应用生烃动力学方法研究库车坳陷烃源岩生烃史

根据烃源岩生烃动力学参数,结合沉积埋藏史和古热史资料,本文应用生烃动力学方法研究了塔里木盆地库车坳陷三叠-侏罗纪烃源岩生烃史。研究表明,无论是煤,还是泥岩,库车坳陷三叠-侏罗纪烃源岩生气时间发生得晚,主生气期出现在10 Ma以来的喜山期晚期,生气高峰期出现在5 Ma之后。中上三叠世烃源岩生气时间和主生气期均早于中下侏罗世烃源岩。烃源岩这种晚期生气特征,为库车坳陷天然气的晚期聚集成藏提供了非常有利的烃源条件。      

塔里木盆地库车坳陷中生界油源岩有机成熟度和生烃历史

库车坳陷存在上三叠统黄山街组(T3h)和中侏罗统恰克马克组(J2q)两套湖相油源岩,从三个方面研究了这两套油源岩现今成熟度分布及其在地质历史中的演化:一是对钻孔和露头剖面两套油源岩样品镜质组反射率实测分析;二是从中下侏罗统煤系源岩,特别是煤中镜质组反射率实测数据限定分别位于中下侏罗统(J1y和J2k)煤系地层上下的两套油源岩的有机成熟度;三是从地层分层数据和地温史对人工井(中)两套油源岩成熟度的模拟分析.库车坳陷黄山街组和恰克马克组露头剖面油源岩镜质组反射率自东向西总体上呈现明显的增高趋势,在东部基本上处于临界成熟-成熟阶段,而西部则处于凝析油-湿气阶段或干气阶段.库车坳陷黄山街组油源岩主要生油阶段位于65～5 Ma,生油高峰约在23～12 Ma,油源灶最早(约65 Ma)出现在坳陷西部,不断向东部扩展;恰克马克组湖相油源岩主要生油阶段位于12 Ma至现今,生油高峰约在5～2 Ma,油源灶最早(约12 Ma)出现在拜城凹陷腹部,后向四周扩展.     

库车坳陷三叠-侏罗纪烃源岩生气特征与生气模式

根据热解实验和动力学模拟计算结果,研究了塔里木盆地库车坳陷侏罗纪煤、煤系泥岩及三叠纪泥岩的生气特征与生气模式。结果表明,库车坳陷三叠-侏罗纪烃源岩具有良好的生气性,尤其在进入中、高热演化阶段,甲烷产率更高,且侏罗纪煤和煤系泥岩的甲烷产率要高于三叠纪泥岩。侏罗纪和三叠纪烃源岩均以生气为主,是库车坳陷的有效气源岩,但前者的生气贡献明显高于后者。      

库车前陆坳陷形成大气区的烃源岩条件

随着勘探的深入,库车前陆坳陷逐渐成为我国重要的大气区.本文对其形成大气区的关键条件之一的烃源岩特征进行了深入研究.库车坳陷主要分布中-上三叠统浅湖-半深湖相泥质烃源岩和中-下侏罗统煤系烃源岩,具有厚度大、丰度高、类型差和成熟度高的特点.三叠-侏罗系烃源岩具有十分丰富的天然气生成量,天然气来源不是制约库车坳陷天然气勘探的因素;根据三叠-侏罗系烃源岩的类型特征和成熟度特征认为库车坳陷资源丰富、以气为主,在天然气的生成上侏罗系烃源岩的贡献要大于三叠系.     

柴北缘侏罗系烃源岩地球化学特征及其综合评价

通过对柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩有机质丰度及其类型的研究,以及对柴北缘烃源岩成熟度和柴北缘热演化史的分析,综合评价了烃源岩的生烃潜力。主要结论是:①柴北缘主要烃源岩下侏罗统暗色深水湖相泥岩和下侏罗统的煤岩,可分为Ⅱ、Ⅲ1和Ⅲ2型;②中、下侏罗统烃源岩大多数已超过成熟阶段。下侏罗统在E3-N2时期进入生排烃高峰期,中侏罗统则在N2进入生排烃阶段;③柴北缘下侏罗统为一套好的烃源岩,生气强度达到大中型油气田的规模。中侏罗统为一套中等的源岩层,生气强度中等,具备形成大中型气田的气源条件。     

