原油裂解成气热模拟实验研究进展

原油裂解气的形成条件是目前油气生成过程研究的热点。热模拟实验是探索油气形成机制、重现油气生成过程的重要手段之一。文中介绍了原油裂解成气过程中的影响因素,重点阐述了原油裂解气和干酪根裂解气的判识依据,指出了原油裂解成气热模拟实验存在的不足和需要深化的区域。     

英吉苏凹陷原油碳同位素地球化学特征及其地质意义

塔里木盆地英吉苏凹陷目前所揭示原油分子碳同位素分布呈现明显二阶段模式,显示该地区具两期成藏特征:一期为以龙口1井为代表的正常原油成藏,油源主要与下奥陶统沉积有关(以英东2井4171-4175m地层为对比源岩);另一期为以英南2井为代表的高演化凝析油气成藏,其轻烃组成可能属于干酪根高演化阶段产物,而非原油裂解成因。     

塔里木盆地石炭系碳酸盐岩同位素地球化学特征

从塔里木盆地石炭系碳酸盐岩的δ13C(‰PDB)为-4.68‰～+6.7‰,δ18O(‰PDB)为-9.72‰～-1.8‰来看,基本上属海相环境,从塔北经满西至巴楚地区,石炭系碳酸盐岩沉积时受淡水和陆源有机碳影响逐渐减少。经计算,石炭系碳酸盐岩沉积时的平均古水温为25℃,说明海水较温暖。碳酸盐岩87Sr/86Sr平均值为0.70860,纵向上生屑灰岩段87Sr/86Sr平均值为0.70854,标准灰岩段为0.70821,小海子灰岩段为0.70794,说明石炭纪海侵规模不断增大,海水深度不断增加。平面上由西向东北方向87Sr/86Sr比值增大,说明石炭纪海侵是由西向东侵入的。     

原油热演化程度与碳同位素组成变化关系

通过开展对未成熟干酪根的热模拟实验,测定干酪根在不同演化阶段产出液体烃的碳同位素组成.阐明由于演化影响导致原油中碳同位素分馏的原因,并结合模拟实验结果验证和解释了地层中母岩干酪根和所产原油在高成熟阶段碳同位素组成发生“逆转”的现象,同时,提出利用碳同位素对多产层地区油/油源对比中,必须注意演化程度要在相同的演化阶段才有可比性,特别在高成熟地区,否则有可能导致错误判断.     

东营凹陷沙四段原油裂解热模拟实验及产物特征

对东营凹陷沙四段成熟阶段早期的原油样品(按比例与水、砂混合封入金管) ,采用高压釜封闭连续加热方式进行热压模拟实验。根据11个模拟温度点的烃类裂解气产率分析,原油裂解气累计产率为650～660 m³/t_TOC。原油裂解气R_O值在1.3%～1.5%和2.3%～2.7%区间存在2个明显的高峰。原油裂解气中甲烷含量和C₂/C₃值随模拟温度升高而明显增加,但C₁/C₂值变化较小。原油裂解气碳同位素在成熟阶段相对较轻,高—过成熟阶段不断变重,并且甲烷与乙烷、乙烷与丙烷的碳同位素差值具有逐渐增加的趋势。     

塔里木盆地库车坳陷烃源岩热模拟实验中甲烷碳同位素的二阶分馏

选用塔里木盆地库车坳陷三叠系和侏罗系的煤、黑色泥岩及碳质泥岩等样品进行了260~540℃之间的生烃热模拟实验,模拟温阶为40℃,并对产物中天然气的碳同位素和实验后的固态产物的镜质体反射率进行了测定,得到了模拟气态烃产物中甲烷的碳同位素与模拟产物成熟度Ro的关系。实验表明,在烃源岩由未成熟到过成熟的演化过程中,甲烷碳同位素存在二阶分馏,在未熟到成熟(Ro<1.5%)阶段,甲烷碳同位素随温度(成熟度)的增加由重变轻,而在成熟到过熟阶段,甲烷碳同位素随温度(成熟度)的增加由轻变重,在这2个演化阶段甲烷碳同位素与Ro均呈线性相关。     

