烃类与非烃综合判识干酪根与原油裂解气

在天然气成因类型研究中,如何有效识别干酪根与原油裂解气一直是一个难题。选取不同类型干酪根、不同性质原油开展半封闭—半开放体系的热压生排烃模拟实验及其产物的地球化学分析研究,并对典型的干酪根、原油裂解气（田）进行了地球化学统计和比对。研究表明,干酪根热解气与原油裂解气中烷烃组分及其碳同位素组成显示相似的演化特征,Ln(C₂/C₃)值均呈早期近似水平和晚期近似垂向变化特征,在高过成熟阶段Ln(C₂/C₃)值与δ¹³C₂-δ¹³C₃差值具有快速增大的趋势,二者趋同性变化特征指示了生气母质的高温裂解过程,但这些指标不是干酪根与原油裂解气的判识标志,提出天然气中烷烃分子及同位素组成的有机组合是判断有机质（干酪根、原油）高温裂解气的可靠指标,却并不能直接识别干酪根热解气或原油裂解气;非烃组分的演化特征具有明显的差异性,干酪根热解气以高含氮气(N₂)为主,原油裂解气往往高含硫化氢(H₂ S), N₂、H₂ S含量作为一项重要指标可以与烷烃气同位素组成相结合有效区别干酪根与原油裂解气,分析结果与四川盆地、塔里木盆地不同油气田的地质实际相吻合。天然气中烃类和非烃组成的综合分析为有效判断干酪根与原油裂解气提供了新的途径。     

原油裂解气与干酪根裂解气差异实验研究

对取自渤海湾盆地东营凹陷的一块湖相未成熟I型烃源岩,应用分步裂解生烃、抽提与族组分分离、配分的实验方法,获得了同一母质来源的合成油(S-油)和似干酪根(P-干酪根)样品.应用黄金管限定体系,对2个样品进行生烃热模拟实验,测定2类热解气体的成分与碳同位素值.研究结果表明,2类气体性质明显不同.与P-干酪根相比,S-油裂解气具有以下特点:在裂解早期阶段,C₂-C₅重烃含量高,湿度大;C₁-C₃气体碳同位素轻,两者差值最大可达10‰(C₁),14‰(C₂)和9‰(C₃);(δ¹³C₂-δ¹³C₃)值较大,受成熟度影响大.在实验条件下获得的(δ¹³C₂-δ¹³C₃)-δ¹³C₁和(δ¹³C₂-δ¹³ C₃)-ln(C₂/C₃)图解能有效区分这2类裂解气.本研究成果为地质条件下原油裂解气与干酪根裂解气的判别提供了理论指南.     

济阳坳陷深层天然气成因判识

近年来，济阳坳陷深层天然气勘探工作取得了一定进展，但深层天然气成因类型判识研究才刚刚起步，成因判识的分歧之一是已发现的天然气究竟是干酪根裂解气还是原油裂解气，这两类天然气从理论上分析在济阳坳陷都有存在的可能性。为此，进行了干酪根与原油裂解的模拟实验，得出了依据ln(C₁/C₂)与ln(C₂/C₃)、甲基环己环/环己环与2,3-二甲基戊烷/甲基环己烷、δ¹³C₁与δ¹³C₂的相关关系能区分原油裂解气和干酪根裂解气的认识：原油裂解气中ln(C₂/C₃)值大，一般比干酪根裂解气中值大2以上；油裂解气中甲基环己环/环己环和2,3-二甲基戊烷/甲基环己烷值较大，分别大于1.5和1；油裂解气中δ¹³C₁与δ¹³C₂轻，初始裂解阶段仅为-55‰和-41.5‰。应用上述相关关系对济阳坳陷深层天然气进行了成因判识，结果认为：济阳坳陷深层天然气大多为干酪根裂解气，也有极少部分原油裂解气的混入。其中丰深1井天然气形成温度为120~170 ℃，原油裂解率小于15%；义115井天然气形成温度最高，原油裂解率为60%~70%。     