银根—额济纳旗中生代盆地构造演化及油气勘探前景

银根-额济纳旗盆地是中新生代陆相盆地，前中生代岩石构成盆地基底。晚三叠世-侏罗纪进入了断陷盆地发育阶段，早白垩世为断陷盆地全面发展期，晚白垩世为坳陷期，其后表现为挤压抬升状态。发育中下侏罗统和下白垩统两个含油气系统，部分坳陷生、储、盖条件及其组合十分优越，勘探实践证实有过油气运聚，显示了盆地良好的油气勘探前景。目前需要抓住勘探重点，从有利区带和圈闭人手，注重湖相沉积演化的特点和岩浆岩对烃源岩演化及油气成藏的影响，寻找突破口，打开该区油气勘探的新局面。     

北黄海盆地东部坳陷中生界烃源岩特征及其指示的油气勘探方向

为了量化表征北黄海盆地东部坳陷中生界主力烃源岩生、排烃特征,综合利用镜质体反射率(R_o)、残余有机碳含量(TOC)、岩石热解、干酪根镜检及饱和烃色谱等资料,在总结研究区烃源岩地化特征的基础上,通过油源对比明确主力烃源岩层并依托盆地模拟方法量化其生、排烃贡献.结果表明,北黄海盆地东部坳陷中生界的两类原油均来源于区内中侏罗统和上侏罗统两套主力烃源岩层,其中,中侏罗统烃源岩的有机质丰度整体处于"好-最好"级别,上侏罗统烃源岩的有机质丰度则以"中等-好"为主;二者均存在早白垩世末期和早中新世两次生、排烃高峰,但上侏罗统的排烃速率[q_e(max)=27.3×106 t/Ma]远高于中侏罗统的排烃速率[q_e(max)=4.2×106 t/Ma],对研究区油气成藏的贡献更大.虽然下白垩统暗色泥岩的生烃潜力有限,但其底部砂岩与紧邻上侏罗统主力烃源岩层构成的"下生上储"式的源储配置关系是区内最重要的勘探目的层,其次为中、上侏罗统内部"自生自储"式的有利成藏组合,同时,中侏罗统下部"上生下储"式的成藏组合也应予以重视.      

准噶尔盆地南缘东段油气成藏条件及成藏模式

准噶尔盆地南缘东段是准噶尔盆地油气勘探的重点地区。以成盆、成烃和成藏理论为指导，应用盆地分析、有效烃源岩评价、储层（裂缝）预测、盆地模拟及流体包裹体分析等技术和方法，综合研究分析了准噶尔盆地南缘东段油气成藏条件，预测了油气资源潜力，建立了油气成藏模式。研究结果表明，该区发育上二叠统、中上三叠统和中下侏罗统三套烃源岩。最主要的烃源岩层为上二叠统，是油气资源分布的主要层位；主要储集层为柴窝堡区块的上二叠统和米泉区块的中下三叠统及中下侏罗统，其物性较差，总体为较好含气储层，是主要的勘探目的层。存在自源（侧向排烃）、它源（垂向排烃）两类油气成藏模式。柴窝堡区块北部和米泉区块仍然是有利的油气勘探地区。     

塔里木盆地北部中生界生油岩基本特征

塔里木盆地北部地区中生界生油岩为陆相泥质生油岩，主要发育在三叠系、侏罗系。有两个生油岩发育中心，库车坳陷区和阿瓦提断陷－满加尔坳陷区。三叠系生油岩有机质丰度主要为较差一较好生油岩，侏罗系生油岩则为较差－较好－好生油岩。三叠－侏罗系生油岩干酪根类型以Ⅲ型为主，少量Ⅱ型。库车坳陷三叠－侏罗系生油岩热演化多处于成熟－高成熟阶段。阿瓦提断陷－满加尔坳陷三叠系处于初熟阶段，侏罗系则处于未成熟－初熟阶段。沙雅隆起北侧，库车坳陷南缘是寻找油气藏最为有利的地区。     

