木栓质的菌解-热模拟实验特征及木栓质体的成烃演化机制

木栓质体是我国南方树皮煤的主要显微组分,在西北地区侏罗系煤层中也具有相当高的含量,是一种早期生油的显微组分,对煤成油和未熟-低熟油气的形成具有重要贡献。本文通过对被子植物栓皮栎周皮木栓组织的细菌降解和加水热模拟实验研究,系统地探讨了显微组分木栓质体的生物先质-木栓质的成烃演化过程,结果表明：木栓质可以被细菌降解,并具有两次热解油气生成高峰,分别相当于镜质体反射率0.35%～0.5%和0.8%～1.1%左右。角质体和树皮体的自然演化系列和热模拟实验结果也具有相似的特点。我们认为：(1)木栓质体的生烃潜力并没有在传统的“油窗”之前就消耗殆尽,在较高演化阶段仍然具有一定的油气生成潜力;(2) 木栓质体的热演化特征可以由木栓质的类脂特性来解释,现代植物木栓组织的化学结构特征和宏观大分子热稳定性的差异是显微组分木栓质体热降解多阶段生烃的主要原因;(3)木栓质热演化早期生成的液态油以含氧的胶质化合物为主,晚期则生成大量的C12+的高蜡油。     

沉积有机质的成烃热模拟实验研究

作者采用小玻管热模拟方法研究了煤及碳质泥岩中藻类体、基质镜质体、沥青质体、运移沥青、角质体、树脂体、孢子体、现代栓皮栎的木栓层,水生植物蓝藻(粘球藻)和水生动物虾蛄的成烃规律。并根据有机组分的荧光特性和显微傅利叶红外光谱特征初步建立了我国煤系源岩生油组分及现代海生生物蓝藻和虾蛄的生油模式。研究结果表明:结构藻类体生油晚,结束晚;不同类型的基质镜质体和沥青质体的成烃过程存在差异,且基质镜质体可早期生油;现代木栓组织的成烃模拟支持了木栓质体早期生油的观点;角质体、基质镜质体B的成烃具多阶段性的特点;现代粘球藻具生油晚,结束晚,且成烃范围宽;水生动物虾蛄具成烃早,结束早,且成烃范围窄的特点。     

台北凹陷煤中有机质的成烃动力学模型及其初步应用

在恒速升温热解实验和ＰＹ－ＧＣ分析结合的基础上，利用数学优化求解技术，建立并标定了台北凹陷煤有机质成油成气的化学动力学模型。结合我们近期报导的木栓质体成烃的动力学模型，定量计算了干酪根成油、木栓质体成油的理论剖面，并进一步定量探讨了吐哈盆地台北凹陷烃源岩评价中的生烃门限、木栓质的早期生烃及有机质原始生烃潜力和原始丰度的恢复等问题。     

荧光法判别镜质体类型的研究

镜质组生油中的重要问题之一是如何有效地鉴别富氢镜质体与贫氢镜质体。通过原煤和镜质组样品热模拟液态烃产率与相对荧光强度的相关关系找出与达到生成、排出液态烃产率的要求值相对应的相对荧光强度界限值,并经热解分析的产油指数校验后,作为划分富氢与贫氢镜质体的定量界线和评价腐植煤生烃排烃潜力的另一个煤岩学定量标志。在一定的荧光测试条件下,华北太原组和山西组煤的富氢与贫氢镜质体相对荧光强度的界限值定为I_546nm0.30%;I_650nm0.46%。      

新疆侏罗纪煤中木栓质体的特征和演化

对吐鲁番-哈密等盆地100多块煤样有机岩石学分析表明:新疆早中侏罗世煤中普遍含有木栓质体.木栓质体在煤有机显微组分中所占比例仅以木栓化细胞壁计.一般在2%以下,若包括木栓化细胞壁和充填在胞腔中的团块镜质体两部分则最高可达20%.在镜质体反射率0.35%~0.70%时,木栓质体光性发生明显变化,但其形态和数量没有显著变化,反映了木栓化细胞壁中木栓质和蜡质在低成熟阶段明显失去,而作为细胞壁格架的纤维素、木质化纤维素则没有显著变化.随热成熟作用木栓质体光性逐渐向结构镜质体和均质镜质体演化;至镜质体反射率0.90%时二者已难以分辨.      

