内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系-二叠系烃源岩干酪根C同位素的特征和影响因素

许多研究者认为,烃源岩干酪根C同位素组成主要受干酪根类型的影响,可以作为评价烃源岩类型、沉积环境和进行油气源对比的重要指标,并得到广泛应用.对额济纳旗及邻区典型剖面石炭系-二叠系烃源岩有机碳(TOC)的丰度、地球化学特征、热演化特征和干酪根C同位素分布的研究表明.研究区石炭系-二叠系烃源岩为浅海陆棚相沉积环境形成的泥质岩,TOC含量中等,以Ⅱ类干酪根为主,烃源岩演化进入成熟-过成熟阶段,干酪根C同位素县有显著偏重的特点.并且干酪根C同位素组成明显与热演化程度和有机碳丰度有关,随着烃源岩演化程度的不断提高,重碳同位素不断富集,在成熟-过成熟阶段,对C同位素的影响可达4‰～6‰随着TOC含量的增加,干酪根C同位素显著偏轻,影响值可达4‰以上.由于研究区烃源岩已进入成熟-过成熟阶段,干酪根C同位素的分布在演化过程中已经发生较大变化,干酪根类型的影响相对降低或已不显著,不能再作为评价烃源岩干酪根类型的指标.     

伊犁盆地伊宁凹陷二叠系与三叠系主要烃源岩特征对比研究

重点对伊利盆地伊宁凹陷二叠系与三叠系主要烃源岩的有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度特征进行分析与对比。盆地二叠系主力烃源岩为铁木里克组,三叠系主力烃源岩为小泉沟群。该盆地二叠系铁木里克组烃源岩机质丰度较好,已处于成熟—高熟阶段,有利于油气的形成,是好的生油岩;盆地三叠系小泉沟群烃源岩表现为有机质丰度高,成熟度较低,生油能力较二叠系差,属于中等生油岩。二叠系铁木里克组烃源岩干酪根碳同位素δ13C介于-23.55‰~20.85‰,指示有机质母质类型为Ⅱ—Ⅲ型有机质。三叠系小泉沟群烃源岩δ13C介于-26.51‰~-20.45‰范围内,代表Ⅱ型有机质。通过镜质体反射率Ro、最高热解峰温、饱和烃轻重比、OEP值研究表明伊宁凹陷二叠系铁木里克组烃源岩有机质成熟度高,三叠系小泉沟群烃源岩成熟度相对低。总体评价认为二叠系铁木里克组烃源岩是伊犁盆地伊宁凹陷的主力烃源岩,生烃能力强,是盆地油气勘探的重点层位。     

羌塘盆地石炭—二叠系烃源岩地球化学特征讨论

长期以来,羌塘盆地烃源岩的研究一直限于中生代地层,而对其古生代地层生烃能力一直缺乏系统研究。针对这一问题,本文选择羌塘盆地石炭—二叠系8条剖面的暗色泥岩及碳酸盐岩样品,对其从有机质丰度、有机质类型和热演化程度等方面进行了有机地球化学特征的分析。研究发现,石炭—二叠系可能烃源岩类型包括泥岩和碳酸盐岩两种,其分布总体上受沉积相的控制,碳酸盐岩烃源岩可能为局限台地相发育的泥晶灰岩,而泥质烃源岩主要为三角洲及斜坡相发育的暗色泥岩及凝灰质泥岩。石炭—二叠纪泥岩有机碳含量较高,具有较好生烃能力,大多达到烃源岩标准,尤其是刻莫石炭系剖面及贡日二叠系剖面,大多为中等—好烃源岩。碳酸盐岩有机碳含量总体比较低,为非烃源岩。石炭—二叠系碳酸盐岩烃源岩有机质类型为Ⅱ1型,泥质烃源岩有机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型。石炭—二叠系烃源岩热演化程度总体较高,除盆地东部刻莫石炭系剖面处在成熟阶段外,大都处在高成熟—过成熟阶段,非常有利于天然气的生成,具备良好的天然气勘探前景。     