库车前陆盆地羊塔克地区流体包裹体特征及油气成藏过程

库车前陆盆地羊塔克地区油气资源丰富,明确油气充注历史和成藏演化过程对下一步油气勘探具有重要意义.利用流体包裹体岩相学观察、显微测温分析、定量颗粒荧光分析,并结合库车前陆盆地烃源岩热演化史以及构造演化史,分析了库车前陆盆地羊塔克地区的油气成藏过程.结果表明,羊塔克地区油气具有“晚期成藏,后期改造”的特征.库车坳陷中侏罗统恰克马克组烃源岩在15 Ma左右成熟(R_o＞0.5%),生成的成熟原油最早是在新近纪库车早期,约4.0 Ma时期,充注到羊塔克构造带,形成少量黄色荧光油包裹体,但大量充注是在约3.5 Ma时期.库车坳陷中下侏罗统煤系源岩是在约26 Ma时达到成熟,生成的天然气在约3.5 Ma,开始大规模的向羊塔克构造带充注.天然气充注后对早期少量原油进行气洗,形成发蓝色荧光的、气液比不一的油气包裹体.油气充注后,在羊塔1地区形成残余油气藏,油水界面位于5 390.75 m处.新近纪库车晚期(3.0~1.8 Ma),受喜山晚期构造运动影响,羊塔克地区油气藏发生调整改造,羊塔1地区白垩系的残余油气水界面向上迁移至现今的5 379.70 m处.      

分散可溶有机质的气源意义

广泛分布在烃源岩及输导通道中的分散可溶有机质作为一种新的气源逐渐受到重视。分散可溶有机质成气不仅关系到原油的消耗, 还关系到天然气的资源评价结果, 因而定量评价这一过程对油气勘探有着重要意义。笔者总结对比了传统成烃模式与考虑分散可溶有机质成气模式的异同, 建立了分散可溶有机质成气的地质模型, 初步计算了塔里木盆地分散可溶有机质的成气量。指出分散可溶有机质这一气源使得地层成气区域突破了烃源岩的分布范围, 成气中心向构造高部位偏移, 成气期推迟。计算得到塔里木盆地分散可溶有机质成气模式中源内分散可溶有机质裂解成气与源外的比例为1:2.88, 在成气晚期白垩纪末至现今这一阶段油裂解成气量为799 千亿m³, 是传统油成气模式的4.23倍。     

Carbon and hydrogen isotopic composition and generation pathway of biogenic gas in China

The carbon and hydrogen isotopic composition of biogenic gas is of great importance for the study of its generation pathway and reservoiring characteristics. In this paper, the formation pathways and reservoiring characteristics of biogenic gas reservoirs in China are described in terms of the carbon and hydrogen isotopic compositions of 31 gas samples from 10 biogenic gas reservoirs. The study shows that the hydrogen isotopic compositions of these biogenic gas reservoirs can be divided into three intervals: δ>−200‰, −250‰<δ<-−200‰ and δ<−250‰. The forerunners believed that the main generation pathway of biogenic gas under the condition of continental fresh water is acetic fermentation. Our research results showed that the generation pathway of biogenic gas under the condition of marine facies is typical CO₂- reduction, the biogenic gas has heavy hydrogen isotopic composition: its δ values are higher than −200‰; that the biogenic gas under the condition of continental facies also was generated by the same way, but its hydrogen isotopic composition is lighter than that of biogenetic gas generated under typical marine facies condition: −250‰<δ<−200‰, the δ values may be related to the salinity of the water medium in ancient lakes. From the relevant data of the Qaidam Basin, it can be seen that the hydrogen isotopic composition of biogenic methane has the same variation trend with increasing salinity of water medium. There are biogenic gas reservoirs formed in transitional regions under the condition of continental facies. These gas reservoirs resulted from both CO₂-reduction and acetic fermentation, the formation of which may be related to the non-variant salinity of ancient water medium and the relatively high geothermal gradient, as is the case encountered in the Baoshan Basin. The biogenic gas generating in these regions has light hydrogen isotopic composition: δ<−250‰, and relatively heavy carbon isotopic composition. There is a fairly strong negative correlation between the carbon isotopic composition and the hydrogen isotopic composition. The generation mechanism and pathway of carbon, and the hydrogen isotopic composition of biogenic gas may be used to ascertain whether biogenic gas samples from the natural world are of industrial utilization value. In general, the biogenic gas formed by way of acetic fermentation is not propitious to the formation of gas reservoirs.     