济阳坳陷深层裂解气成因鉴别及其成藏差异性

济阳坳陷深层裂解气藏成因较为复杂,影响了深层天然气的认识和勘探。利用天然气组分和碳同位素等鉴别了原油裂解气和干酪根裂解气,进一步分析了2类成因的成藏差异性。原油裂解气表现为Ln(C₂/C₃)值随Ln(C₁/C₂)值增大而增大;干酪根裂解气随Ln(C₁/C₂)值的增大,Ln(C₂/C₃)值基本不变。在有机质类型和热演化程度大致相当的情况下,原油裂解气δ¹³C₁值、δ¹³C₂值、δ¹³C₃值与相应的干酪根裂解气的最大差值分别为-12.4‰、-8.8‰和7.5‰;随着δ¹³C₁值或(δ¹³C₁-δ¹³C₂)值的增大,干酪根裂解气(δ¹³C₂-δ¹³C₃)值快速减小,而裂解气(δ¹³C₂-δ¹³C₃)值变化微弱。干酪根裂解气藏表现为早期油气扩散、断裂活动停止和后期天然气充注,原油裂解气藏体现为早期油气充注、岩性侧向封堵和后期古油藏裂解的成藏规律。2种裂解气成因开启了深层天然气勘探的新思路,并指出了其勘探方向,对深层勘探具有重要的指导意义。     

准噶尔盆地天然气地球化学特征及成因判识新图版

准噶尔盆地是中国西部典型的多烃源叠合盆地,发育石炭系、二叠系佳木河组、二叠系风城组、二叠系下乌尔禾组及侏罗系5套气源岩层系,主要气源岩在盆地内广泛分布,部分地区处于高—过成熟阶段,进入气源岩主生气期,具备勘探大气田的物质基础。准噶尔盆地天然气来源多、混源、成因复杂,常规天然气成因判识指标对部分地区天然气的成因判识不准确。针对这一问题,系统梳理和分析不同层系、不同地区天然气地球化学特征,结合不同烃源岩生烃特征,建立天然气成因判识新图版,据此图版对准噶尔盆地天然气成因进行判识,结果表明：(1)准噶尔盆地高演化阶段的油型气与低演化阶段的煤型气难以用传统方法界定,无法有效划分天然气类型与成熟度将会影响该地区的气源判识和成因研究工作,需要建立新的判识方法;(2)建立准噶尔盆地天然气成因及来源判识新图版,能够有效判识不同地区天然气成因及来源,且对低演化阶段煤型气以及高演化阶段油型气较为适用;(3)西北缘玛湖、沙湾大量存在二叠系风城组及下乌尔禾组油型气,石炭系、二叠系佳木河组、侏罗系烃源岩也有显著贡献;准南以侏罗系煤型气为主,从低成熟气到过成熟气均有分布;准东和腹部以高演化阶段石炭系和侏罗系煤型气为...     

柴达木盆地北缘天然气成因类型及气源判识

测试并分析了柴达木盆地北缘9个油气田(圈闭构造)第三系和白垩系35个天然气样品的组分和碳同位素组成,建立了柴北缘天然气成因类型的判识指标,划分其热演化阶段,并进行了气源判识。研究结果表明:1)柴北缘天然气可划分为煤型气、油型气和混合气3种成因类型。伊克雅乌汝、南八仙、冷湖五号、鄂博梁以及马北的部分样品具有煤型气特征;冷湖三号、冷湖四号及冷湖五号和马北个别样品具有油型气特征;葫芦山和马北部分样品属于混合气。2)伊克雅乌汝、南八仙、冷湖五号和鄂博梁等煤型气样品大多数处于高成熟演化阶段;冷湖三号和冷湖四号部分油型气样品的成熟度较煤型气的偏低,大多数处于成熟演化阶段;葫芦山的天然气为接近过成熟阶段的高熟气;马北天然气样品的成熟度变化范围较大。3)冷湖三号、冷湖四号、冷湖五号、鄂博梁、葫芦山的天然气主要来自于昆特依凹陷,其中冷湖三号的天然气应源于昆特依凹陷偏腐泥型母质,而冷湖四号、冷湖五号、鄂博梁、葫芦山的天然气应源于昆特依凹陷偏腐殖型母质;南八仙的天然气主要来自于下侏罗统(J1)伊北凹陷偏腐殖型母质;马北的天然气来源比较复杂,可能来自于伊北、赛什腾、尕西等多个生烃凹陷。     