四川盆地海、陆相烃源岩有机质稳定碳同位素组成变化及其地球化学意义

采用质谱和色谱-同位素质谱技术,测定了500余个干酪根及饱和烃、芳烃组份、正构烷烃的δ13C值,以此揭示了四川盆地海、陆相烃源岩有机碳同位素组成随地质时代的变化特点及其在高成熟阶段的演化特征,并结合其他相关分析资料,应用碳同位素剖析了不同类型海、陆相烃源岩的有机质生源及沉积环境。研究结果表明,该盆地从震旦系灯影组到中三叠统雷口坡组的海相地层中,干酪根的碳同位素组成随层位变新呈逐渐变重的趋势,可能的原因之一是浮游植物的进化作用;而上三叠统须家河组至中侏罗统千佛崖组的陆相有机质碳同位素组成则有反向的年代变化,主要与生源构成和沉积环境性质有关。这些海、陆相烃源岩的有机源难以用干酪根δ13C值进行区分,而可用饱和烃与芳烃组份的δ13C及其CV值来区别。海洋和湖泊不同沉积相带烃源岩的干酪根具有明显不同的δ13C值,结合其他相关资料可识别其有机质来源。煤系地层中煤与泥岩在干酪根碳同位素组成上没有可区分性,而两者有不同的正构烷烃碳同位素分布曲线。从成熟晚期到高-过成熟阶段,海、陆相干酪根的碳同位素均变重1~2‰,煤系泥岩的正构烷烃碳同位素分布曲线由负向线型分布向平直型演变。这些碳同位素的变化特征为油气源对比和烃源识别提供了依据。     

二连盆地石炭系—二叠系烃源岩有机地球化学特征及生烃潜力

二连盆地海相烃源岩主要为海槽沉积的石炭系—二叠系泥岩和碳酸盐岩。根据盆地周缘69个露头剖面样品的残余有机碳含量等地球化学实验数据,分析了石炭系—二叠系海相烃源岩的有机质丰度、类型、热演化程度。针对地表烃源岩样品具有高热演化、低丰度的地球化学特征,在有机质丰度的热解损失和地表风化损失校正基础上,采用TSM盆地模拟技术计算烃源岩生烃强度。综合分析认为,二连盆地石炭系—二叠系海相烃源岩具有低—中等级别的生烃能力。     

内蒙古西部额济纳旗及其邻区石炭系—二叠系烃源岩的发育特征和生烃潜力评价

定量评价盆地的烃源岩生烃潜力是油气勘探首先要解决的问题之一。采用多项有机质丰度、类型和成熟度指标定量或定性地分析了额济纳旗及邻区石炭系—二叠系烃源岩的生烃潜力,证实额济纳旗及邻区的石炭系—二叠系发育了浅海陆棚相以泥页岩为主的烃源岩。研究表明,该区石炭系—二叠系的阿木山组、埋汗哈达组和哈尔苏海组3套烃源岩,厚度大,有机质丰度较高,有机质类型以Ⅲ型为主,热演化程度与构造活动、埋藏深度有关,多数有机质演化程度处于成熟阶段,显示区内石炭系—二叠系具有良好的油气资源前景。     

羌塘盆地羌资5井二叠系展金组烃源岩基本特征

前人对羌塘盆地的烃源岩研究资料主要来源于中生界地表露头,少见古生界的。对羌资5井二叠系展金组烃源岩的钻井岩心研究表明,其有机碳含量高,平均值达到1.15%,属于好烃源岩。干酪根显微组分主要为Ⅲ型,其次为Ⅱ2型;有机质主要来自于海相低等水生生物,热演化已达到成熟阶段。烃源岩具较好的生气能力。认为井下烃源岩样品虽显示其处于有机质演化成熟阶段,但因受后期构造抬升的影响,推测二叠系深部未知的烃源岩可能尚处于高成熟—过成熟阶段。羌塘盆地二叠系具有较好的勘探前景,油气勘探可向深部古生界开展。     

