煤成油田问题讨论

在世界上,含煤岩系中是否存在以煤岩为主要贡献组分而形成的油田？在煤岩的分类中,有腐殖煤和腐泥煤之分。本文通过对世界煤成油研究史的考察,指出了腐泥煤不但能生油,而且生成的油能形成煤成油田;但是,迄今为止,还没有发现没有争议的以腐殖煤为主要贡献组分而形成的油田。      

煤中的惰性组分与煤成油

通过对世界上煤成油田与其煤岩显微组分的对比研究后发现，许多煤成油田出现在煤中惰性给分含量较高的地区。笔者结合对煤中惰性组的物性分析，认为与镜质组相比，惰性组具有较小的吸附性和较大孔隙直径，它为煤中形成烃类的富集和运移提供了较好的条件。煤中具较高生烃能力的富氢组分与大量惰性组的配合，对煤成油的富集和运移有促进作用。     

形成煤成油田的制约条件

煤成油田的形成受到多方面因素的制约。形成煤成油田的有利条件是：煤系沉积于湖湾沼泽相或三角洲间湾沼泽相，具备较佳的生油显微组分和较好的地球化学综合指标，具备较低的热演化程度、较佳的孔隙结构并经受了适宜的地质营力；含煤盆地在宏观上具备完整的湖（海）平面变化旋回层序，局部有良好的岩性组合和构造；最直接的标志是已发现的原油或油砂具备典型煤成油的地球化学特征。即族组成中饱和烃含量异常高、饱／芳值高、非烃和沥青质含量低；具有反映高等植物生源的甾、萜烷分布特征；处于低成熟演化阶段；沉积环境偏氧化；富集重碳同位素。     

我国西北地区侏罗系含煤盆地低成熟油田的形成

通过低成熟油产出的煤岩学分析, 结合泥炭、煤和含煤岩系泥岩的成烃实验成果指出, 煤中粘土矿物和微孔隙的吸附作用控制和影响着煤成油的形成、排驱和运移。我国西北地区侏罗系煤生油显微组分主要为基质镜质体和木栓质体, 它们在低成熟度条件下很难形成大规模的低成熟煤成油田,但在湖相烃源岩发育的一些坳陷区内能找到低熟油田。     

中国侏罗系煤成油质疑

“煤成油”是一个颇有争论的命题：澳大利亚吉普斯兰盆地的原油是否是煤成油?中国吐哈盆地的原油是否是煤成油?中国其它一些含煤盆地的原油是否是煤成油?煤的热解模拟实验是否有效?这些问题仍须进一步讨论。经研究认为,含煤盆地的原油不可能是煤岩所生成,也不大可能为煤系泥岩所生成,可能的模式是深部氢气与有机质的加氢液化生烃,或是深部H₂、CO₂、CO 在中地壳的低速高导层中经费托合成反应生成油气。     

西北侏罗系煤成油研究中的煤田地质学方法

运用煤田地质学方法分析、研究了西北侏罗系盆地的煤沼沉积环境演化类型(以下简称煤沼演化类型),划分出:①没有发育湖相建造;②含煤建造上覆缺失湖相建造;③具有完整湖平面变化旋四层序的三种煤沼演化类型;研究了西北侏罗系含煤盆地,尤其是第二和第三煤沼演化类型的煤显微组分组成和烃源岩的成熟度特征.根据西北侏罗系含煤盆地煤成油田形成和分布规律,依据煤沼演化类型、盆地沉积构造背景、有机岩组成特征等条件,提出了天山及其以北和塔里木周缘和祁连山两侧山前的前陆盆地等同沉积构造活动性较强的盆地是西北侏罗系煤成油勘探的有利区域,发育第一和第二煤沼演化类型的盆地及其伊犁和三塘湖盆地没有找到煤成油田的可能的看法.     

