不同类型优质烃源岩生排油气模式

利用地层孔隙异常压力热模拟实验分别对硅质型、钙质型与粘土型优质烃源岩进行分析,生排油气模拟结果表明:(1)成熟早中期硅质型优质烃源岩排油量与排油效率最高,早期主要以重质油排出为主,排油效率高达50%左右;钙质型优质烃源岩次之,排烃效率一般在30%左右;粘土型优质烃源岩排油效率一般只有4%~11%。(2)在成熟中晚期,硅质型优质烃源岩排油效率最高,但是钙质型烃源岩增加迅速达65%,粘土型烃源岩增加不明显。(3)成熟晚期—高成熟阶段,硅质型和钙质型优质烃源岩排油效率变化不明显,而粘土型烃源岩排油效率则从20%迅速增加到90%。硅质型、钙质型和粘土型优质烃源岩生排油气模式之间最大的差异是它们在成熟早中期排油效率和排油量不同。     

煤系烃源岩评价中的误区

勘探证实,煤系地层是有效烃源岩之一。通过对煤成气的研究,发现煤系烃源岩,特别是以煤层作为烃源岩的评价存在以下三个方面的误区。第一,煤层属于高有机碳含量的烃源岩,随着热演化程度的提高,有机碳含量亦不断增加,利用有机碳含量评价煤的生烃能力已失去意义;随着热演化程度的提高,氢含量逐渐降低,建议利用煤的氢含量代替有机碳含量评价煤的生烃能力。第二,煤的镜质体反射率（R0）与温度并不呈线性关系,而是温度与深度呈线性关系,因而利用镜质体反射率与深度的关系预测深部烃源岩的成熟度存在一定的局限性。第三,热模拟试验存在两方面的不足,首先有机质地下生烃过程中,始终处于开放系统,而热模拟是处于封闭系统;其次热模拟试验测定的生气量,特别是对于煤,没有考察模拟样品的吸附作用,因此建议进行样品的解吸试验,以准确地确定有机质的生气量。     

烃源岩演化中有机碳质量与含量变化定量分析

根据有机碳质量守恒原理,建立反映有机碳质量变化的有机碳质量补偿系数数学模型;综合考虑有机碳生烃、排烃和岩石失重过程对有机碳含量的影响,建立计算有机碳含量变化的数学模型.采用正演方法,模拟计算不同类型烃源岩在不同演化阶段和不同排烃效率下有机碳质量补偿系数和有机碳含量值.计算结果表明,有机碳质量补偿系数与烃源岩有机质类型,热演化程度和排烃效率有关,Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型有机质烃源岩的有机碳质量补偿系数最大值分别为2.104、1.360、1.169和1.099.不同类型泥质烃源岩都存在排烃效率阀值,Ⅰ型为20%、Ⅱ1型为30%、Ⅱ2型和Ⅲ型为60%,排烃效率小于阀值时,残余有机碳含量普遍大于原始有机碳含量;排烃效率大干阀值时,残余有机碳含量普遍小于原始有机碳含量.在完全排烃条件下,Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型有机质类型泥质烃源岩有机碳含量最大减少幅度大致分别为43%、20%、10%和10%.     

东营凹陷烃源岩排油机理

东营凹陷主力烃源岩生成的油气主要以油相形式从烃源岩中排出,水溶相是未熟油-低熟油初次运移的主要形式,在高成熟阶段,气溶相则为主要运移形式.幕式排油是烃源岩系统演化过程中的一种重要排油方式,此时烃类以混合相形式运移.虽然东营凹陷烃源岩系统在一定时间和空间内具有相对滞排特征,但滞排使超压得到积累和"幕式"释放,因而厚层烃源岩仍具有较高的排油效率,其滞排系数(残留烃与生烃量比值)基本小于0.4.     

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     

烃源岩有限空间生排烃基础研究新进展

利用DK-Ⅱ型地层孔隙热压生排烃模拟实验仪开展烃源岩有限空间生烃与压差排烃模拟实验研究,结果表明盆地持续沉降过程中烃源岩成烃过程明显显示3个阶段,其中成熟度小于0.70%之前,烃源岩处于缓慢生油阶段,0.70%～0.90%则处于快速生油阶段,至0.90%时已基本达到生油最高峰,大于0.90%之后,受烃源岩内部流体压力的作用,极大地抑制了烃源岩中干酪根向烃的转化;且在该阶段,烃源岩破裂作用排出油可滞留在烃源岩表面及与之有连通的微裂缝中,部分排出油可进入与烃源岩层互层的砂岩层内。烃源岩成熟度高于0.70%之后,当盆地整体抬升阶段烃源岩区与储集岩区压力系统差达到一个临界压力差值(约4～5MPa)时,才能使烃源岩生成的油较有效地发生远距离运聚并成藏。     