应用荧光显微组分定量评价煤的生烃排烃潜力

在研究镜质组类型基础上，把富氢镜质组（荧光镜质体）作为有折扣的富氢显微组分（类脂组）对待，提出了利用荧光显微组分丰度－ＦＭＴ参数作为评价不同还原类型煤生烃，排烃的定量指标。煤岩学标志，有机地球化学参数和热模拟实验产烃率数据为ＦＭＴ值定量评价煤生烃排烃潜力的适用性和有效性提供了佐证。     

贵州水城煤中基质镜质体生烃潜力、烃类组成及生烃模式

基质镜质体是华南晚二叠世煤中的主要组分之一,其在煤中含量的多少、生烃潜力的大小、生烃特性等直接影响到该区煤成油气资源的评价。采用岩石热解、热解气相色谱以及开放体系下热模拟等方法,对贵州水城晚二叠世(R12)龙潭组煤中基质镜质体的生烃潜力、烃类组成特征、生烃模式进行了研究。结果表明：本区基质镜质体的生烃潜力、氢指数分别为191.99mg/g和250mg／gTOC,远高于丝质体的生烃潜力(26.17mg/g)和氢指数(35mg／gTOC),而小于树皮体的生烃潜力(297mg/g)和氢指数(491mg/gTOC);基质镜质体热解烃类组成中以轻质烃为主,湿气次之,可见本区基质镜质体不但能生成气态烃,而且能生成一定量的液态烃,这归因于其中所含大量的超微类脂体;基质镜质体“生油窗”温度范围为375～475℃,主要生烃温度区间为400～450℃,其中415～430℃为生烃高峰期,420℃处产烃率最高。基质镜质体这种在高成熟度下(大于VRo1.0％)大量生烃的特点对在成熟度普遍较高的华南地区寻找油气田具有重要的意义。     

贵州水城煤中基质镜质体生烃潜力、烃类组成及生烃模式

基质镜质体是华南晚二叠世煤中的主要组分之一,其在煤中含量的多少、生烃潜力的大小、生烃特性等直接影响到该区煤成油气资源的评价。采用岩石热解、热解气相色谱以及开放体系下热模拟等方法,对贵州水城晚二叠世(P21)龙潭组煤中基质镜质体的生烃潜力、烃类组成特征、生烃模式进行了研究。结果表明:本区基质镜质体的生烃潜力、氢指数分别为191.99mg/g和250mg/gTOC,远高于丝质体的生烃潜力(26.17mg/g)和氢指数(35mg/gTOC),而小于树皮体的生烃潜力(297mg/g)和氢指数(491mg/gTOC);基质镜质体热解烃类组成中以轻质烃为主,湿气次之,可见本区基质镜质体不但能生成气态烃,而且能生成一定量的液态烃,这归因于其中所含大量的超微类脂体;基质镜质体“生油窗”温度范围为375～475℃,主要生烃温度区间为400～450℃,其中415～430℃为生烃高峰期,420℃处产烃率最高。基质镜质体这种在高成熟度下(大于VRo1.0%)大量生烃的特点对在成熟度普遍较高的华南地区寻找油气田具有重要的意义。     

非烃和沥青质热模拟生烃研究

为弄清楚非烃＋沥青质热演化过程中的生烃情况，对未熟非烃＋沥青质进行了低温模拟生烃实验，实验结果表明非烃＋沥青质在低温条件下（＜250℃）生成烃类气体量很少，主要以生成液态烃为主，液态烃转化率最高可达388mg/g，所生成的液态烃表现出明显的奇碳优势，为未熟－低熟油。原始母质类型不同的非烃＋沥青质模拟产物特征有所不同。非烃＋沥青质对未熟－低熟油的生成有重要意义。     