含煤盆地前期煤成油勘探的地质评价指标

研究了我国西北地区侏罗系含煤盆地沉积环境、烃源岩厚度和地球化学指标等特征,并与世界若干著名的煤成油盆地进行对比,根据含煤建造层序地层学特征、含煤岩系及泥岩厚度、生油岩系在地史期间和现今上覆地层厚度等方面的特征,对我国西北地区侏罗系含煤盆地前期煤成油勘探提出了三项地质评价指标:常规地球化学评价指标;盆地沉积厚度、构造演化及烃源岩成熟度指标;盆地生油岩层序地层学指标.     

鄂尔多斯盆地侏罗系煤生、排油能力实验及其形成煤成油可能性探讨

由于现代煤成油理论的建立和世界范围内一批大中型煤成油田的相继发现,鄂尔多斯盆地侏罗系煤生油问题引起地质学者的关注.该文通过实验获得鄂尔多斯盆地侏罗系煤饱和吸附烃量为50～88kg/t煤,为研究煤吸附烃提供了一些定量信息.同时认为,只有煤生油能力达到或超过煤饱和吸附烃量时,煤才可能成为有效油源岩.通过热模拟实验获得鄂尔多斯盆地侏罗系煤生油能力,结合鄂尔多斯盆地侏罗系煤饱和吸附烃量,对鄂尔多斯盆地侏罗系煤生烃能力进行评价,认为,鄂尔多斯盆地侏罗系煤生烃能力有限,大多数煤生成烃类尚不能完全饱和煤中的孔隙.同时对鄂尔多斯盆地侏罗系煤有机质丰度、类型、成熟度进行综合评价,并与世界其它大中型煤成油田进行对比认为:鄂尔多斯盆地煤有机质丰度较低、类型较差、成熟度不高、生油能力有限;油源对比的结果也认为,鄂尔多斯盆地侏罗系原油与侏罗系煤系地层烃源岩无关,从另一侧面也说明,鄂尔多斯盆地侏罗系煤生烃能力有限,形成工业性油藏的可能性不大.      

吐哈盆地"煤成油"问题再认识

吐哈盆地被认为是典型的煤成油盆地。通过煤岩的富氢显微组成、模拟生烃特征、特殊的油气成藏规律及不同地区预测资源量与探明油气资源量之间的对比分析发现,吐哈盆地侏罗系煤岩并不具有大规模生、排液态烃并形成商业性油田的能力。结合其他地质、地球化学证据,认为台北凹陷中侏罗统油气并不是严格意义上的“煤成油”。而是深层湖相与煤系的“混源油”。     

关于煤成油与煤制油的思考

煤制油是以煤炭为原料，通过化学加工来生产石油天然气或石油化工产品，而煤成油是在天然条件下由煤系有机质在煤化过程中所形成的油气，通过以与吐哈盆地为例，对两者化学组成以及成因上的对比，发现这种人造的条件和天然的奈件具有一定的相似性，所以在煤成油的勘探过程中，应该对研究区域内的煤层或煤系有机质的演化历史，如古温压条件等进行详细的研究。     

煤成烃的成因与评价

据荧光显微镜和共聚焦激光显微镜对煤中壳质组、微壳质体的定量观测和煤与煤岩组分的13^C NMR分析测定，以及煤岩显微组分的热演化生烃模拟实验结果，讨论了煤的富氢组分与煤的大分子结构中甲基、α亚甲基，次甲基含量对煤成液态烃和气态烃的控制作用，并提出了针对低演化烟煤阶段煤成气与油的评价指标。由于我国多数含煤盆地是以富含镜质组和惰质组的腐殖煤为主，因此决定了含煤盆地的油气勘探方向主要是煤成天然气。只有少数含煤盆地的含煤岩系中，广泛存在壳质组和微壳质组含量较高的煤分层，才具有煤成油的实际勘探前景，如吐哈盆地等。图3表4参22     

