青藏高原海相烃源岩生排烃模式

在青藏高原实地踏勘采集了大量样品 ,首次成功地进行了青藏高原海相烃源岩的生排烃热压模拟实验。在对实验产物和残渣计量、检测后 ,总结、归纳出 4类青藏高原海相烃源岩生排烃模式 :Ⅰ型泥页岩生排烃模式、Ⅱ1型泥页岩生排烃模式、Ⅱ1型灰岩和泥灰岩生排烃模式、沥青生排烃模式。这些模式的建立为正确评价、研究该区海相烃源岩和资源量计算提供了可靠的依据。就这 4类模式之间、这些模式与常规模式之间进行了对比 ,找出了它们之间的异同点 ,这对进一步研究青藏地区具有重要意义。模拟实验结果与露头剖面实际分析资料对比表明 ,通过模拟实验所建立的青藏高原海相烃源岩的生排烃模式基本上能够反映地下生排烃的实际情况。图 3表 1参 1     

海相碳酸盐岩烃源岩生排烃能力研究

在5000余块海相不同类型烃源岩样品的精细筛选和比较的基础上,选取了青藏高原侏罗系、冀北上元古界、云南禄劝泥盆系等34个样品进行了人工加水热压模拟实验。综合研究认为,海相烃源岩中碳酸盐岩相对泥页岩对干酪根生排烃具有较强的催化作用,可使生排总油高峰温度前移,更容易形成未熟-低熟稠油,排油效率增大,总产气、CO₂和H₂产率增高,总油、气携油、残留油、烃气及总烃产率也相对有所增加。这与α-碳原子形成自由基的催化反应、碳酸盐岩干酪根中浮游藻类含量相对较高以及碳酸盐对有机质及烃类的吸附作用弱有关。但是,含钙泥页岩(碳酸盐含量为5%～25%)总油等烃类产率相对最高。它主要多为封闭强还原环境下形成的富烃含钙页岩,干酪根类型好,有机质丰度高。     

海相不同类型烃源岩生排烃模式研究

在海相烃源岩研究的基础上,筛选出青藏高原中生界和冀北地区上元古界未成熟—成熟海相不同类型烃源岩 10 个样品为代表,进行热压模拟试验,创建了海相3种类型干酪根和4种主要岩类的17种原始和再次生排烃模式。提出了海相烃源岩从Ⅰ型干酪根到Ⅱ₁型到Ⅱ₂型再到固体沥青,生排油、烃气和总生烃量逐渐变低,油质逐渐变轻,气逐渐变干,生烃速率也逐渐减小;从富烃页岩到富烃泥灰岩到富烃灰岩再到固体沥青,排油效率逐渐增加,总生排烃量和生烃速率具有逐渐减少的趋势,生烃气占总烃比例则从固体沥青到富烃页岩到泥灰岩到灰岩逐渐增加;从海相富烃源岩到低有机质含量的碳酸盐岩或随着有机质丰度的降低(TOC 0.2%到1.0%),生排油、烃气量和总生烃量及生烃速率逐渐变小,生烃气占总烃比例逐渐增加。     

海相碳酸盐岩成岩作用与排烃特征

碳酸盐岩在浅埋处几乎失去所有的原生孔隙,成岩以胶结和交代作用为主;其后,碳酸盐岩处于近完全封闭的压实流环境中,深埋和地温升高除形成小规模的压溶作用外,其他成岩作用很微弱。在进入生烃门限后,低丰度有机质虽可生成一定量的烃类,但碳酸盐岩不像泥岩那样可大量脱水,烃的运移既无“载体”,又无异常高压作为动力和造缝条件,烃类很难有效排出。此后,烃类或分散于封闭的晶间孔隙中,或与矿物结合形成晶包有机质和包裹体有机质,从而造成碳酸盐岩烃/有机碳常常高于泥页岩。由于碳酸盐岩先天性地有机质丰度低,再加上后期排烃困难,决定了其几乎不可能作为有效烃源岩。     