天然气组分及其碳同位素扩散分馏作用模拟实验研究

为了探讨扩散引起的天然气组分及其碳同位素的分馏效应与岩石物性之间的关系,建立了相应的扩散分馏作用地质模式。通过自行设计的天然气成藏物理模拟仪,选择了不同物性的岩芯及其组合进行了天然气组分及其碳同位素扩散分馏作用模拟实验。实验研究结果表明:岩石的孔隙度和渗透率越低,扩散运移引起的分馏效应越明显;乙烷以上的重烃碳同位素几乎不发生分馏作用,但其组分组成仍存在一定程度的分馏现象。利用天然气组分及其碳同位素的上述变化规律,可以追踪天然气的运移路径,也可用于气源对比研究。     

塔里木盆地S74井稠油热模拟实验研究(一)——模拟产物地球化学特征

对塔里木盆地S74井稠油开展了热模拟实验,对原油、模拟残渣抽提物、排出油的族组分及其碳同位素进行了测试,并对饱和烃进行了气相色谱与气相色谱—质谱分析,同时进行了烷烃气碳同位素分析。研究表明:1)模拟残渣抽提物饱和烃结构组成、甾萜烷生物标志化合物随模拟温度的变化具较大幅度的变化,而排出油除在350℃出现异常外,饱和烃结构组成、甾萜烷生标特征随模拟温度的变化不大;2)模拟残渣抽提物及其馏分碳同位素随模拟温度的增高而逐渐变重,而排出油及其馏分碳同位素随模拟温度的变化规律不明显;3)烷烃气碳同位素随模拟温度的增高而逐渐变重,各模拟温度点烷烃气碳同位素呈正常组合序列分布。     

热演化过程中干酪根碳同位素组成的变化

通过测定一个Ⅰ型干酪根在不同热演化阶段的残余率和残余部分的碳同位素组成,揭示其在热演化过程中的变化规律,从而为有效气源岩的定量判识与评价提供同位素方面的依据。研究表明,在产甲烷早期(R_o<1.5%),干酪根的碳同位素组成变化较明显,可达3.8‰;当R_o达到1.5%～2%时,随着热演化程度的增加,残余干酪根的δ13C略微呈现出逐渐贫13C的趋势,变化幅度约为2‰;当热演化程度较高(R_o>2%)时,干酪根的碳同位素组成则变化不大,变化幅度小于0.8‰。      

稳定碳同位素分析技术及其在地球化学中的应用

随着稳定同位素分析测试技术的逐步完善,碳同位素在地球化学中的应用也越来越广泛。总结了碳稳定同位素分析技术在环境地球化学、生态地球化学和油气地球化学中的应用。概述了生物修复研究中功能微生物的鉴定、不同环境介质中溯源研究、植被类型研究、生态链中物质能量流动研究,并重点阐述了单体烃分子系列碳同位素在油气地球化学研究中的应用。     

天然气碳同位素动力学模型研究新进展

天然气碳同位素动力学模型研究是目前国际油气地球化学界的前沿研究课题。它基于化学反应动力学中温度和时间互补原理，根据室内热模拟实验，对天然气组分的碳同位素值进行动力学模拟研究。文中综述了20世纪90年代以来国外学者所建立的几种代表性的碳同位素动力学模型，分析了各个模型建立的理论基础和基本特征，讨论了其研究意义和应用价值。     

混源气的组分与碳同位素特征研究

以两种干酪根（Ⅰ型与Ⅲ型）热模拟气作为单元组合,进行不同条件的混合,考察了其混合气组成与同位素的变化。结果表明：不同来源天然气混合可导致天然气组成与碳同位素的变化,混合的两种气体组分与碳同位素差别越大,对混合气的影响越大。相近成熟度的Ⅰ型与Ⅲ型气混合,虽可在一定程度上导致天然气同位素变化,但不会导致碳同位素序列倒转。同位素倒转仅出现在某些特殊条件,如在很高成熟度Ⅲ型气中混入少量低、中成熟Ⅰ型气,可导致混合气δ13C2与δ13C3、甚至δ13C1与δ13C2倒转。在高成熟Ⅰ型气中混入少量低成熟Ⅲ型气可导致δ13C1-δ13C2值与δ13C2-δ13C3值变小,但一般不会引起碳同位素倒转。不同来源天然气的混合导致天然气地球化学指标存在多解性,在天然气成因评价时应当予以重视。     