中国中西部前陆盆地成藏特征的初步分析

通过讨论川西(四川盆地西部)、柴北缘(柴达木盆地北缘)和准南缘(准噶尔盆地南缘)前陆盆地的成藏过程,指出我国中西部前陆盆地具有多期聚集、晚期聚气的成藏特征,认为我国中西部前陆盆地具有最重要的两大成藏期,一是燕山期及其之前的油气成藏期,主要是中部周缘前陆盆地和西部再生前陆盆地二叠系烃源岩和三叠系烃源岩的油气聚集期;二是喜山晚期,主要是受新构造运动影响,西部再生前陆盆地中、新生界烃源岩的油气成藏和中部周缘前陆盆地的油气调整期,其中中生界煤系烃源岩是中西部前陆盆地主要的烃源岩,而喜山晚期冲断作用形成的断层相关褶皱圈闭与前陆发育时巨厚沉积造成的中生界煤系烃源岩排烃过程相匹配。此外还讨论了前陆盆地中的古构造(背景)在油气聚集中的重要作用和早期前陆盆地成藏体系、再生前陆盆地成藏体系在油气相态及成因类型的平面分布特征上的控制作用。     

吐哈盆地天然气成藏地质条件与富集因素分析

吐哈盆地是我国西北主要的侏罗系含煤盆地,近年来不仅在天然气勘探上迟迟未能取得重大突破,而且发现的天然气田数量及储量规模均远小于油田的数量及储量规模,明显有悖于“含煤盆地贫油富气”的地质规律。为此通过对吐哈盆地天然气成藏地质特征及油气分布规律的解剖分析和探讨,认为煤系源岩成熟度相对较低,天然气转化率较小且明显滞后于液态烃的生成,是造成吐哈盆地“油气共生、油多气少”的主要原因;煤系源岩的热演化程度及油气藏后期的保存条件是盆地大、中型气田形成、富集的关键因素;台北凹陷中部的胜北、丘东和小草湖等地区,煤系源岩发育、热演化程度较高、且后期构造活动相对较弱,应是盆地下一步天然气勘探的最有利地区。     

中国的地洼型油气田

以前的成矿理论关于油气田的大地构造类型,只有地槽型和地台型。作者根据实践经验和收集的地质资料,运用地洼成矿理论,对中国油气田大地构造类型进行了新的划分。本文仅探讨中国境内分布最广、经济价值很大的地洼型油气田,阐述其基本特征、分布规律和找矿方向。     

中国致密岩油气资源潜力及勘探方向

中国是世界上最早发现致密岩油的国家之一,1907年就在鄂尔多斯盆地延1井上三叠统发现了致密岩油,1989年又在该盆地石炭—二叠系发现了致密砂岩大气田——靖边气田。之后,在四川、准噶尔、松辽、渤海湾等多个盆地也相继发现了致密岩油气。中国致密岩油气具有多层系分布的特征,几乎在所有大中型盆地内均有发育,油气资源十分丰富,勘探开发潜力巨大,估算的中国致密岩油资源量为(280~300)×10~8 t、致密岩天然气资源量为(66~70)×10~(12) m~3。特别是近年来,中国致密岩油气的储量和产量较快增长。为此,在综合分析中国致密岩油气形成的地质条件、成藏条件、油气富集“甜点”的主要控制因素和指标、致密岩油气分布规律、油气资源潜力及面临挑战等的基础上,认为目前中国国内致密岩油气勘探开发技术已较为成熟,可作为中国非常规油气发展之首选。     

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煤层气藏主要出现在晚古生代以来的几个成煤期,分布在大陆板块相对稳定区带的沉积构造盆地。煤层气的勘探开发方式与石油、常规天然气及煤炭虽有相近之处,但各成体系各有其法,煤层气勘探开发技术已经形成以地面垂向钻井开采为特征的现代煤层气勘探开发技术体系。我国煤层气产业刚刚崛起,已经实现了勘探试验的突破,开始进入区域勘探阶段。我国煤层气资源极为丰富,开发前景极为广阔,应当制定二十一世纪煤层气工业的发展目标和规划,合理布局整体部署,制定鼓励煤层气工业发展的政策,加大对煤层气勘探开发的投入,同时还应当积极对外合作,坚持科技进步,坚持依法勘探开发。     