青藏高原海相烃源岩的产烃率图版

在青藏高原实地踏勘并采集了大量样品，通过实验筛选出了一批具有代表性并适合模拟的样品，然后在大量实验所选择的模拟实验条件下，分别对这些样品进行高温高压加水生排烃模拟实验，在对实验产物和残渣进行计量、检测后，共总结归纳出3类青藏高原海相烃源岩的产烃率图版。首次成功实现了利用人工模拟的方法对青藏高原海相烃源岩产烃率的求取，也为该区资源量的计算提供了依据。与此同时，就这些产烃率图版间及其与常规生排烃模式间进行了对比，并找出异同点，对进一步研究该地区有重要意义。     

利用全岩热模拟方法研究海相烃源岩生排烃过程及影响因素

为了更好地反映实际地质条件下烃源岩的生排烃情况,采用块状样品进行热模拟实验,并运用生烃动力学的方法研究其生烃的过程.实验结果表明,开始排烃的时间略晚于开始大量生烃的时间,排烃持续时间长于生烃期.而不同的升温速率对大量生烃期、生烃率及排烃效率均有影响.川东北地区下二叠统海相烃源岩在晚三叠纪(220Ma)进入主生烃期,晚侏罗纪中期(160Ma)主生烃期结束;在晚三叠纪(218Ma)进入主排烃期,晚侏罗纪中期(155Ma)排烃期结束.     

湖相与海相碳酸盐岩烃源岩生烃条件对比

根据分布特征、沉积环境、岩石类型、有机地球化学特征和生烃模式等方面的对比,讨论了湖相碳酸盐岩和海相碳酸盐岩两种相同岩性、不同沉积环境烃源岩生烃条件的异同。海相与湖相碳酸盐岩烃源岩,基本上都含有不同量的泥质成分;它们的干酪根类型一般以Ⅰ型或Ⅱ型为主;有机质赋存形式无太大差别,湖相碳酸盐岩烃源岩中可能存在更多的无形态有机质;海相碳酸盐岩有机碳含量普遍较低,而湖相中有机质含量则变化很大;湖相碳酸盐岩烃源岩的生烃模式相比海相研究薄弱,但其二次成烃作用不容忽视。湖相碳酸盐岩烃源岩的形成条件受到较多因素的控制,针对高有机质丰度湖相碳酸盐岩烃源岩形成的生物地球化学及沉积学等方面的研究尤其关键。另外,其晚期生烃可否为湖相深层油气勘探提供充足的烃源仍是未来工作的重要方向之一。     

碳酸盐岩有效排烃动力条件与临界有机质丰度关系

在碳酸盐岩的可能排烃动力学模型中，微裂缝作为压力释放的有效通道至关重要。碳酸盐岩烃源岩生烃过程中微裂缝的形成难以直接观察，但可以通过模拟实验，根据产物计量和一定的数学模型，计算生烃增压值，并通过岩石物理性质得到的理论破裂压力阀值判断其形成的温压条件。结果表明，碳酸盐岩有效排烃动力与有机质丰度有关。当有机质类型和成熟度一定时．有机质丰度越高，所产生的生烃增压就越大。有机质丰度很低的碳酸盐岩在一般地温条件下，难以产生足够的生烃增压使岩石破裂并形成徽裂缝作为效排烃通道。在常规的油-2生成的温度压力条件下，有机碳含量0．2％～0．3％可能是满足有效排烃动力条件的l临界有机质丰度。图5表1参10     

海相古油藏及可溶有机质再生烃气能力研究

通过大量样品的封闭体系热压模拟实验,对比研究了不同性质、不同组成海相古油藏及可溶有机质热裂解再生烃(气)能力及其产率分布特征。结果表明,不同海相古油藏与可溶有机质的再生烃气能力大小为:凝析油>轻质油>正常原油>志留系沥青砂岩≥稠油≥低成熟固体沥青≥含沥青灰岩>稠油油砂>氧化固体沥青;其再生烃气能力除与岩性、赋存状态、演化程度等有关外,主要受所含可溶有机质性质和组成的制约;可溶有机质再生烃过程是干酪根生烃的延续,其生烃气潜力与干酪根烃源岩相当,当其达到高过成熟阶段时,可以作为新的轻质油气或者天然气来源。     