准噶尔盆地烃源岩与原油地球化学特征

准噶尔盆地是中国西部典型的多旋回叠合盆地,发育石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和古近系6套烃源岩,广泛分布于盆地不同地区。石炭系海陆交互相烃源岩分布于盆地大部分地区,泥岩有机质丰度中等,以Ⅱ型有机质为主,碳质泥岩和煤有机质丰度高、类型差。二叠系湖相烃源岩分布广、厚度大,有机质丰度高、类型好,干酪根碳同位素组成轻,是盆地中最主要的烃源岩。三叠系湖相烃源岩在盆地东部有机质丰度较高、以Ⅱ型有机质为主。侏罗系为煤系烃源岩,有机质丰度高,但以Ⅱ_2型和Ⅲ型有机质为主,干酪根碳同位素组成重。白垩系和古近系湖相烃源岩主要分布于盆地南部,有机质丰度中等,但以Ⅰ、Ⅱ型有机质为主。石炭系烃源岩目前主要处于高—过成熟阶段,二叠系、三叠系烃源岩主要处于成熟—高成熟阶段,侏罗系烃源岩在大部分地区未成熟—低成熟,只在南部与东部坳陷达到成熟—高成熟,白垩系和古近系烃源岩目前也只在南部坳陷处于低成熟—成熟演化阶段。准噶尔盆地目前发现了6大类典型原油,其地球化学特征存在很大差异。第一类原油碳同位素组成特别重(δ~(13)C-26‰);第二类原油碳同位素组成轻(δ~(13)C-29‰)、含有丰富的胡萝卜烷、类异戊二烯烷烃、三环萜烷和伽马蜡烷,甾烷以C_(28)、C_(29)为主,基本没有重排甾烷;第三类原油碳同位素轻(δ~(13)C-29‰)、重排甾烷、Ts、C_(29)Ts及C_(30)重排藿烷异常丰富;第四类原油碳同位素组成重(δ~(13)C-28‰~-26‰),Pr/Ph大于2.5,三环萜烷含量低且以C_(19)、C_(20)为主,藿烷系列丰富,伽马蜡烷极低,甾烷以C_(29)规则甾烷及重排甾烷为主;第五类原油碳同位素组成轻(δ~(13)C-29‰)、Pr/Ph1.0、伽马蜡烷丰富且有两个异构体、Ts、C_(29)Ts、C_(30)重排藿烷、C_(27)~C_(29)异胆甾烷及C_(30)甲基甾烷十分丰富;第六类原油主要为中低成熟油,碳同位素组成重(δ~(13)C-28‰~-26‰),C_(27)、C_(28)、C_(29)甾烷呈Ⅴ型分布,甲藻甾烷异常丰富。第二类原油广泛分布于盆地不同区域,其他类型原油均只分布于盆地局部地区。西北缘地区以第二类原油为主,可分为3个亚类;腹部地区以第二类原油为主,可分为4个亚类,还有少量第四类原油;东部地区有前4类典型原油,此外还有混合原油;南缘地区目前发现有第二、第四、第五及第六类4种典型原油,也有少量混合原油。     

内蒙古扎鲁特地区鲁D2井林西组烃源岩 有机地球化学特征

烃源岩生烃潜力的定量评价是研究盆地油气勘探潜力的重要手段.采用有机质丰度、类型、成熟度和沉积环境指标定量或定性评价了鲁D2井暗色泥岩的生烃潜力.有机碳定量评价表明,林西组泥岩为中等有机质丰度烃源岩.依据Pr/nC17、Ph/nC18散点图揭示林西组有机质类型以Ⅱ1型为主;伽玛蜡烷指数指示有机质形成于半咸水、还原环境,有利于有机质的保存.伊利石结晶度分析表明,烃源岩演化进入过成熟阶段.结果表明,扎鲁特盆地林西组泥岩为中等丰度、Ⅱ型干酪根、过成熟烃源岩,具有良好的页岩气勘探前景.     

新疆富蕴县扎河坝凹陷石炭—二叠系烃源岩特征及生烃条件分析

准噶尔盆地东北部扎河坝凹陷发育有大面积烃源岩,前人曾发现挥发性原油。对扎河坝凹陷内石炭系、二叠系烃源岩各项有机地化特征进行分析。结果表明,该盆地石炭系、二叠系烃源岩有机质丰度相对较高,各项参数均达到烃源岩要求。新疆富蕴县扎河坝凹陷内发育有两套烃源岩层,分别为下石炭统姜巴斯套组和下二叠统扎河坝群。下石炭统姜巴斯套组灰黑色碳质泥岩单层连续厚度在数米至80 m,累积厚150～200 m。总体沉积环境为滨岸-浅水陆棚环境。二叠系扎河坝群上部为一套含煤碎屑岩为主的地层,碎屑沉积岩中赋存可采煤层和少量古生物化石,发育灰黑色碳质泥岩,厚约50 m。姜巴斯套组烃源岩有机质来源复杂,烃源岩有机碳含量0.24%～1.04%,均值0.74%;有机质类型为Ⅱ_2-III型干酪根;热演化程度较高,有机质处于高成熟演化阶段;综合评价为高成熟、中等油气源岩。二叠系扎河坝群有机碳含量0.96%～8.08%,均值3.34%;总体沉积环境为滨湖-浅湖相,有机质类型为Ⅱ_2型干酪根;热演化程度较高,有机质处于高成熟演化阶段;综合评价为高成熟、中等油气源岩。     

Sorption properties of 1, 3, 5-trichlorobenznene on kerogen

Kerogen is an important organic matter fraction widely spread in soils and sediments. It plays a major role in the sorption and sequestration of hydrophobic organic contaminants （HOCs） such as trichlorobenzene （TCB）. It is known that kerogen is geochemically heterogeneous due to the differences in source materials and diagenesis history. We hypothesized that kerogen derived from different source materials and diagenetic history exhibits different sorption properties for TCB. We employed two different kerogen materials （coals） as the original materials and two series of kerogen for a given series with an identical source material but different alteration history were yielded through thermal treatment at temperature ranging from 200 to 500℃. The original and treated materials were characterized for their physicochemical properties. Sorption experiments were conducted with batch reactor systems using 1, 3, 5-TCB as the HOCs sorbates and the original and treated materials as the sorbents.     