颗石藻生烃的热模拟实验研究

对同一种属但生长在不同环境中的两种颗石藻进行了加热模拟实验，探讨其成烃机理。实验发现，颗石菏含有丰富的石油烃类，加热生成的正构烷烃及类异戊二烯烷烃分布与含颗石烃源岩相似。对颗石藻生烃的热演化规律研究表明，氯仿沥青大量产生及烃类组成发生较大变化的实验温度区间为２００－３００℃，此阶段产物相当于镜质体反射率为Ｒ为０．３５－０．５５的含颗石藻烃的源岩，为低成熟原油生成阶段。本文还研究了颗石藻热模拟产物中     

Geological and laboratory evidence for early generation of large amounts of liquid hydrocarbons from suberinite and subereous components

Suberinite, and subereous components of amorphous nature, comprise largely unrecognized, proficient sources of liquid hydrocarbons. Due to difficulties in recognizing the presence of subereous components and suberinite in organic sediments, the contributions of these liptinitic components to the organic input of source rocks are easily underestimated. Severe chemical alterations of suberinite in the vitrinite reflectance range of R_o = 0.35–0.60% are demonstrated. Organic geochemical data, obtained from samples subjected to natural maturation, reveal that subereous components/suberinite undergoes early thermal degradation to generate large amounts of hydrocarbons below R_o = 0.60%. Data obtained from laboratory maturation of immature, suberinite-rich coals indicate that about 50% of the potential of suberinite for generating C₁₂₊ hydrocarbons has already been exhausted during natural maturation of the samples, prior to the onset of the traditionally defined “oil window”. The present data (a) contradict the assumption that suberinite is mainly sourced by selective preservation/enrichment of a stable, highly aliphatic biopolymer, i.e. “suberan” and (b) suggest that suberinite contains appreciable amounts of aliphatic and aromatic moieties which are released at low thermal stress.     

酮——有机酸盐生烃过程中的重要产物

通过对有机酸盐进行热模拟,以研究有机酸盐生烃演化特征,结果表明,有机酸盐具有不同于其他传统生烃母质的演化特征——液态产物中有高含量的酮。进一步分析研究表明,在自然界有机酸盐生成的酮化合物主要是酮-2,烃源岩中0．45×10^-3TOC或0．11×10^-3岩样酮含量是有机酸盐生烃的判识底线,酮作为评价有机酸盐生烃贡献强度的指标主要适合于中-低温演化阶段的烃源岩。     

Evidence of early generation of liquid hydrocarbon from suberinite as visible under the microscope

The early generation of liquid hydrocarbons from suberinite can be clearly observed under the microscope. The generation of this oil-like material, mainly in the form of exsudatinite, from the maceral suberinite occurs at a maturity level of about 0.4% vitrinite reflectance. Hydrocarbons appear to be naturally expelled from coal initially through sweating and agglomeration of suberinite which subsequently forms exsudatinite. It is suggested that extensive expulsion of exsudatinite causes cracks to develop in vitrinite whereas limited expulsion of exsudatinite will only impregnate the vitrinite matrix. If cracks are formed, it is possible they could progressively develop to form an exsudatinite-crack network. The formation of such a network is believed to represent an effective way of hydrocarbon expulsion from coal source rocks.     

泥灰岩的生、排烃模拟实验研究

本文采用加水热模拟实验方法对东濮凹陷卫城地区下第三系低熟泥灰岩进行了生、排烃模拟实验研究，重点分析了液态产物（热解油、沥青Ａ、沥青Ｃ）的特征及演化规律。热解油中轻质烃（Ｃ₆－Ｃ₁₄）占有重要的地位，其相对含量随演化程度的增高变化特征是从大到小然后再增大，轻质烃的准确定量为评价泥灰岩的生油量提供了重要参数；热解油、沥青Ａ、沥表Ｃ三者的产率及组成变化的对比研究反映了泥灰岩（碳酸盐岩）中不同赋存状态有机质对成烃的贡献以及排烃机制。     