珠江口盆地珠-坳陷典型烃源岩热压模拟实验――生排烃模式及TOC恢复系数探讨

为了给珠江口含油气盆地有效烃源岩的判识和区带成藏条件评价提供实验依据和基础数据,选取了该盆地珠一坳陷有代表性的泥岩样品(I-II1型、II2型、III型)进行了真空封闭体系下热压模拟实验,研究了不同烃源岩在生油气高峰阶段和在不同演化阶段的产油气率,综合分析了不同类型烃源岩的生排烃模式、倾油倾气性和生烃潜力,还分析了不同演化阶段的TOC恢复系数。     

成煤环境不同类型烃源岩生排烃模式研究

该文运用热压模拟试验和油气地球化学等新技术,在系统分析和总结大量分析数据和地质资料的基础上,对成煤环境不同类型烃源岩的生排烃模式进行了深入细致和系统的研究.本中提出,成煤环境沉积的暗色泥岩、碳质泥岩和煤生烃能力差别很大,滨海(湖)沼泽煤及碳质泥岩多好于泥岩,而较深水—浅水湖(或海)沼泽泥岩多优于煤.作者还创建了煤系4种有机质类型和2种主要岩类的9种生排烃模式,并用实际地质剖面排烃模式进行了验证,指出成煤环境Ⅲ1-Ⅱ1型泥岩排油能力明显优于煤及碳质泥岩.      

烃源岩排烃的模拟实验研究

本文对黄县褐煤、茂名油页岩进行了热模拟实验。根据对模拟实验的产物分析,取得了一些认识:①排出烃的nC_(21)~-/nC_22~ 比残留烃要高。甾萜烷,尤其是C_(27)/C_(29)甾及C_(29)萜烷、C_(30)萜烷的βα/αβ值具有较大的差异。相对于其他多环芳烃,低分子量的萘系列、联苯系列、芴系列被优先排出。重质芳烃组分如芘、(艹屈)系列、荧蒽系列则难于运移;②通过对不同温阶残留烃与排出烃的纵向对比研究,发现随排烃量的增加,它们之间的差别变小。     

碳酸盐烃源岩排烃模拟模型及应用——以鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组为例

碳酸盐烃源岩由于胶结作用发育,固结成岩较早,所以,其排烃作用并非一定以压实作用为主,而是多种作用互存。不同的演化阶段排烃方式各异,在高过成熟阶段以微裂缝排烃和分子扩散为主。以一维地质模型为基础,根据生、排烃质量守恒原理可以定量建立扩散排烃和微裂缝排烃的数学模型。鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组依此模型进行的模拟结果表明:马家沟组在早二叠世末进入生烃门限,三叠纪末达到生油高峰,早白垩世开始进入过熟干气阶段;现今累计排烃率为 60%～80%,其中,压实排烃、扩散排烃和微裂缝排烃占主导地位,水溶相排烃只占很小比例。     

松辽盆地朝长地区未熟、低熟烃源岩排烃研究

本文利用实验室模拟方法研究了松辽盆地朝(朝阳沟)长(长春岭)地区白垩系和外围汤元地区第三系低熟源岩的排烃过程,样品分别在150℃、200℃、250℃、300℃4个温度点各作一次实验。结果表明,低熟源岩的排烃过程具有“地质色层效应”,主要表现在排出烃与残留烃的族组成、气相色谱以及生物标志化合物等指标的差异上。本文计算并校正了模拟实验各温度点的排烃量和排烃效率,得出了朝长地区低熟源岩排烃效率与演化程度的经验公式。研究认为,低熟源岩排烃主要受源岩有机质丰度、类型、热演化成熟度及地下水活动等因素的影响。本区低熟源岩具有良好的生烃能力和排烃潜力,故具有良好的油气资源前景。     

