碳酸盐岩与泥质烃源岩生气规律对比研究

配制了两套成熟度相近的碳酸盐岩和泥质岩丰度系列样品。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，研究了碳酸盐岩生气量随成熟度和温度变化的趋势，探讨了碳酸盐岩生气的变化规律。碳酸盐岩与泥质岩的生烃潜力是有机质质量和有机质丰度的函数，与岩性无关；碳酸盐岩的产气规律与泥质岩相似，而且两者产烃的量级也相当，并不存在碳酸盐岩生排烃效率高的现象；碳酸盐岩和泥质岩总有机碳(TOC)含量在热模拟过程中基本上不发生变化；不同岩性的有机质的产烃效率主要受温度和有机质类型决定。     

柴达木盆地侏罗系煤系烃源岩生烃潜力分类评价

柴达木盆地侏罗系发育泥岩、炭质泥岩、煤和油页岩等多种类型煤系烃源岩。受沉积环境控制,不同类型烃源岩之间有机质丰度、有机质类型及生排烃模式等差别很大。传统的评价方法低估了炭质泥岩和煤的生烃潜力。提出了基于单位岩石烃源岩产烃率的定量评价方法,对不同类型烃源岩的总生烃量和总资源量定量预测表明:炭质泥岩对侏罗系生烃总量和油气资源的贡献率分别达到44.8%和41.7%,整体提升了柴达木盆地侏罗系烃源岩的资源潜力,煤型气的资源潜力大幅度提高,对柴达木盆地天然气勘探具有重要指导意义。      

海相烃源岩二次生烃潜力定量评价新方法

烃源岩二次生烃的演化过程是残余干酪根热解演化与残留油热裂解转化两个既相互联系又完全不同的物理化学反应过程的叠加。本文利用自制高压釜热压生烃模拟实验装置,采取分阶段连续递进模拟实验方式,以海相烃源岩样品为例分别评价了残余干酪根的生烃潜力与残留可溶有机质转化油气潜力,建立了一套不同起始与终止成熟度海相烃源岩二次生烃潜力的定量评价方法,并首次明确提出了干酪根生油指数KIo、干酪根生气指数KIg、干酪根生烃指数KIh等评价烃源岩生烃潜力的参数,弥补了ROCK EVAL热解评价方法无法分别评价烃源岩在不同生烃演化阶段所生成的“油”或“烃气”潜力的不足。     

Quantitative study on hydrocarbon expulsion mechanism based on micro-fracture

The significance of source rocks for oil and gas accumulation has been indisputably acknowledged. Moreover, it has been gradually realized that there is difference between hydrocarbon generation capacity and hydrocarbon expulsion capacity, and this has prompted research on hydrocarbon expulsion efficiency. However, these studies dominantly highlight the results of hydrocarbon expulsion, and investigation into the corresponding process and mechanism is primarily from a macroscopic perspective. Despite its wide acceptance as the most direct hydrocarbon expulsion mode, hydrocarbon expulsion through micro-fractures is still not sufficiently understood. Therefore, this study obtains observations and performs experiments on two types of source rocks (mudstones and shales) of the Chang 7 oil group of the Yanchang Formation in Ordos Basin, China. Microscopy reveals that organic matter is non-uniformly distributed in both types of source rocks. Specifically, mudstones are characterized by a cluster-like organic matter distribution, whereas shales are characterized by a layered organic matter distribution. Thermal evolution simulation experiments demonstrate that the hydrocarbon generation process is accompanied by the emergence of micro-fractures, which are favorable for hydrocarbon expulsion. Moreover, based on the theories of rock physics and fracture mechanics, this study establishes micro-fracture development models for both types of source rocks, associated with the calculation of the fracture pressure that is needed for the initiation of fracture development. Furthermore, the relationship between the fluid pressure, fracture pressure, and micro-fracture expansion length during micro-fracture development is quantitatively explored, which helps identify the micro-fracture expansion length. The results indicate that the development of micro-fractures is commonly impacted by the morphology and distribution pattern of the organic matter as well as the mechanical properties of the source rocks. The micro-fractures in turn further affect the hydrocarbon expulsion capacity of the source rocks. The results of this study are expected to provide theoretical and practical guidance for the exploration and exploitation of tight oil and shale oil.     

