基于传统吸附烃概念的烃类检测新技术

烃类是地表油气地球化学勘查地下油气藏的直接指标.目前我国油气化探中常用的酸解烃法检测出的烃类,不应定义为"吸附烃",它是介质吸收的产物,属结合态烃类,应定义为"吸收烃".地表酸解烃异常十分稳定,重现性好,能够很好地证明地质历史上曾经有过的烃类运移过程,但在反映目前深部油气信息方面具有多解性.针对酸解烃法的弱点,依据烃类垂向运移理论和物质吸附作用原理,自行设计开发、研制了一套吸附烃脱气装置,建立了土壤吸附烃提取新技术和检测方法.该方法有利于在近地表获取油气系统的动态信息,强化烃类测量法对其信息源的探测,可以提高地表油气化探预测油气分布的成功率.     

海底沉积物酸解烃脱气装置的改进

酸解烃方法过去主要用在常规油气地球化学勘查中。近几年通过对海底天然气水合物地球化学勘查试验研究,发现该方法也能应用其中。酸脱气过程是酸解烃方法的最重要组成部分,它直接影响到该方法的最后测试结果。为满足当前海洋地质调查中沉积物取样特点,笔者等在前人工作基础上对酸解烃方法中酸脱气装置进行了改进。通过一系列条件试验,确定了在改进后装置下酸脱气过程中最佳的样品粒度、盐酸浓度、反应时间等条件。通过平行性试验和准确性试验,证明该酸脱气装置所得到的数据基本可靠,结果符合部颁标准。     

海洋沉积物中吸附态轻烃的气相色谱分析

改进了可用于少量样品的酸解烃脱气装置，建立了毛细管柱气相色谱测定海洋沉积物中吸附态轻烃(酸解烃、顶空间轻烃)的方法，并用于大批量实际样品分析，结果良好。讨论了分析柱的优化以及定量分析等问题。方法的检测限(释放气)为0．048～0．78μL／L，精密度(RSD，n=10)为0．52％～0．98％。     

油气化探样品酸解气中甲烷与氢气的相关性研究

酸解烃是油气化探方法中准确度相对较高的一项指标,已得到广泛的应用,深入研究酸解气有助于对其机理的进一步解释,并且有利于开发新的分析指标。本文利用气相色谱法测定了油气化探样品经盐酸分解后所得气体中烃类组分与非烃气体组分的含量,发现了酸解气中甲烷与氢气的含量具有正相关性。进而通过X射线荧光光谱和X射线衍射分析样品的元素和矿物组成、样品再粉碎分析以及激光拉曼光谱分析包裹体成分等实验,获得以下结论:(1)酸解气中的甲烷和氢气含量与样品元素组成无关,与碳酸盐矿物正相关,其含量可以反映深部油气的情况;(2)两种气体并不是以物理吸附形式存在于样品中,而是存在于更小的空间内,证明了酸解烃分析方法具有相当高的稳定性;(3)获得了甲烷和氢气同时存在于包裹体的直接证据,由此推测这两种气体可能具有同源性。由于甲烷和氢气含量相关性的存在,酸解脱气中氢气的含量测定有望成为油气化探的新指标,应用于油气资源调查。     

油气化探酸解烃标准样品研制

介绍了油气化探酸解烃标准样品的研制过程,研究了酸解烃标准样品的制备,通过对酸解烃标准样品的均匀性检验、稳定性检验,保证了所研制的酸解烃标准样品是符合标准样要求的。通过对酸解烃标准样品的多次分析数据的统计处理,确定了该标准样品的值和不确定度。另外,通过对酸解烃标准样品的保存试验研究,确定了该样品的包装和有效期。     