甘肃西成铅—锌矿田干酪根的特征

本文对西成矿田中泥盆统内含有机碳岩石中干酪根分析，认为该区内的干酪根主要由镜质体，壳质体，藻质体，惰质体，惰质组和矿物质组成，属于腐植型干酪根，颜色从淡黄到黑色，从西向东颜色加深，Ｒ０值也有同样的趋势，说明在矿区内成熟度不一致，热解分析发现Ｓ２峰有分叉现象，经过氯仿抽提后分叉消失，从可溶有机质的色谱分析中发现有大量氮硫氧化合物，证明分叉现象可能是由氮硫氧化合物引起。Ｒ０值越大，反映出干酪根的再改造     

Chemical characterization of the kerogen from Moroccan Timahdit oil shale by analysis of oxidation products

A 33 step alkaline permanganate degradation of the kerogen from Moroccan Timahdit oil shale (M-Zone) was carried out. A very high total yield of oxidation products was obtained (95.4% based on original kerogen). Detailed GC-MS analyses of ether-soluble acids, acids isolated from aqueous solutions and soluble products of further controlled permanganate dedradation of precipitated, ether-insoluble acids, served as a basis for the quantitative estimation of the participation of various types of products and for comparison with other kerogens. The most interesting finding was the observed uniquely high yield of aromatic oxidation products from an intermediate type I–II kerogen. Taking into account the almost equally dominant aliphatic (50.2%) and aromatic (43.2%) nature of the acidic oxidation products, the existence of an aliphatic cross-linked nucleus mixed with cross-linked aromatic units in the Timahdit shale kerogen is postulated. Uniform distribution of oxidation products throughout the degradation suggested a similar reactivity of the various kerogen constituents towards alkaline permanganate.     

藏北羌塘盆地石炭系烃源岩的发现 及其油气地质意义

羌塘盆地的油气大多源于侏罗系,所以长期以来烃源岩的研究主要以侏罗系为重点。古生代烃源岩露头在羌塘盆地分布较少,因而其生烃能力一直未引起足够的重视。依据剖面露头样品的实验测试资料,通过 Rock-Eval岩石评价、显微镜下观察、镜质体反射率、烃源岩可溶有机质特征等分析方法 , 对羌塘盆地双湖地区新发现的石炭系烃源岩地球化学特征进行综合研究。结果表明,羌塘盆地石炭系烃源岩有机质丰度较高,烃源岩的有机质类型较好,主要为Ⅱ1型,并且烃源岩形成于具一定盐度的较强还原环境,其有机质以海相低等水生生物为主。烃源岩的热演化程度总体较高,达到过成熟阶段。石炭系烃源岩的发现填补了羌塘盆地古生代烃源岩领域研究的空白,为油气勘探指出了新地层和新领域,对整个羌塘盆地油气资源评价具有重要意义。     

东营凹陷牛庄-六户洼陷沙河街组三段下亚段烃源岩排烃通道及证据

通过岩心和薄片镜下观测、包裹体荧光分析、扫描电镜、QGF-E和X-CT等技术对东营凹陷牛庄—六户洼陷沙河街组下亚段(简称沙三下)烃源岩的排烃通道进行了判识,结果表明:①源岩内部的裂缝(包括沿层理面的顺层裂缝、与层理面斜交的裂缝和成岩收缩缝)多被固体沥青所充填,且充填裂缝的方解石脉体中存在大量发亮黄色荧光的油包裹体,说明裂缝充当了源岩排烃的有效通道;②牛24、牛83等4口井的73块与烃源岩互层的薄层砂岩样品的QGF-E荧光强度值绝大多数大于120pc(约占分析样品总数的78.6%),仅少数样品的荧光强度小于40pc,说明大多数薄层砂岩充当了源岩内部烃类侧向排出的通道;③扫描电镜和高分辨率X-CT扫描结果显示,Es3下烃源岩样品中干酪根网络分布连续,按照Hunt(1967)确定的有机质中烃类含量的下限标准(2.5%~10%),高有机质丰度和转化率的Es3下烃源岩存在通过干酪根网络的排烃机制。     