关于碳酸盐烃源岩的评价标准

通过模拟实验测得碳酸盐岩排烃下限值为TOC=0.06%～0.12%,并提出碳酸盐岩排烃下限值与碳酸盐烃源岩有机碳下限值应是两个概念。排烃下限值是烃源岩所固有的特性,不是人们自己设定的标准,而烃源岩有机碳下限值是一个评价标准,大小可以等于或大于排烃下限值,而不能小于排烃下限值。通过对碳酸盐岩有机质丰度、有机质类型、有机相和成熟度的研究,修正了过去碳酸盐岩只按Ⅰ类有机质的评价方法,而将碳酸盐岩有机质分为Ⅰ,Ⅱ₁,Ⅱ₂₃类,将碳酸盐烃源岩划分为4类,即很好烃源岩、好烃源岩、中等烃源岩、差烃源岩。未熟—成熟碳酸盐烃源岩有机碳下限值为0.2%～0.4%;高成熟—过成熟碳酸盐烃源岩有机碳下限值为0.1%～0.25%。     

过成熟碳酸盐烃源岩有机碳含量下限值探讨——以鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组为例

过成熟阶段碳酸盐生油岩中烃类产物的相态已由油相演化到湿气、干气相.过成熟阶段碳酸盐岩作为气源岩时,其有机碳含量下限值不仅决定于本身的吸附烃量、有机质类型和热演化程度,而且排烃机理和排烃条件对它也有一定的影响.该文以鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组过成熟碳酸盐岩为例,首先通过罐装岩屑酸解烃法、残余气饱和度法和全烃地化分析法对吸附气态烃进行定量分析,估算出有机碳含量下限值为0.03%～0.06%,然后结合不同排烃机理对有机碳含量下限值作进一步的探讨.     

有效烃源岩下限指标初探

有效烃源岩下限标准是大家长期争论的问题,各界学者在评价有效源岩时采用的有机碳下限标准各异.本文从有效烃源岩的概念、限制条件着手,从国内外油气勘探的发现入手,以大量国内外已发现油气田(藏)已知的有效烃源岩统计数据为依据,结合源岩成熟度参数,提出有效烃源岩评价标准是灰岩有机碳含量≥0.3%;泥灰岩有机碳含量≥0.5%;泥岩有机碳含量≥1.0%;油源岩成熟度上限指标Ro≤1.5%;气源岩成熟度上限指标Ro≤4.0%.     

分阶段排烃模拟模型研究

本文提出了一种新型实用的排烃模拟模型。根据该模型可将排烃分为单因素排烃和双因素排烃两个阶段。在单因素排烃阶段,含油饱和度是烃类排出的唯一控制因素,排烃的动力是压实作用;在双因素排烃阶段,排烃受临界含油饱和度和临界破裂压力的双重控制,排烃的动力是流体超压。这突破了以往单阶段或单因素排烃模拟研究的局限并避开了对排烃复杂相态的研究,避免了误差的积累。该模型的关键是两阶段的划分标准及临界含油饱和度(S_c)及临界破裂压力(p_c)的确定和流体超压的求取。该模型在辽河盆地东部凹陷驾掌寺洼陷烃源岩定量评价中取得了良好的应用效果。      

地应力对排烃的影响方式及作用模型

本文在对不同排烃阶段排烃机理分析的基础上,结合盆地构造力学,研究分析了地应力对排烃的影响方式,建立了地应力作用下的微裂缝排烃的理论模型,指出地应力对排烃的作用主要表现为两个方面:形成排烃的通道(微裂缝)和作为油气初次运移的动力(改变烃源岩的孔隙流体压力)。研究结果表明,地应力分量中对排烃起决定作用的是最大差应力;在应力作用下,排烃方向为微裂缝的延伸方向,即平行于最大主压应力方向;不同类型盆地中地应力对排烃的影响方式和影响程度是不一致的,其中挤压盆地影响较大,伸展盆地影响相对最小;盆地构造活动期最有利于排烃。