油气化探土壤样品解吸气技术实验研究

油气地球化学勘探中常用的顶空轻烃和物理吸附烃属于吸附态的烃类,两者在处理土壤样品时没有粉碎,使得吸附烃没有完全解吸。油气化探土壤样品解吸气技术就是利用自行研制的油气化探原位土壤样品保存与解吸装置,通过实验选择加饱和盐水或纯净水,改变样品量、样品解吸时间、负压条件,从而确定解吸气提取的最佳实验条件,建立油气化探土壤样品解吸气提取的方法。运用重复性对该方法进行评价,并选择富安油田试验区的一条已知地质剖面开展土壤中解吸烃指标的应用,研究结果表明,解吸气技术在油气藏上方具有较好的化探异常响应。     

吸附丝等化探方法的抗干扰能力

地表油气化探中,测点所处的自然地理环境,特别是样品介质条件的变化,对不同方法指标所产生的干扰作用有明显的差异,通过对吸附丝、酸解烃和相态烃方法的抗干扰性比较,发现吸附丝指标具有明显的抗干扰能力。     

高精度地表油气化探技术的发展及应用--以济阳凹陷垛石桥地区土壤酸解烃为例

酸解烃技术是油气化探的一个重要方法,在常规的油气化探中被普遍应用,然而多解性一直影响其应用效果。本文选择济阳凹陷垛石桥地区作为研究区,利用改进的酸解烃技术,分析研究区已知背景区和产油气区土壤中的酸解烃含量及其碳同位素特征,以验证改进酸解烃技术在复杂含油气区块油气化探工作中的有效性,为油气化探提供高精度的技术方法。研究结果表明,垛石桥地区地表土壤酸解烃中甲烷的含量受干扰因素较多,与下伏油气藏没有明显的对应关系;而乙烷和丙烷等重烃含量与下伏油气藏的对应关系较好,可以较好地揭示深部油气运移的贡献。另外,该地区土壤酸解烃的组成特征指示其深部油气源以油藏为主,部分为凝析油藏,与实际地质情况较为吻合,表明改进的酸解烃技术可以作为复杂含油气区块指示深部油气藏的有效化探方法。     

智控型化探样品预处理系统及其在海洋天然气水合物勘查中的应用

酸解烃、水溶烃、热释烃等地球化学勘探方法中,样品预处理工作是必不可缺的环节,但是目前我国化探样品预处理装备技术仍然停留在30年前建立的手工化学处理阶段,与当前高精度分析仪器普遍应用的现状极不匹配。笔者基于自主研发的智控型化探样品预处理系统,分别介绍了工作原理、控制结构、实现技术、性能指标及测试检验结果,并将该技术应用于国际大洋钻探ODP(Ocean Drilling Program)204航次岩芯样品酸解烃测试和我国南海北部海水水溶烃指标测试,验证了其在天然气水合物地球化学勘探中的效果。实践证明,该系统具有自动快速、精密安全、便携简洁的特点,促进了化探样品预处理技术装备的进步,在我国化探样品实验室预处理和野外现场工作中具有广泛的应用前景。     

盐城凹陷朱家墩气田综合化探异常及其地质意义

用酸解烃、顶空气、吸附丝及甲烷碳同位素方法对盐城凹陷朱家墩气田进行了综合油气化探测量,建立了该区这几种方法指标的化探异常模式,在总结已知油气区异常规律的基础上,优化化探方法及指标组合并运用于未知区域,圈定了油气远景靶区。探讨了地表化探异常与石油地质特征的关系,为化探异常的地质解释提供了可借鉴的思路。     

气体传感器及其发展

根据气体传感器的工作原理，将气体传感器分为电学类、光学类、电化学类及其它等四大类，总结了这些气体传感器的工作原理、检洲范围和使用特点。在开发新型气体敏感材料、研制新式气体传感器、研究气体传感器的结构和工作机理中，论文还分析了气体传感器向多元件、多功能化等方面的发展趋势。也探讨了气体检测仪器在检测对象、检洲范围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向，对我国气体检测技术的研究和气体检测仪器的研制有重要的参考价值。     