油气开采企业开展深层煤炭地下气化业务的前景分析

我国主要含油气盆地深层煤炭资源蕴藏量丰富,但长期以来未能得到有效开发利用。煤炭地下气化技术（UCG）属于煤炭资源清洁高效开发和利用的范畴,符合国家“能源革命”的相关要求,国内外的发展经验已经初步证实,UCG在技术、经济和市场方面均是可行的。分析结果认为,油气企业在推动深层UCG发展的进程中具有很大的优势,具体表现在以下方面：①国家政策层面大力支持UCG工业化;②油气开采企业具有一定的资源优势;③油气开采企业具有明显的工程技术优势;④油气开采企业具有类似的生产控制经验;⑤油气开采企业具有市场保障优势和天然气替代效益驱动;⑥油气开采企业具有利用深层UCG建设地下储气库的综合优势。综合宏观的国际形势及UCG业务发展所面临的困难,提出了对我国深层UCG可持续发展的建议：可以由油气开采企业牵头,煤炭开采企业和燃气发电企业参与,集中各家优势力量,实现互利共赢。结论认为,发展深层UCG业务可以将原来无法开发利用的深层煤炭资源转化为现实的、长期的清洁能源供应,这将有力推动中国“能源独立”的进程。     

砂岩介质下陆相原油裂解生气模拟

继四川盆地、塔里木盆地发现大量的海相原油裂解气气田之后,在渤海湾、柴达木等陆相盆地也发现存在陆相原油裂解气,但目前对陆相原油裂解气的生气机理、主控因素以及与海相原油裂解气差异性研究还不够。采用封闭体系黄金管热模拟实验方法,选取陆相原油样品开展裂解模拟实验。结果表明:(1)陆相原油在高演化阶段可以大量裂解生气,陆相纯原油系列主生气期对应的R_O值为1.7%~3.3%;(2)砂岩介质下的原油主生气期对应的R_O值为1.7%~2.6%,对陆相原油裂解有催化作用;(3)陆相原油裂解分为3个阶段,R_O=0.9%~1.6%时为原油初步裂解阶段,R_O=1.6%~2.1%为原油大量裂解阶段,R_O=2.1%~4.2%为原油裂解衰竭阶段;(4)纯原油与砂岩介质下的原油碳同位素随温度升高呈现相似的变化规律,乙烷与丙烷碳同位素值均在原油裂解衰竭阶段出现倒转。随着勘探向深层发展,陆相原油裂解气藏的发现会越来越多,因此,深入研究陆相原油裂解气的生气机制和产气特征对寻找和发现规模陆相原油裂解气田(藏)具有重要指导作用。     

焉耆盆地油气藏特征与成藏模式

焉耆盆地是我国西部众多中新生代小型含煤盆地之一。 1993年开始进行规模性勘探 ,先后探明了宝浪油气田和本布图油田。该盆地油气藏圈闭成因类型主要为与逆断层有关的背斜、断背斜油气藏 ;油气具有典型煤成烃特征 ,油气藏流体相态类型丰富 ,气油比高 ,流体性质好 ;油气藏几何类型以层状边水为主 ;油气聚集层位主要为侏罗系三工河组 ,油气层分布集中 ,单井油气层厚度大 ,埋深适中 ;侏罗系储集层主要为低孔低渗的孔隙型碎屑岩 ;压力系数较高 ,产能中等 ;单储系数低 ,储量丰度中等。通过烃源岩生排烃史、圈闭发育史和成藏史分析 ,研究了油气藏的形成机理 ,探讨了成藏模式     

具有广阔勘探前景的一种新型浅层天然气──油层、煤层厌氧菌解再生生物气

再生型生物成因天然气是一种分布相当广泛的浅层天然气,它是浅层的油层、煤层在还原条件下受厌氧细菌(主要是产甲烷菌)降解作用新生成的一种再生能源。它突破了只能在热不成熟的地层中勘探生物天然气的束缚,将其勘探领域扩展到目前处于浅埋的热成熟含油含煤盆地以及某些含盐含碱盆地。它是我国今后浅层天然气勘探的重要领域,并可能成为代国生物气的主要资源类型。