吐哈盆地煤成烃主要贡献组分剖析

吐哈盆地中下侏罗统煤显微组分组成显示了“碎、小、薄”和过渡组分含量高的特点。结合显微和超微层次有机岩石学分析，在显微组分层次生烃组分主要为基质镜质体，碎屑类脂体、薄壁角质体、木栓质体和小孢子体在煤成烃中也有一定的贡献；超微层次生烃组分主要表现为分布于基质镜质体中的超微类脂体。煤中基质镜质体的高含量弥补了其单位生烃潜力低的不足，基质镜质体富氢成因在于生物化学阶段细菌等微生物对其强烈降解改造作用。     

沥青质催化降解特征及动力学研究

采用热解气相色谱仪 (Py-GC),对东营凹陷烃源岩可溶有机质中的沥青质进行了热解模拟实验。考察了蒙脱石和K₂CO₃ 介质对沥青质催化降解过程的影响,求得了沥青质的催化降解动力学参数。结果表明,在K₂CO₃ 介质存在下,沥青质热解生成气态烃、轻烃和重烃的收率均有明显的提高,模拟温度下总检测烃收率提高了约 2 0 %;在蒙脱石介质存在下,除重烃收率下降外,气态烃和轻烃收率均有所提高,模拟温度下总检测烃收率提高了约 10 %。与之相对应,除蒙脱石存在下重烃的生成活化能有所增加外,介质的存在均不同程度地降低了其它各热解产物的生成活化能。最后,对沥青质的催化降解机理进行了初步的探讨.     

碳酸盐岩生气的热模拟实验

采用半封闭外加温加压式热压模拟装置对碳酸盐岩的生烃情况进行了热模拟实验。利用自然样品和人造样品相结合,研究了碳酸盐岩生气量随成熟度和温度变化的趋势,探讨了碳酸盐岩的生气规律:碳酸盐岩气态烃产率随温度升高而增大,并且在某一温度点(460℃)之后,气态烃产率的增大非常明显;温度是碳酸盐岩生烃的重要影响因素;随着温度增高,碳酸盐岩的生烃潜力不断降低,其间有一个生烃潜力的巨变阶段;碳酸盐岩生烃过程中,总有机碳TOC变化不明显,这可能与样品本身的TOC太低有关;碳酸盐岩的气态烃产率与有机质丰度的关系并不明显。     

东营凹陷盐湖相天然气生成的热模拟试验

东营凹陷民丰地区沙四段是典型的盐湖相沉积,也是本区重要的烃源灶和天然气产层。为了研究不同盐类物质与烃源岩在高成熟阶段的相互作用,采用高压釜封闭体系模拟了东营凹陷盐湖相烃源岩的天然气生成过程。结果表明：碳酸盐、硫酸盐、氯化盐对烃源岩热解生成天然气有强催化作用,同烃源岩热解相比,550℃时气态烃产率分别增加了35%、77%和46%。在4组热模拟气的气态烃组成及热模拟气与民丰地区天然气的轻烃组分比较中发现,上述蒸发盐类不仅改变了气态烃产物中各单组分化合物的生成路径,影响了气态烃产物的组成,而且在盐类物质参与作用下,烃源岩热解的气态烃组成与民丰地区天然气更接近。     

东濮凹陷文留地区深层强超压环境下有机质热演化

东濮凹陷文留地区的地层普遍发育超压甚至强超压系统.超压与地层有机质热演化反应过程存在复杂的相关性.深层盐下、盐间地层有机质的热演化受强超压的影响,不同热演化反应过程不同程度地受到抑制作用:镜质体反射率演化正常;烃类裂解以及烃类结构演化在深层强超压作用下受到抑制作用.有机质热演化过程中的超压抑制为深层源岩成烃提供了更为有利的条件,是文留地区深层天然气成藏的主要因素.