Free fatty acid analysis of the early proterozoic animikie group,Minnesota and Ontario

The Early Proterozoic iron formation-slate sequences of the Animikie Group have been analyzed for fatty acids and the results discussed in light of the regional metamorphic history and kerogen H/C and N/C atomic ratios. No fatty acids, free or inorganically bound, were detected. The highest H/C ratios are found in the Gunflint (mean = 0.57) and lowest in the Virginia State (0.19). The lower H/C ratio in the Biwabik (mean = 0.45) is interpreted as a function of higher metamorphic grade in that iron formation. The absence of fatty acids is attributed to dehydrogenation and cyclization of the original material to the present H/C ratio of about 0.5. The Gunflint Iron-Formation, which represents those conditions most likely to preserve chemical fossils in the Animikie Group has already exceeded minimum conditions for fatty acid preservation. Hydrogen to carbon ratios in pelitic rocks are consistently lower than their underlying iron-formation. It is suggested that sulfur and/or clay alter the kinetics of the dehydrogenation reaction, creating lower H/C ratios in the pelites.     

Molecular Structure of Kerogen in the Longmaxi Shale: Insights from Solid State NMR,FT‐IR,XRD and HRTEM

Kerogen plays an important role in shale gas adsorption, desorption and diffusion. Therefore, it is necessary to characterize the molecular structure of kerogen. In this study, four kerogen samples were isolated from the organic-rich shale of the Longmaxi Formation. Raman spectroscopy was used to determine the maturity of these kerogen samples. High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), 13C nuclear magnetic resonance (13C NMR) , X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy were conducted to characterize the molecular structure of the shale samples. The results demonstrate that VReqv of these kerogen samples vary from 2.3% to 2.8%, suggesting that all the kerogen samples are in the dry gas window. The macromolecular carbon skeleton of the Longmaxi Formation kerogen is mainly aromatic (fa’=0.56). In addition, the aromatic structural units are mainly composed of naphthalene (23%), anthracene (23%) and phenanthrene (29%). However, the aliphatic structure of the kerogen macromolecules is relatively low (fal*+falH=0.08), which is presumed to be distributed in the form of methyl and short aliphatic chains at the edge of the aromatic units. The oxygen-containing functional groups in the macromolecules are mainly present in the form of carbonyl groups (fac=0.23) and hydroxyl groups or ether groups (falO=0.13). The crystallite structural parameters of kerogen, including the stacking height (Lc=22.84 ?), average lateral size (La=29.29 ?) and interlayer spacing (d002=3.43 ?), are close to the aromatic structural parameters of anthracite or overmature kerogen. High-resolution transmission electron microscopy reveals that the aromatic structure is well oriented, and more than 65% of the diffractive aromatic layers are concentrated in the main direction. Due to the continuous deep burial, the longer aliphatic chains and oxygen-containing functional groups in the kerogen are substantially depleted. However, the ductility and stacking degree of the aromatic structure increases during thermal evolution. This study provides quantitative information on the molecular structure of kerogen samples based on multiple research methods, which may contribute to an improved understanding of the organic pores in black shale.     

前寒武纪干酪根微结构的高分辨电镜研究

本文根据高分辨电镜观察结果,描述了若干前寒武纪干酪根的微结构,讨论了干酪根微结构与母岩变质作用的关系。发现,在变生和变质过程中,干酪根微结构的变化趋势是不同的;层间距(d_(002))不是H/C比值的线性函数;干酪根的微结构可以指示母岩的变质程度。     

藏北羌塘盆地胜利河油页岩干酪根特征及碳同位素指示意义

胜利河油页岩位于北羌塘盆地南部, 走向长超过34 km, 宽9 km。笔者对该油页岩各岩系干酪根进行了分离、镜鉴、元素分析和碳同位素分析, 结果表明, 该油页岩干酪根为Ⅱ型干酪根, 油页岩中干酪根含量较高, 介于15.79%~20.37%, 具有富氢少氧的特征, 其H/C和O/C比率分别为1.11~1.19和0.08~0.25, 为胜利河地区非常好的烃源岩。油页岩层干酪根13C相对富集, 具有相对较高的δ13CPDB值(-20.79‰~ -21.78‰), 与胜利河地区油页岩母源为较单一的藻类有关。藻类的大量繁殖造成了该类生物死亡埋藏速率远大于氧化速率, 在还原环境下大部分藻类还未被氧化就被埋藏, 从而保留了原始藻类略富13C的特征。胜利河油页岩的空间展布以及规模明显受古泻湖环境的控制。