塔河油田原油稳定碳同位素特征及其成藏意义

塔河油田原油族组分中烷烃δ¹³C值为33,3‰～－31,5‰,差异不明显,但全油、芳烧、非短、沥青质δ¹³C值的差别却逐渐增大,特别是4、6、7区部分奥陶系原油出现沥青质δ¹³C值低于非炬、芳炬组分,甚至低于全油的“倒转”现象,详细的地球化学分析表明,这种同位素“倒转”现象主要是由于生物降解造成的;塔河油田存在两期原油充注的成藏历史,早期成藏原泊成熟度较低,具有相对较低的碳同位素值,在经历了生物降解后残留以非炬,特别是沥青质为主的族组分,与后期充注来的原油相混合,呈现复杂的稳定碳同位亲值分布特征。     

燕山地区中元古界碳酸盐岩碳、氧同位素特征及其环境意义

燕山地区中元古界高于庄组-雾迷山组主要为海相碳酸盐岩潮坪相沉积,按潮汐作用可划分为潮上带、潮间带和潮下带3个沉积相带。对研究区112件碳酸盐岩碳、氧同位素样品进行了测试和原始性验证,认为其原始组分保存良好。并根据地质统计学原理,探讨不同沉积相带碳、氧同位素的分布规律,结果表明：δ^13C值变化范围为2．2‰～1．6‰,均值为-0．1‰;δ^18O值在9‰～2．3‰之间变化,均值为5．53‰。进一步对不同沉积相带主要分布区间进行统计,得出潮上带8”C值为1．5‰～-0．5‰,8”0值为-6‰～-4‰,Z值（古盐度）为120～125;潮间带δ^13C值为0．5‰～1‰,δ^18O值为8‰～-4‰,Z值为123～127;潮下带舻。C值为0～1.5‰。分析认为：沉积环境从潮上带→潮间带→潮下带,δ^13C值、Z值呈升高趋势,δ^18O值呈降低趋势。δ^13C值主要受有机碳氧化与有机碳的埋藏速率因素影响;δ^18O值主要受海平面升降变化影响,与之呈负相关关系;Z值同时反映碳、氧同位素组成,且更受碳同位素的影响。     

柴达木盆地东坪—牛东地区天然气地球化学特征及来源探讨

以柴达木盆地东坪—牛东地区天然气组分及碳同位素数据为基础,分析了天然气地球化学特征及成因和来源。研究区烃类气体以甲烷为主,重烃(C₂₊)含量低,介于0.5%~6.5%之间。东坪地区天然气干燥系数>97%,为干气;牛东地区天然气干燥系数介于90.3%~98.1%之间,具有干气、湿气共存的特点。天然气δ¹³C₁值介于-17.58‰~-36.4‰之间,δ¹³C₂平均>-29‰,其中东坪3区块烷烃碳同位素倒转,呈现无机成因气的特征,结合CO₂含量与δ¹³C_CO2值的关系,以及研究区发育高成熟侏罗系煤系源岩的地质背景,综合研究认为天然气为有机成因的煤型气。通过天然气成熟度和流体包裹体研究,结合阿尔金山前东段的成藏模式,认为牛东地区天然气来源于昆特依凹陷下侏罗统煤系源岩,存在2期充注:第一期以油为主;第二期以高成熟天然气为主。东坪地区天然气来源于坪东—一里坪凹陷下侏罗统煤系源岩,存在4期高成熟和过成熟天然气的充注,并导致了烷烃碳同位素的倒转。     