湖相烃源岩生排烃机制及生排烃效率差异性——以渤海湾盆地东营凹陷为例

湖相断陷盆地所形成的烃源岩具有强烈的非均一性,而东营凹陷作为该类盆地的典型代表,其主力烃源岩是古近系沙河街组四段上亚段(Es^4(上))、沙河街组三段下亚段(Es^3(下))和沙河街组三段中亚段(Es^3(中)),它们来自于咸水和淡水两种沉积环境。在沉积相与有机质特征研究的基础上,对比了3套地层中普通烃源岩[有机碳含量(TOC)<2%]和优质烃源岩(TOC>2%)残留液态烃产率、生烃潜力指数的演化特征,分析了排烃机制和排烃效率的差异性。由于沉积环境和埋深的不同,3套烃源岩的生排烃潜力、效率均有明显不同,相比较而言,各自的优质烃源岩是供烃成藏的主要贡献者,体现在该类烃源岩不但能形成更充足的物质基础,而且其多层理的结构也利于排烃。此外,针对不同的沉积环境总结了排烃模式。咸水环境烃源岩存在低熟和成熟两个生烃阶段,其排烃周期长、排烃效率高;而淡水环境烃源岩只存在成熟生烃阶段,其排烃周期短、排烃效率较低。沙河街组四段上亚段对资源量的贡献最大,沙河街组三段下亚段次之,而沙河街组三段中亚段最小。     

松辽盆地优质烃源岩含水生排油模拟实验

为了搞清松辽盆地优质烃源岩的生排油机理,为油气资源评价提供可靠参数,对松辽盆地优质烃源岩进行了含水生排油模拟实验.实验结果表明:优质烃源岩在低熟条件下可以排出少量油,排出量只占总排油量的10%;优质烃源岩在主要生排油阶段具有较高的排油效率,一般在60%～80%;模拟实验排出的油与松辽盆地主要油层中已发现的原油化学性质一...     

歧口凹陷沙三段烃源岩评价及生排烃特征

以烃源岩热解分析数据为基础,结合PetroMod 盆地模拟技术,明确研究区烃源岩特征及热演化史,运用生烃潜力法建立生排烃模式,分析生排烃史及排烃强度,揭示歧口凹陷沙三段烃源岩热演化与生排烃作用对油气运聚与分布的影响。结果表明：研究区烃源岩普遍处于成熟-高成熟演化阶段,在镜质组反射率约为0.53%和0.83%时分别进入生烃和排烃门限,其排烃率达250 mg/g,排烃效率达65%。晚始新世末—早渐新世开始短暂生烃,因构造抬升运动而中止,在中渐新世开始排烃,至中渐新世末达到生排烃高峰期,之后于晚渐新世末再次因构造运动生排烃中止,整个生排烃过程与烃源岩热演化阶段基本一致。排烃中心沿歧北次凹—歧口主凹周缘分布,排烃强度达90×10⁶t/km²,具有强排烃特征。广泛式的生排烃分布特征为歧口凹陷邻近隆起和斜坡部位提供了丰富的油气来源和运移动力,油气同时具有近源成藏及远距离侧向运移成藏的特征。     

东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征研究

东濮凹陷不同环境烃源岩生烃潜力差别巨大,文中对不同环境烃源岩有机地球化学特征和生排烃特征进行了研究。研究结果表明:东濮北部咸水环境烃源岩为好—优质烃源岩,北部半咸水环境烃源岩为中等—好烃源岩,南部淡水—微咸水环境烃源岩最差,为差—中等烃源岩。不同环境烃源岩均有2次生烃和2次排烃,第一期生烃为镜质体反射率Ro小于0.7%,该期主要是可溶有机质直接转化成未熟或者低熟油,第二期为Ro大于0.7%,主要以干酪根热降解生成成熟油为主。东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征的研究,对东濮凹陷下一步勘探具有指导意义。     

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。     

中国南方海相优质烃源岩超显微有机岩石学与生排烃潜力

通过选取中国南方不同层系优质烃源岩样品,综合运用全岩X-衍射、扫描电镜+能谱及生排烃模拟实验方法,对南方海相优质烃源岩矿物组成特征、有机质与矿物组成关系、有机质赋存形式、成烃生物及生排烃特征进行了研究。结果表明,海相优质烃源岩中石英、方解石、白云石等矿物主要是生物成因或与生物成因有关,烃源岩残余有机碳含量与石英含量具有正相关性,而与粘土矿物含量呈负相关。分析认为,南方海相优质烃源岩有机质主要有3种赋存状态:①有机质多与硅质相伴生,是南方海相优质烃源岩中最重要的赋存形式;②有机质与钙质相伴生,是部分二叠系优质钙质烃源岩的主要赋存形式;③有机质与粘土相伴生或被片状粘土颗粒包裹与硅质及钙质生屑一起共生,有机质赋存主要受沉积环境、沉积相控制。海相优质烃源岩成烃生物主要有藻类、底栖生物和菌类3种,同一烃源岩层位样品中往往含有“多重母质”分布。模拟实验表明,浮游藻类的生烃潜力与Ⅰ型干酪根生烃潜力相当,底栖藻类生烃潜力与Ⅱ型干酪根生烃潜力相当。富有机质硅质或钙质超微薄层容易使早期重质油排出,可以形成巨型重质油藏;而片状粘土之间包裹的有机质很难使早期生成的稠油排出,则形成轻质油气藏。     

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.     