不整合结构定量判识方法

通过济阳坳陷第三系不整合结构矿物学、元素地球化学特征分析发现,不整合结构具有富铁(Fe)、铝(Al)、钛(Ti)、贫钙( Ca)、镁(Mg)、钠(Na)的变化特征,矿物含量上具有长石、方解石蚀变和石英、黏土矿物富集的特征,其中元素和矿物的淋失、富集以风化黏土层最为强烈.据此建立了济阳坳陷不整合结构的铝(Al)-(钙+钠...     

塔里木盆地海相腐泥型天然气的成因判识

腐泥型天然气既可来自腐泥型于酪根的裂解,也可以来自腐泥型原油的裂解.于酪根直接裂解形成的天然气的C₂/C₃比值基本不变,原油裂解的天然气逐渐增大,乙烷和丙烷的碳同位素差（δ¹³C₂-δ¹³C₃）表现出与上述比值相反的变化规律.据此判断,塔北地区吉拉克、桑塔木、解放渠的天然气来自腐泥型于酪根的裂解,而轮南地区、英买力地区的天然气来自原油的裂解.     

柯克亚地区原油裂解气的地质―地球化学特征

对柯克亚地区原油和天然气的地球化学特征分析表明:原油和天然气的成熟度相对较高,均处于裂解气的成熟阶段;原油中存在着丰富的金刚烷,缺少含氮化合物,与在国外发现的裂解气共生的原油有相似之处;随着油层深度的增加,天然气中甲烷的含量依次增多。认为柯克亚地区天然气主要为原油裂解气,原油裂解作用是该区天然气的主要成因之一。     

两种裂解气中轻烃组成差异性及其应用

为了寻找干酪根和原油裂解气识别指标，对两种裂解气中轻烃各化合物开展了深入的对比研究。热模拟实验表明干酪根裂解气和原油裂解气轻烃组成存在差异，在C₇轻烃组成中，原油裂解气中甲基环己烷/正庚烷和(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/正己烷均明显高于干酪根裂解气；通过对海相典型原油裂解气和干酪根裂解气的轻烃组成对比研究进一步证实了两种裂解气在轻烃组成上存在差异，原油裂解气中甲基环己烷/正庚烷一般大于1.0，(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/正己烷一般大于0.5,而干酪根裂解气则反之。塔里木盆地满东－英吉苏地区天然气轻烃组成具有环烷烃和异构烷烃含量高的分布特征，应用上述指标对该区天然气成气过程进行判识，结果表明满东－英吉苏地区天然气主要为原油裂解气。     

KINETICS OF HYDROCARBON GAS GENERATION FROM MARINE KEROGEN AND OIL: IMPLICATIONS FOR THE ORIGIN OF NATURAL GASES IN THE HETIANHE GASFIELD, TARIM BASIN, NW CHINA