海底天然气渗漏系统演化特征及对形成水合物的影响

通过天然气沉淀水合物的动力学模拟计算,研究了墨西哥湾GC185区BushHill海底天然气渗漏系统的演化特征及对水合物沉淀的影响。渗漏早期,天然气渗漏速度大(q>18.4kg/m2-a),海底沉积以泥火山为主,渗漏天然气具有与气源天然气几乎一致的组成,形成的水合物具有最重的天然气成分。渗漏晚期,天然气渗漏速度很慢(q<0.55kg/m2-a),在海底附近没有水合物沉淀,主要以冷泉碳酸盐岩发育为主,水合物产于海底之下一定深度的沉积层中。介于二者间的渗漏中期(q:0.55～18.4kg/m2-a),海底发育水合物、自养生物群为特征,渗漏速度控制了水合物和渗漏天然气的组成及沉淀水合物的天然气比例。BushHill渗漏系统近10年的深潜重复采样显示,渗漏天然气和水合物天然气的化学组成在时空上是多变的,相对应的渗漏速度在时间上的变化约为3倍,在空间上的变化近2个数量级。     

从南海北部浅层气的成因看水合物潜在的气源

应用天然气浓缩轻烃分析技术、天然气碳同位素分析技术,结合现有地质资料和水合物分析资料,对南海北部浅层气的成因特征、运移特征及南海已发现的水合物成因特征进行了详细分析。研究结果表明,南海北部盆地浅层气藏普遍具有混合成因的特征,并主要以生物气-热成因气(生物降解气)混合气为主。浅层气的这种混合成因特征揭示了水合物的气源不仅与生物气有关,也与热成因气生物降解气有关,而混合气中的热成因气(生物降解气)的气源来自深部油气藏,表明水合物的气源与常规深部油气藏有密切的关系。南海北部大陆边缘神狐陆坡深水区天然气水合物主要为生物成因和混合成因二种类型,生物成因的水合物δ¹³C1值分布在-57‰～-74.3‰之间, 混合成因的水合物δ¹³C1值分布在-46.2‰～-63‰之间。珠江口盆地白云凹陷深水区为南海北部水合物最具潜力的勘探区。     

天然气水合物形成过程中的气体组分分异及地质启示

自然地质条件下不同气源的天然气体由于其组成不同,对天然气水合物的成藏条件产生不同影响。以2个常规天然气样品为例,在中国石油大学自行研制的水合物成藏一维模拟实验装置上进行了水合物成藏模拟实验,并对实验前后的原始气样、水合物形成后的游离气、分解气进行了气体组分分析。实验结果表明：水合物分解气中CH₄、N₂含量降低,而C₂H₆、C₃H₈、iC₄H₁₀、nC₄H₁₀、CO₂含量增大,游离气中各组分的变化趋势刚好相反,这意味着同等的温度压力条件下,C₂H₆、C₃H₈、iC₄H₁₀、nC₄H₁₀、CO₂等与CH₄、N₂相比更易于形成水合物;通过计算分解气体各组分相对于原始气体的相对变化量发现,在实验温度压力条件下（高压釜温度范围为4~10 ℃,气体进口压力为5 MPa）,烃类气体与水结合形成水合物的能力由甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷依次增加;由于不同烃类气体与水合物结合的条件不同,导致水合物形成过程中气体组分发生分异,水合物中甲烷含量减少、湿气含量增大,而游离气中气体变化相反,在自然地质条件下形成由水合物稳定带上部溶解气带、水合物稳定带及下部游离气带（或常规气藏）甲烷含量呈中-低-高特点,湿气和二氧化碳含量呈低-高-中的三层结构分布模式,因此,同一气源气体在不同带内表现出不同的气体组分特征。     

气测录井在南方页岩气黔绥地1井中的应用

南方页岩气黔绥地1井为全井取心钻进,通过加工模拟绞车实现了绞车传感器的安装、安装开关代替了悬重传感器的安装、将泵冲传感器安装到皮带轮保护罩上等解决方法,使得气测录井在黔绥地1井中顺利进行。影响黔绥地1井气测录井结果的主要因素有储集层、钻井液、钻井工程以及脱气器,这些影响因素的存在给黔绥地1井气测录井资料解释带来了很大的困扰。为了减少对气测录井资料解释的困扰,必须加强对现场工作人员的录井培训,使录井人员在工作当中能够有效地消除可控因素对气测录井的影响,在一定程度上提高地质钻探气测录井的准确度,为南方页岩气地层划分提供有力的数据支撑。     