鄂尔多斯深盆气

鄂尔多斯盆地内石炭纪—二叠纪煤系含有机质丰富 ,演化程度高 ,不但形成了巨量的天然气 ,而且因储层致密、升降稳定、构造稀少而形成了盆地构造下倾部位天然气的大规模聚集 ,构造上倾部位则大面积含水 ,具有典型“深盆气”的特征。深盆气的主要含气层位为盒 8—本溪组各段 ,而盆地东部和北部可延至盒 5段。煤层是深盆气圈闭中的潜在储集层 ,起着“调节气库”的作用。多期砂体的叠置使深盆气的面积变得巨大 ,钻探成功率高 ,但因储集层的岩性致密 ,使自然产能低。     

惠民凹陷南坡煤型气有效供气中心分析

惠民凹陷南坡石炭－二叠系煤层分布广泛,厚度较大,为一套以潮坪－泻湖沉积为主的海陆交互相地层,其有机质属浅沼森林有机相和深沼芦苇有机相。生气模拟实验表明,太原组和山西组煤岩生气潜力分别达150mL/g有机碳和110mL/g有机碳,煤型气源岩经历了复杂的热演化过程,其有效二次生气时期为早第三纪至今,门限温度135℃,对应的埋深入4000m,有效供气中心位于济阳地堑东部和曲堤地垒东段, 生气强度一般达到（20－40）×10^8m^3/km^2。位于主导运聚方向上的曲堤地垒东段是今后勘探的重点目标。     

Deformation metamorphism of bituminous and anthracite coals from China

Tectonic displacement of coal seams in China has resulted in faulting parallel to coal bedding. Displacement along these faults caused significant comminution of the coal on the footwall contributing to various mining problems, the worst of which is catastrophic failure, or “outbursting” of the working face during mining. The granular texture and mostly unconsolidated nature of the coal suggests that faulting occurred relatively late in the coalification sequence, at a time of maximum tectonic stress. Coal samples taken on either side of the fault plane (normal and deformed coal layers) were obtained in an effort to establish what influence these tectonic stresses might have had on coal properties as well as what they might reveal about the influence of tectonic pressure on organic maturity. Sample sets were collected within coal beds from undisturbed and adjacent deformed layers, including 21 bituminous samples from the Pingdingshan coal field and nine anthracite samples from the Jiaozuo coal field, the Tieshenggou coal mine of the Yuxi coal field in Henan province, the Beijing Xishan coal field, the Baijiao mine of the Furong coal field in Sichuang province and the Baisha coal field in Hunan province, China. Results from vitrinite reflectance, proximate and ultimate analyses show some differences in reflectance, hydrogen content and nitrogen content of anthracite coal. No significant difference was found between volatile matter yields of normal and deformed coal specimens. GC measurements of the saturated hydrocarbon fraction of chloroform extracts from bituminous coals showed that lower molecular weight carbon fragments were concentrated in the deformed samples. Therefore, although changes in the gross chemical properties of the deformed coal were insignificant, some modification of the chemical structure is seen to have occurred as a result of exposure to tectonic pressure.     

生物气生成的化学动力学模型及其应用——以柴达木盆地为例

针对国内外评价生物气资源量普遍采用的微生物厌氧发酵法中不能反映生气期的不足,本文从化学动力学角度出发,首先建立有机质生成生物气的化学动力学模型并结合实验条件下生物气产率数据,标定了地质样品的化学动力学参数。在此基础上,考虑菌体浓度和温度对动力学参数的影响,将所标定的动力学参数在柴达木盆地进行初步应用,结果表明柴达木盆地生物气生成速率随埋深先增大后减小,速率最大值对应的深度约为600m,与前人(戴金星等,2003)研究结论相近,说明根据实验室产气率数据标定所建立的动力学模型在考虑了菌体浓度和温度对动力学参数影响之后可以用来定量评价生物气生成期。     