二次生烃过程中升温速率对生烃途径的影响 --以鄂尔多斯烃源岩生烃动力学研究为例

采用生烃动力学方法对鄂尔多斯已熟烃源岩进行模拟实验,与以往结果有所不同,实验证明在源岩二次生烃过程中,慢速升温并不利于液态烃的生成,而快速升温才更有利于生成液态烃。这可能是因为在慢速升温条件下,有机质可以有足够长时间缩聚成超大基团,而快速升温则易造成中等分子链的断裂,从而导致快速升温时抽提物产率高于慢速升温。因此,升温速率的差异对有机质的演化影响不只是影响反应速率,更重要的是会改变反应路径,从而对于像鄂尔多斯这样存在二次生烃的盆地,应适当重视那些高地温梯度区块石油资源的寻找。     

湖相烃源岩原始有机质恢复与生排烃效率定量研究 ——以东营凹陷古近系沙河街组四段优质烃源岩为例

在烃源岩沉积有机相精细划分的基础上,优选东营凹陷古近系沙河街组四段的优质烃源岩样品,建立了完整的自然演化地球化学剖面,并应用物质平衡法,开展了原始有机质恢复和生排烃效率定量计算。计算结果表明,沙河街组四段主力供烃区间内的优质烃源岩具有高生排烃效率和原始有机质丰度恢复系数,其中深层高过成熟阶段排烃效率可达70%~80%,原始有机质丰度恢复系数可达1.5~2.0,较以往资源评价中采用的数值有较明显提高。据该结果推算,东营凹陷沙河街组四段的总排烃量总体上将有一定程度的提高,其中中浅层烃源岩的资源贡献有所降低,而深层烃源岩的资源贡献有较大幅度升高,主力烃源岩埋藏深度有下沉的趋势,这预示着深层具有丰富的资源基础和勘探前景。研究成果对于济阳坳陷乃至整个渤海湾盆地的油气资源潜力再认识和深层油气藏勘探具有重要的指导意义。     

不同类型烃源岩排烃模式对比及差异性探究

烃源岩的排烃是准确预测含油气盆地油气资源必须涉及的一个非常重要的环节,为了得到不同有机质类型烃源岩的排烃效率、排烃机理,选取不同有机质类型烃源岩进行了黄金管模拟实验,总结了不同类型烃源岩在各演化阶段产物的变化特征与排烃效率。结果表明,烃源岩类型对总生成油与残留油中轻重烃的比例影响较大,但是对排出油中轻重烃的比例影响较低,排出油中均表现为在未熟—成熟阶段以重烃为主,在高熟—过熟阶段以轻烃为主。烃源岩的类型对生排油量的影响明显,烃源岩的类型越好,生排油量越高。Ⅰ型烃源岩的生排油量最高,Ⅲ型烃源岩最低。烃源岩类型越好,排油效率越高。Ⅲ型烃源岩排油效率低,与其生成气态烃较多、显微组分中镜质组含量较高有关。      

准噶尔盆地陆东-五彩湾石炭系烃源岩特征及生烃动力学研究

准噶尔盆地陆东-五彩湾地区石炭系具有良好的勘探前景,该地区石炭系烃源岩有机质丰度较高,成熟度范围宽,主要处于成熟-高成熟演化阶段,主要由Ⅲ型有机质组成。在对烃源岩样品进行常规评价的基础上,用开放体系进行了热解实验和动力学模拟,对陆东-五彩湾地区的生烃特征进行了研究,尝试了高成熟烃源岩生烃过程研究及Ⅲ型干酪根液态烃排烃时间的估计,并对石炭系地层产烃率进行了计算。结果显示,陆东-五彩湾地区石炭系最早在二叠纪（距今264 Ma左右）开始生烃,后期由于地层抬升,在古近纪早期（距今61 Ma左右）结束生烃。下石炭统产烃率大,液态烃排出时间估计在距今232~196 Ma之间;上石炭统产烃率较小,液态烃排出时间估计在距今196~178 Ma 之间,但天然气生成相对较晚,有利于天然气的保存。天然气可能主要来源于上石炭统烃源岩。     

准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩排烃效率研究

准噶尔盆地南缘下部成藏组合勘探日趋重要,其主力烃源岩生烃潜力和排烃效率的研究亟待加强。根据排烃门限理论,利用生烃潜力法建立了准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩的生、排烃模式,并计算了烃源岩的生烃量、排烃量和排烃效率。研究表明,准噶尔盆地南缘侏罗系泥质烃源岩和煤层的排烃门限对应的镜质组反射率均为0. 7 %。侏罗系烃源岩的总生烃量为3 973. 84 x 108t,总排烃量为1 402. 71 x108t,其中八道湾组烃源岩排烃量占总排烃量的69.85%。准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩的平均排烃效率为35. 30%,不同层系不同岩性烃源岩,其排烃效率明显不同,泥质烃源岩排烃效率远大于煤层。综合分析认为,准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩生、排烃量大,排烃效率较高,下部成藏组合以侏罗系烃源岩为主力烃源岩,具有良好的资源潜力。     