In this paper we derive kinetic parameters for the generation of gaseous hydrocarbons (C_1‐5) and methane (C₁) from closed‐system laboratory pyrolysis of selected samples of marine kerogen and oil from the SW Tarim Basin. The activation energy distributions for the generation of both C_1‐5 (Ea = 59‐72kcal, A = 1.0×10¹⁴ s^?1) and C₁ (Ea = 61‐78kcal, A = 6.06×10¹⁴ s^?1) hydrocarbons from the marine oil are narrower than those for the generation of these hydrocarbons from marine kerogen (Ea = 50‐74kcal, A = 1.0×10¹⁴ s^?1 for C_1‐5; and Ea = 48‐72kcal, A=3.9×10¹³ s^?1 for C₁, respectively). Using these kinetic parameters, both the yields and timings of C_1‐5 and C₁ hydrocarbons generated from Cambrian source rocks and from in‐reservoir cracking of oil in Ordovician strata were predicted for selected wells along a north‐south profile in the SW of the basin. Thermodynamic conditions for the cracking of oil and kerogen were modelled within the context of the geological framework. It is suggested that marine kerogen began to crack at temperatures of around 120°C (or 0.8 %Ro) and entered the gas window at 138°C (or 1.05 %Ro); whereas the marine oil began to crack at about 140 °C (or 1.1 %Ro) and entered the gas window at 158 °C (or 1.6%Ro). The main geological controls identified for gas accumulations in the Bachu Arch (Southwest Depression, SW Tarim Basin) include the remaining gas potential following Caledonian uplift; oil trapping and preservation in basal Ordovician strata; the extent of breaching of Ordovician reservoirs; and whether reservoir burial depths are sufficiently deep for oil cracking to have occurred. In the Maigaiti Slope and Southwest Depression, the timing of gas generation was later than that in the Bachu Arch, with much higher yields and generation rates, and hence better prospects for gas exploration. It appears from the gas generation kinetics that the primary source for the gases in the Hetianhe gasfield was the Southwest Depression.     

柴达木盆地西南区域低阻油区的成因与识别方法

对柴西南低阻油层的沉积储层性质和测井响应特征进行了研究,分析柴西南低阻成因,提出感应-侧向测井联合识别低阻油层标准。     

基于遗传算法的模糊模式分类法在油样属性分析中的应用

本文采用模糊模式识别和遗传算法相结合,对塔里木盆地油样属性进行了比较。用遗传算法确定最优聚类中心和权向量,并确定每种油样的隶属度。     

准噶尔盆地南缘和腹部天然气成因类型

根据准噶尔盆地南缘和腹部的地面气苗、井下气层气、油层伴生气的组分、碳同位素系列及轻烃组成的研究,认为它们来源于侏罗系煤系地层腐殖型母质生成的煤型气。在后期的改造和演化中,有些煤型气遭受细菌的氧化和降解,形成生物降解气;有些则与同源不同成熟期的天然气发生混合作用。     

塔中奥陶系生物礁地震识别与预测

塔中Ⅰ号构造带奥陶系上统发现生物礁以来，生物礁识别与储层预测成为该区油气勘探的重要研究课题。通过钻遇礁体的地震层位标定与追踪，发现在地震剖面上礁体具有多种丘状外部形态、上覆地层有明显超覆减薄现象；礁体内部出现杂乱反射、弱反射、空白反射等地震响应特征，与围岩有明显差异；由于礁体发育特征的差异，台地边缘与台内礁体的地震响应特征各异，台缘发育大型堤礁、台内以小规模点礁为主。在研究塔中奥陶系礁体地震-地质响应特征的基础上，通过编制生物礁发育层段等厚图、生物礁沉积时古地貌图，结合岩相古地理、地震属性、三维可视化技术的分析，识别与预测了塔中62-塔中82井区生物礁体的分布与发育特征，发现上奥陶统礁体垂向上加积、横向上错落叠置连片，发育4~5个旋回，复合厚度达200~300 m，宽1~5 km，延伸长度为120 km，主要沿台地边缘呈条带状展布。在礁体预测的基础上，油气勘探取得重大突破，发现了大型生物礁油气田。     