应用碳同位素动力学模拟评价天然气的成因

简要介绍天然气形成过程中碳同位素分馏的理论基础、动力学参数模拟计算、碳同位素动力学模拟应用于天然气评价等方面的最新成果。揭露了几个值得注意的问题:天然气碳同位素特征不仅受母源、成熟度的影响,而且与运聚条件、沉积盆地增温速率有关;累积聚集气与阶段聚集气在碳同位素特征存在明显差别;碳同位素分馏动力学模型在不同盆地会存在差异,不仅取决于气源条件,还与聚集历史、沉积-构造史有关。我国天然气藏成因复杂,具有多期、多源的特点,对这类天然气的成因研究与评价提供了新思路。     

矿物燃料中芳烃分子同位素研究进展

芳烃化合物是古代沉积有机质和原油中重要的组成部分,其分子碳、氢同位素组成特征蕴藏着丰富的地质-地球化学信息,是当今有机地球化学研究的热点领域之一.矿物燃料中芳烃分子同位素的分析是在对芳烃馏分精细分离、纯化和富集的基础上,并应用GC/C/IRMS技术方能获得准确的单体烃同位素组成信息.沉积有机质的母质来源和沉积环境控制着...     

松辽盆地梨树断陷天然气地球化学特征及成因探讨

通过系统测试松辽盆地梨树断陷3个气田和3个油气田天然气的化学组成以及碳同位素组成,分析了天然气的组成特征与平面分布特征,综合判断了各油气田天然气的成因类型。梨树断陷的天然气以烃类为主,CO₂含量低,烃类气体和CO₂均为有机成因,可以分为3种成因类型。第一类为不同成熟度的油型气的混合气,主要分布在北部斜坡带的皮家气田和中央构造带的八屋、四五家子油气田,碳同位素多发生了倒转;第二类为高—过成熟阶段形成的煤成气,分布在中央构造带南端的孤家子气田和东南斜坡带的新立油气田,具有负碳同位素系列;第三类为油型气和煤成气的混合气,分布在中央构造带的后五家户气田。     

松辽盆地梨树断陷金山地区天然气地球化学特征及其地质意义

金山地区位于梨树断陷的东南斜坡带上,是重要的天然气勘探区。通过对金山地区已发现油气藏的天然气地球化学特征研究,认为金山地区天然气有2种不同类型的成因:(1)金2井天然气CO₂含量高,为非烃气藏,CO₂为无机成因气,烷烃气干燥系数高,为干气,属无机与有机的混合成因气,有机成因气主要为油型气;(2)其余各井天然气非烃含量低,为烷烃气藏,烷烃气中CH₄含量较低,为典型湿气,属成熟-高成熟煤型气。     

油气藏烃类垂向微渗漏及近地表化探异常的油气地质意义

结合渤海湾盆地临南断块油气藏、塔里木盆地雅克拉凝析气藏等研究区石油地质资料,从油气藏成藏特征、化探异常空间分布规律入手,探讨烃类垂向微渗漏的方式及受控因素,研究化探异常与油气藏烃类垂向微渗漏的＂成因＂联系,分析和认识化探异常的油气地质意义。夏口断层在临南断块油气藏成藏系统中具备油气侧向运移＂封堵＂特征,而研究区化探异常则揭示了夏口断层（裂隙）具有油气纵向＂渗漏通道＂作用,由此表明夏口断层具备油气侧向运移相对＂封堵＂和油气纵向绝对＂渗漏＂的双重属性特征。雅克拉气藏区化探异常围绕着气藏构造高部位（化探指标低值区）呈环状形式分布于气藏边缘,表明气藏盖层明显控制了气藏烃类垂向微渗漏和化探异常的空间分布特征;重烃指标异常空间分布规律与气藏盖层封闭性的横向变化规律具有较为一致的对应关系,表明气藏盖层封闭性对油气重烃微渗漏的影响较甲烷微渗漏影响更为明显。2个研究区近地表化探异常特征与其对应的油气藏成藏特征、油气垂向微渗漏等存在极为密切的联系。