塔中地区深层低丰度碳酸盐岩有效烃源岩评价及其对油气藏贡献

热演化程度较高、有机质丰度偏低的碳酸盐岩烃源岩的有效性及其对油气藏的贡献评价正成为影响我国深层碳酸盐岩油气勘探的一个关键性问题.以塔中地区为例,通过有效烃源岩TOC下限确定、有机质丰度的测井响应和影响因素分析,建立了碳酸盐岩烃源岩判别标准,研究了低丰度(TOC≤0.5%)烃源岩的地化和地质特征,利用物质平衡数值模拟法和生烃潜力法评价了低丰度烃源岩对油气藏的相对贡献.结果表明:未成熟、成熟、高成熟和过成熟阶段的碳酸盐岩有效烃源岩TOC下限分别是0.50%、0.30%、0.20%和0.15%;碳酸盐岩烃源岩测井响应与泥质烃源岩的测井响应有相同点也有差异,其中自然伽玛、声波时差和弹性参数响应特征相同且与TOC关系较好;烃源岩有机质丰度主要受沉积环境、岩石颜色、岩性的影响.低丰度烃源岩的厚度为24~500 m,占地层总厚度的37%左右,是高丰度烃源岩厚度的1.54~5.92倍.根据排烃量、有效排烃量、可供聚集烃量和可供资源量评价,低丰度烃源岩对油气藏的相对贡献分别为32.6%、27.4%、30.7%和29.6%,在理论研究和资源评价中不可忽略.      

碳酸盐岩二次生烃研究综述

二次生烃是指停止生烃的烃源岩再次被深埋,并且受热温度超过一次生烃的最大温度,达到二次生烃门限时又重新开始生烃。主要生烃物质有干酪根及其衍生的丝沥青、可溶有机质,包裹体有机质、晶包有机质、固体沥青、一次生烃形成的吸附有机质以及缝合线有机质等。不管二次生烃起始成熟度是否达到一次生烃高峰所对应的成熟度,其二次生烃曲线均有一个相对的生烃高峰,而且二次生烃起始成熟度越高,生烃高峰就越迟,高峰值也相对较小。对于二次生烃的数量、演化路径以及生烃始点等关键问题仍存在分歧,今后应在热模拟实验的基础上,结合化学动力学和数值模拟方法,进一步加强碳酸盐岩二次生烃理论的研究。     

莺琼盆地中新统海相烃源岩地球化学特征及生烃潜力评价

通过有机碳测定、岩石热解分析、显微组分定量分析、饱和烃色谱、色谱-质谱等实验分析,对莺琼盆地中新统海相烃源岩的地球化学特征进行了研究,探讨了不同层位烃源岩的生烃潜力。结果表明：莺琼盆地中新统海相烃源岩有机质丰度总体较低,大部分烃源岩为中等烃源岩,有机质类型以Ⅱ2型和Ⅲ型为主,有机质热演化主要处于成熟阶段。烃源岩显微组分组成具有富含镜质组、壳质组+腐泥组次之、贫含惰性组的特征。烃源岩沉积环境主要为弱氧化-弱还原环境,具有陆生高等植物和低等水生生物生源混合输入的特征。莺歌海盆地梅山组烃源岩综合评价为中等烃源岩,生烃潜力相对较好,三亚组烃源岩综合评价为较差—中等烃源岩,具有一定的生烃潜力。琼东南盆地梅山组和三亚组烃源岩综合评价为中等烃源岩,具有相当的生烃潜力。     

生烃动力学、同位素动力学方法在烃源岩研究中的应用

生烃动力学、同位素动力学常用于烃源岩评价、油气源对比研究中.生烃动力学参数结合盆地热史,可恢复烃源岩在任一时代的生烃史,对构造复杂盆地的二次生烃研究具有独特的优势.利用生烃动力学方法可以实现有机质总量的恢复,在此基础上对高-过成熟样品原始有机质丰度是否有必要恢复进行了讨论;而基于生烃动力学的油气源对比综合考虑热史、成藏期次、成藏过程等各种地质参数对烃源岩生烃的影响,是一种动态的研究方法.     

生烃动力学、同位素动力学方法在烃源岩研究中的应用

生烃动力学、同位素动力学常用于烃源岩评价、油气源对比研究中。生烃动力学参数结合盆地热史,可恢复烃源岩在任一时代的生烃史,对构造复杂盆地的二次生烃研究具有独特的优势。利用生烃动力学方法可以实现有机质总量的恢复,在此基础上对高—过成熟样品原始有机质丰度是否有必要恢复进行了讨论;而基于生烃动力学的油气源对比综合考虑热史、成藏期次、成藏过程等各种地质参数对烃源岩生烃的影响,是一种动态的研究方法。     

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。     

我国下古生界碳酸盐岩烃源岩评价研究现状

碳酸盐岩烃源岩评价对我国油气资源评价与勘探至关重要。本文从有机质成熟度、有机质丰度下限、有机质丰度及生烃潜力的恢复、碳酸盐岩生烃机制与生烃模式等几个方面，介绍了我国碳酸盐岩烃源岩的研究现状，提出了运用生烃动力学对碳酸盐岩烃源岩进行研究的新方法，展望了需要继续关注的问题。     