塔里木盆地志留系沥青砂岩的成因类型及特征

通过对地质、地球化学等资料的研究,认为塔里木盆地志留系沥青砂岩有5种成因类型:①表生-浅层氧化沥青是指在油层露头区或油层位于近地表处,由于挥发、氧化、水洗和生物降解等作用而形成的一些焦油状沥青质重油以及固体浅层氧化沥青或硬质沥青.②储层分异沥青系指在油气二次运移的汇聚区,呈珠状或链状的烃类在运移和聚集过程中因储层物性变化重质组分滞留和轻质组分散失而形成的沥青或稠油.③蒸发分馏沥青是指晚期生成的轻质石腊族烃与早期生成的正常原油或稠油相混,造成不稳定状态,造成沥青从液态石油中析出.④水洗沥青系指油层或油气藏底(油水过渡带)因水洗作用而形成沥青或稠油.⑤热变质沥青目前在该盆地确认为热突变沥青,即由火成岩活动热烘烤而形成的沥青.     

塔里木盆地塔中地区火成岩体识别与预测技术

塔里木盆地塔中地区火成岩发育,纵向上从二叠系至前震旦系主要发育有4期,严重地影响了该区构造圈闭落实的可靠性以及油气藏后期的保存条件,也是塔中18、21、22等井钻探失败的主要原因。为降低钻探风险,在该区进行了火成岩体识别与预测技术攻关,总结出了7种方法,它们的相互配合,可以较为有效地预测火成岩分布以及火成岩对下伏构造的影响,指导该区勘探;通过中1井的钻探,已经取得了较好的效果。     

低熟油气成因理论与勘探实践

本文对低熟油气的源岩评价、成因机理、油气运移、成藏特征及油气勘探等几个方面进行简要剖析。源岩在低熟阶段仅能生成一部分烃类,因而对各个地区的低熟源岩评价标准应适当调整。低熟油的源岩主要形成于淡水湖相、沼泽相和半咸水-咸水湖相,可通过多种成因机理早期生烃。低熟油的排烃仍受源岩层与储层流体的压差驱动,因而排烃较为有利,且运移距离较短。低熟油藏常位于储层物性好、靠近油源区、继承性好的同沉积构造圈闭上。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系储层成因类型及分布预测

将塔中地区奥陶系碳酸盐岩有效储层分为古潜山岩溶储层、埋藏溶蚀储层及内幕白云岩储层3大类,其中古潜山岩溶储层又可分为志留纪后古潜山储层及中晚奥陶世古潜山储层2类。志留纪后古潜山储层主控因素为志留纪—泥盆纪,特别是泥盆纪期间的岩溶古地貌及二叠纪岩浆热液(硅化)改造作用;有利勘探领域主要分布于中央断垒带的塔中1—塔中4—塔中403井区、塔中19—塔中9井区及塔中16—塔中15井区。对新发现的中晚奥陶世古潜山储层起主要控制作用的应该是中奥陶世晚期—晚奥陶世早期(兰代洛世—卡拉道克世早期)的岩溶古地貌及多期断裂岩溶作用,该储层主要分布于下奥陶统鹰山组中上部,并在塔中凸起—巴楚凸起区均有分布。以上奥陶统良里塔格组为主的埋藏溶蚀储层主要受沉积相(滩相)及准同生暴露淡水溶蚀、埋藏(有机—无机)溶蚀作用、断裂沟通淡水溶蚀作用控制,有效储层主要分布于沿塔中I号断裂带南侧发育的良里塔格组陆棚边缘高能礁滩相带中,并具备形成特大型碳酸盐岩非均质岩溶储层成岩圈闭原生岩性油气藏的条件。下奥陶统内幕白云岩储层主控因素应为沉积相(半局限—局限台地相)、埋藏重结晶作用、埋藏岩溶-断裂沟通淡水溶蚀作用,储层总体呈层状大面积分布,在整个塔中—巴楚凸起区甚至更广的范围内均有分布,以小型孔洞型储层为主。