徐深气田开展天然气钻井的可行性分析

为了提高大庆地区深层钻井速度,保护和发现储层,依据Mohr-Coulomb准则,引进非线性校正系数,建立了大庆地区深井地层坍塌压力预测模型,并从地质条件、气源井条件、安全性、经济性以及技术条件等几方面分析了徐深气田进行天然气钻井的可行性。优选徐东、徐中、丰乐、升平区块的泉二段至营城组中部（2700～4000 m）为天然气钻井井段。研究结果表明,应用天然气钻井来提高大庆地区深层的钻井速度是完全可行的,并有利于提高深层天然气勘探发现效率。     

中国西部煤成气资源及大气田

中国西部煤成气的资源量和探明储量分别近 2 0× 10 1 2 m3 和 144 0 7亿m3 ,相应占该区天然气总资源量和总储量的 6 2 5 %和 6 7 8% ;我国 5个储量大于 10 0 0亿m3 的大气田均为西部的煤成气田 ,且大部分未开发。因此 ,西部煤成气将是我国今后天然气储量和产量大幅度增加的重要支柱。西部目前已发现 12个煤成大气田 ,这些大气田均分布于生气强度在 2 0亿m3 km2 以上的地区     

水溶气非常规资源及其脱溶成藏

在气源和水体充足的前提下,天然气溶解于水主要受溶解度控制。天然气溶解度明显随压力增大而增大、在温度为80℃左右时取得最小值、随水的矿化度增加而轻微降低;气组分溶解度的顺序大致为:CO2N2C1C2C3C4。估计全球水溶气资源量高达常规气资源量的百余倍,是重要的非常规天然气资源。在含油气盆地的深部以及生烃坳陷附近的异常高压带,天然气溶解度大、水溶气相对富集,有利于形成高压地热型水溶气藏。当遇到后期构造大幅抬升、深断裂输导及异常高压释放时,水溶气发生脱溶,析出游离气并形成常规气藏。这种水溶、脱溶机制有效缓解了高演化盆地烃源形成早与圈闭定型晚之间的矛盾。国内外一些超大型气田(藏)的形成被认为与水溶气脱溶成藏有关。分析油气田水中的溶解气、气藏气以及含烃流体包裹体的化学组成及碳同位素组成,有助于重建地史时期天然气的水溶、脱溶过程。     

平落坝储层有机包裹体特征与气藏形成过程研究

通过储集层成岩作用与有机包裹体的研究认为,研究区储集层有机包裹体主要通过交代和重结晶作用而形成,有各种相态形式,主要分布在石英颗粒内溶蚀缝或孔隙中,构造裂缝中基本未见有机包裹体。上三叠统储集层包裹体丰度明显高于侏罗系沙溪庙组。香二气藏砂岩有机包裹体均一温度主峰在 10 0～ 110℃;沙溪庙气藏砂岩有机包裹体均一温度主峰在 90～ 10 0℃。香二气藏形成时间早,经历了印支期少量注入到印支期末-喜山早期大量注入,再到喜山晚期调整、部分注入的过程。沙溪庙气藏天然气注入则主要发生于喜山运动期。     

页岩气及其勘探研究意义

与传统意义上的泥页岩裂缝气并不完全相同,现代概念的页岩气是主体上以吸附和游离状态同时赋存于具有生烃能力泥岩及页岩等地层中的天然气聚集,具有自生自储、吸附成藏、隐蔽聚集等地质特点。美国的页岩气勘探取得巨大成功,是投入工业性勘探开发的三大非常规天然气类型之一,目前已形成了区域性页岩气勘探开发局面。中国的页岩气研究正在起步,许多盆地及研究区具有页岩气成藏的地质条件。与美国东部地区页岩气成藏地质条件进行初步对比,中国南方具有有利的页岩气发育条件,开展页岩气研究具有重要意义。