塔里木盆地奥陶系烃源岩二次生烃研究

为研究海相烃源岩二次生烃规律和塔里木盆地生排烃规律,以塔里木盆地奥陶系烃源岩为研究对象,首先通过构造-热演化史和生烃史研究得出,塔里木盆地典型构造单元奥陶系烃源岩具有二次生烃的特征,并且起始成熟度和生烃期次不同。然后选取自然条件下演化至不同起始成熟度的奥陶系海相烃源岩,采用热压模拟实验方法系统研究其二次生烃规律。研究表明：塔里木盆地奥陶系海相烃源岩二次生烃的主控因素是起始成熟度,二次生烃产率随起始成熟度增加规律性减小;低成熟和中成熟烃源岩具有大量生排油气潜力,出现相对延迟的生油高峰,高成熟烃源岩没有大量生油和生气的能力;两次不连续生烃量与一次连续生烃量的差值也受起始成熟度控制,具有阶段性;起始成熟度在低成熟到成熟阶段时,二次不连续生烃过程会增加烃源岩的生烃量,使生烃潜力增加,而高成熟阶段以后,二次不连续生烃过程就会减少烃源岩的生烃量,使生烃潜力减小。     

内蒙古银额盆地查干凹陷烃源岩生烃和排烃史研究

为深入研究银额盆地查干凹陷油气的成藏过程 ,优化勘探目标的选择 ,在分析烃源岩特征的基础上 ,应用动态数值模拟技术 ,定量恢复了研究区主要烃源岩层系的生烃、排烃历史。研究表明 ,查干凹陷主要发育 3套烃源岩系 ,其中下白垩统巴音戈壁组二段泥岩为主力烃源岩 ,具较高的有机质丰度、生烃强度与排烃效率 ;烃类排出具阶段性、多期次幕式排烃的特点。以巴音戈壁组二段为源岩的油气系统应是本区油气勘探的主要目标     

Hydrocarbon generation and expulsion characteristics of Lower Permian P1f source rocks in the Fengcheng area,northwest margin,Junggar Basin,NW China: implications for tight oil accumulation potential assessment

Combined with the actual geological settings, tight oil is the oil that occurs in shale or tight reservoirs, which has permeability less than 1 mD and is interbedded with or close to shale, including tight dolomitic oil and shale oil. The Fengcheng area (FA), at the northwest margin of the Junggar Basin, northwest China, has made significant progress in the tight oil exploration of the Fengcheng (P₁f) Formation recently, which indicates that the tight oil resources have good exploration prospects. Whereas the lack of recognition of hydrocarbon generation and expulsion characteristics of Permian P₁f source rocks results in the misunderstanding of tight oil resource potential. Based on the comprehensive analysis of geological and geochemical characteristics of wells, seismic inversion, sedimentary facies, tectonic burial depth, etc., the characteristics of P₁f source rocks were investigated, and the horizontal distributions of the following aspects were predicted: the thickness of source rocks, abundance and type of organic matter. And on this basis, an improved hydrocarbon generation potential methodology together with basin simulation techniques was applied to unravel the petroleum generation and expulsion characteristics of P₁f source rocks in FA. Results show that the P₁f source rocks distribute widely (up to 2039 km²), are thick (up to 260 m), have high total organic content (TOC, ranging from 0.15 to 4 wt%), are dominated by type II kerogen and have entered into low mature–mature stage. The modeling results indicate that the source rocks reached hydrocarbon generation threshold and hydrocarbon expulsion threshold at 0.5% Ro and 0.85% Ro and the comprehensive hydrocarbon expulsion efficiency was about 46%. The amount of generation and expulsion from the P₁f source rocks was 31.85 × 10⁸ and 15.31 × 10⁸ t, respectively, with a residual amount of 16.54 × 10⁸ t within the source rocks. Volumetrically, the geological resource of shale oil is up to 15.65 × 10⁸ t. Small differences between the amounts calculated by the volumetric method compared with that by hydrocarbon generation potential methodology may be due to other oil accumulations present within interbedded sands associated with the oil shales. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

潜江凹陷蚌湖向斜带烃源岩特征及生排烃史

在烃源岩分布特征及有机质丰度、类型和成熟度分析的基础上,应用含油气盆地数值模拟技术,定量恢复了主力烃源岩中国地质大学资源学院层系的生排烃史.研究表明,蚌湖向斜带潜江组各层系烃源岩均具有较高的有机质丰度,有机碳质量分数平均为0.78％,最高可达11.5％;有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主;但有机质成熟度具有明显的差异,潜一段...