在国家天然气科技攻关中成长――经历与成果

回顾了参加“七五”到“十五”4轮国家天然气科技攻关的整个过程,表述了自己的亲身感受,概括了在此过程中所取得的研究成果。“攻关”经历表明,国家天然气攻关计划的实施,为青年科技人员的成长提供了广阔的舞台,使得他们有机会为国家天然气工业的发展贡献自己的智慧。     

川东北地区飞仙关组古油藏原油裂解型天然气的生成动力学地质模型

天然气组分、碳同位素组成以及气藏储层固体沥青的热变质成因,都说明飞仙关组古油藏确曾存在并发生了裂解,天然气主要为原油裂解气。通过高压封闭体系下的原油热裂解模拟实验,从气态烃组分及产率变化、焦沥青的生成等方面探讨了原油裂解生气特征。结合川东北地区飞仙关组的埋藏史、古地温史、构造演化等地质因素,将实验结果外推至地质条件下,建立了古油藏原油裂解生气的动力学地质模型,指出鲕滩天然气藏的形成经历了古油藏、古气藏和气藏调整定型3个演化阶段。通过动力学计算定量恢复了古油藏裂解生气的成藏过程,揭示出在不同地质年代和地质温度下甲烷（C₁）、总烃类气体（C_1-5）和焦沥青等原油裂解产物的转化率的变化。取得的动力学地质模型对古油藏原油裂解型天然气的成藏研究具有重要的实用价值。     

黄骅坳陷上古生界煤系烃源岩生烃潜力评价

热模拟实验结果表明,黄骅坳陷上古生界煤和煤系泥岩均具有较强的生气能力,是两套高效的气源岩。热解气均以干气为主。进入高演化阶段后,煤的生气能力要大于泥岩的生气能力,因此,尽管上古生界煤层的厚度远小于泥岩的厚度,但其生气能力不可忽视;煤具有较高的生油潜力,液态烃最高产率达到36.99mg/g,具有形成煤成油藏的潜力。而泥岩的液态烃产量有限,不足以形成有产量的油藏。利用热模拟实验的结果,结合盆地热演化史,计算出黄骅坳陷内两个重要古潜山地区蕴含的资源量相当可观,指示本区古生界良好的勘探前景。     

黄骅坳陷下古生界碳酸盐岩中单体烃碳和氢同位素组成

采用GC-TC-IRMS技术,测定了黄骅坳陷下古生界碳酸盐岩可溶有机质(氯仿沥青"A"和氯仿沥青"C")中正构烷烃单体碳和氢同位素组成,并对两者的特征进行了对比。结果表明,可溶有机质的氢同位素组成明显受到环境水δD的控制,研究区样品中可溶有机质的δD值为-159‰～-90‰,反映海相有机质的特征;根据δD的分布范围和曲线形态,研究区样品可溶有机质的正构烷烃单体碳同位素组成可划分出3种分布模式并分别代表3种不同的沉积环境。相应地,其氢同位素组成具有2种模式,分别表征2种不同的沉积环境。对比发现,氢同位素在分辨海相亚环境方面不及碳同位素敏感,但在区分海相与陆相环境方面比碳同位素有优势。将两者相结合,可更好地判识生烃母质和沉积环境。     

热成熟及水的作用对热解烃同位素组成的影响

对Ⅱ型未成熟源岩采用高压釜热模拟实验方法,研究了在有水及无水条件下,生成的热解烃中正构烷烃单体氢同位素随热成熟作用的变化情况。实验结果表明,在无水条件下,随热解温度的升高(290-400℃),热解烃中正构烷烃呈现富D(2H)趋势,氢同位素发生了20‰左右的分馏;而在有水条件下,由于相同热解温度点所达到的成熟度低于无水条件下的,所以产生的氢同位素分馏相对要小。热模拟实验中水的存在对热解烃中正构烷烃单体氢同位素组成并没有产生明显的影响。因此,热成熟作用及成岩作用过程中的氢同位素交换均不能在很大程度上改变脂类化合物本身的同位素组成,脂类化合物的氢同位素能够用来评价有机质的来源、进行油源对比以及地质历史时期沉积古环境的恢复。