天然气运移的气体组分的地球化学示踪

本文通过我国不同含油气盆地典型地区岩石酸解气、罐顶气和天然气中化学组分分析,结合天然气的形成和盆地的地质演化,研究了天然气运移时组分的变化。结果表明,天然气通过地层孔隙系统运移时,组分会发生明显分馏,表现在甲烷相对重烃、异构丁烷相对正构丁烷的优先迁移。酸解气、罐顶气和成藏天然气中C₁/C₂+、iC₄/nC₄及总烃/非烃等比值,是天然气运移示踪的有效指标。     

我国生物气藏碳、氢同位素特征、形成途径及意义

生物气碳、氢同位素组成是探讨其形成途径和成藏特征的基本手段,研究基于我国10个生物气气藏31个气样的碳、氢同位素组成资料探讨了这些气藏的形成途径和成藏特征。研究表明:这些气藏的氢同位素组成可以分为三个区间,即δDCH4>-200‰;δDCH4值在-250‰～-200‰之间和δDCH4<-250‰。前人认为在陆相淡水条件下生物气的形成途径主要是乙酸发酵作用,我国10个气藏31个气样碳、氢同位素研究表明,海相及盐湖相条件下生物气形成途径为典型的CO2还原途径,具有重的氢同位素组成,其δDCH4>-200‰,而陆相条件下成藏的生物气也主要为CO2还原途径,但氢同位素组成较典型海相成因生物气轻,其δDCH4值在-250‰～-200‰之间。其值可能与古湖泊水介质的咸化程度有关。从柴达木的资料来看,随水介质咸度增大,生物甲烷氢同位素组成也具有相应增大趋势。陆相条件下有处于CO2还原和乙酸发酵两种作用过渡区形成的生物气气藏,其形成可能与古水介质无咸化过程和地温梯度较高有关,如保山盆地。该区形成的生物气具有轻的氢同位素组成,δDCH4<-250‰,碳同位素组成则相对较重,其碳、氢同位素组成之间具有较好的负相关。生物气碳、氢同位素组成的成气机理及途径有可能成为判识自然界采集的生物气气样是否具有工业意义,一般而言,乙酸发酵途径形成的生物气不利于成藏。     

吐哈盆地低熟气评价的化学动力学方法及其应用

针对目前尚无公认的有效方法评价低熟气生成量的难题,本文从低熟气的（低温）热成因机理出发,认为被广泛、成功应用于成熟的热成因天然气生成量评价的化学动力学理论仍然应该是评价低熟气生成量的有效方法。在此基础上,建立并标定了吐哈盆地代表性泥岩、煤岩干酪根成气的化学动力学模型,与可能部分成为低熟气先质的非烃、沥青质的化学动力学模型一起,构成了评价低熟气生成量的方法。标定结果表明,盆地内有机质成气的平均活化能低于其成油的活化能,而且成气过程中低活化能组分的含量也高于成油过程。这可能正是吐哈盆地的有机质在大量生油之前的低成熟阶段,能开始规模性地生成低熟气、从而导致工业性的低熟气聚集的内因所在。应用表明,吐哈盆地低熟气的总生成量可观,达到632．15×10^11 m^3,而且生气强度较高,最高达到100×10^8m^3／km^2以上。吐哈盆地低熟气资源量约为3．16×10^11～12．62×10^11 m^3。可见,盆地内低熟气具有可观的勘探潜力。本文所建立的方法应该可被推广应用到其他含低熟气盆地的低熟气的评价当中。     

济阳坳陷石炭–二叠系煤系页岩气生烃潜力评价

为了研究济阳坳陷石炭–二叠纪煤系泥页岩生烃潜力,应用地球化学、石油地质学及煤地质学等方法,从济阳坳陷石炭–二叠系残留地层分布、泥页岩有机地球化学特征和泥页岩生烃潜力对比等方面进行研究。研究结果表明:济阳坳陷石炭–二叠系残余地层厚度一般在200~800 m,最厚可达900 m;煤系泥页岩有机质丰度较好,为Ⅲ型干酪根,有利于生气,有机质成熟度达到成熟–较高成熟阶段;本溪组和太原组生烃潜力较好;山西组烃源岩各凹陷均可见中–好油气源岩,但范围局限,整体评价仍为中等。与我国其他地区对比发现,济阳坳陷石炭–二叠系煤系泥页岩生烃能力总体处于中等水平,具有一定的页岩气勘探潜力。