烃源岩排烃效率及其影响因素

烃源岩的排烃效率是油气资源评价中不可缺少的参数,排烃效率研究既可以指导资源评价,又可以作为验证资源评价结果可靠性的重要科学手段。通过新建的地层条件下排烃效率模拟实验新方法(正演)结合地质剖面法(反演),求取了不同有机质类型烃源岩的排烃效率,并分析了热演化程度、有机质类型、有机质丰度、源储配置关系、烃源岩厚度及沉积超压对烃源岩排烃效率的影响。认为腐泥型有机质在成熟阶段的排烃效率为30%~60%;高成熟阶段的排烃效率为60%~80%,过成熟阶段的排烃效率达到80%以上。相同演化阶段,腐殖型有机质排烃效率低约10%~20%。排烃效率受多种因素的控制,预测排烃效率和滞留烃量时,不同地区应根据地质条件不同区别对待,充分考虑到各种因素的影响。     

烃源岩生排烃模拟实验技术现状、应用与发展方向

烃源岩生排烃模拟实验已成为研究烃源岩生、排、滞油气机理的重要技术手段。对生排烃模拟实验技术的研究现状及发展趋势进行了归纳与总结。目前根据反应体系的开放程度,生排烃模拟实验方法可分为开放体系、封闭体系和限制体系3类;模拟实验的方式主要有单温阶累计生排油气模拟和多温阶连续生排油气模拟2种;实验边界条件主要有模拟的温度、压力体系、时间、样品形态及无机反应介质等5类。生排烃模拟实验在明确油气生、排、滞过程及其主控因素,建立不同类型沉积有机质的油气演化模式,评价沉积盆地的油气资源潜力和进行油气源对比与示踪等方面起到了重要的作用。目前的生排烃模拟实验具有局限性,需要在实验边界条件、源-储-藏协同成烃成藏物理模拟和多因素共控作用下油气形成动力学模拟方面进行更深入的研究。     

烃源岩有限空间油气生排模拟及其意义

利用DK-Ⅱ型地层孔隙热压生排烃模拟实验仪,对东濮凹陷沙三2亚段烃源岩开展烃源岩有限空间油气生排模拟研究,结果揭示烃源岩的生排烃演化呈现出4个阶段,即烃源岩在Ro值小于等于0.72%的阶段为相对缓慢生油阶段,生成的油无法排出;Ro值介于0.72%～0.80%之间的阶段为烃源岩快速生油阶段,但生成的油仍主要残留于烃源岩中;在Ro值为0.80%～1.00%时干酪根生油已结束或受到抑制,主要表现为大分子"油"向小分子"油"转化,该阶段油可以排运在烃源岩上、下邻接的砂岩层以及烃源岩表面及裂缝内,这为东濮凹陷及其他盆地或凹陷在以烃源岩为主体的发育带寻找非常规油气藏提供了依据;在Ro值大于1.00%时主要进入油裂解成气阶段,但即使在Ro为2.0%甚至2.4%时,生成的油也没有全部裂解成甲烷气,主要还是以油的形式存在,启示可以打破传统认识在更深的层位寻找石油。     

吐哈盆地烃源岩有机碳质量分数测井定量预测模型

烃源岩地层通常具有高声波时差、高孔隙度、高电阻率和低密度等测井响应特征。正常情况下,烃源岩有机碳质量分数越高,其在测井曲线上的异常反应就越大。将测井信息与有机碳质量分数之间建立一种定量关系模型,就可以计算出烃源岩有机碳质量分数在纵向上的连续变化值,从而有效地弥补实验室测样的不足。国内外学者对此进行了相关的探讨与研究,提出的定量预测模型可分为单参数型和多参数型。文中依据吐哈盆地地质资料,在Δlg R方法的基础上同时结合多元统计原理,选取了声波时差测井与电阻率测井,建立了两者与有机碳质量分数之间的线性关系式。根据实测值与拟合值的比较,认为建立的定量预测模型拟合效果良好。     

优质烃源岩成烃生物与生烃能力动态评价

在海相优质烃源岩常规有机地球化学分析的基础上,综合利用仿真地层热压模拟实验与超显微有机岩石学等新技术对优质烃源岩不同成烃生物生烃潜力进行分析。结果表明:我国下古生界高过成熟海相优质烃源岩目前能够识别的成烃生物主要由底栖生物（或底栖藻类）及菌类（真菌类和细菌）组成,干酪根类型主要为Ⅱ型,这些海相优质烃源岩的原始生烃能力相当于Ⅱ型干酪根,其中底栖藻类相当于Ⅱ₁型,真菌细菌类一般相当于Ⅱ₂型;其次为浮游生物,生烃潜力与Ⅰ型干酪根相当。优质烃源岩中浮游藻类和底栖藻类在不同成熟阶段的生油能力不同,在高成熟—过成熟阶段生气潜力及其与原油裂解生烃的相对贡献也有差异。因此,下古生界高成熟度烃源岩需要根据不同类型的成烃生物或干酪根类型在各成熟阶段的生油、生气能力进行动态地评价。不同成烃生物生烃潜力研究不仅对常规油气勘探而且对非常规油气勘探也具有重要的借鉴意义。