含铀物质对有机质生烃的实验研究

采用密闭容器水热模拟实验方法,考察含铀物质对有机质热解生烃过程的影响。对热模拟实验产物分析发现,在暗色泥岩和煤岩样品中加入含铀物质后,气态烃和液态烃的生烃量都有比较明显的增加。其中煤岩的气态烃产量平均增加值为34%,而泥岩样品平均增加值也达到了30%以上。液态烃产率分析表明,含铀矿物也促进了泥岩和煤岩的液态烃产率。从泥岩氯仿沥青‘A’族组成分析表明,加入催化剂后泥岩的饱和烃和芳烃在高温阶段具有规律性的明显增大的趋势,反映出非烃和沥青质,甚至不溶有机质向相对稳定的饱和烃转化以及芳烃随演化程度增加的高聚合作用。综合以上分析,认为放射性铀对油气生成具有氧化催化作用。     

含铀矿物对烃源岩生烃影响的热模拟研究

采用密闭容器加水的热模拟方法,从生烃组成特征、生烃量等方面,探讨了含铀矿物对烃岩热解生烃过程的影响.热模拟实验结果表明,在暗色泥岩和煤岩样品中加入含铀矿物后,气态烃和液态烃的生烃量都有比较明显的增加,其中煤岩的气态烃产量平均增加值为34%,而泥岩样品平均增加值也达到了30%以上.液态烃产率分析表明,含铀矿物也促进了泥岩和煤岩的液态烃产率.从泥岩氯仿沥青'A'族组成分析发现,加入催化剂后泥岩的饱和烃和芳烃在高温阶段具有规律性的明显增大的趋势,反映出非烃和沥青质甚至不溶有机质向相对稳定的饱和烃转化以及芳烃随演化程度增加的高聚合作用.综合以上分析,认为放射性铀对油气生成具有积极的意义.     

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。     

惠民凹陷上古生界烃源岩的生烃动力学研究

以化学动力学方法定量评价烃源岩是近些年发展起来的一种新方法。本文采用金管-高压釜封闭体系研究了惠民凹陷上古生界烃源岩(碳质泥岩)生烃动力学,取得了热解产物C1和C2～C5烃类气体组分生成动力学参数,结合Kinetics生烃动力学专用软件计算,模拟了具体地质条件下的成烃规律。结果表明,生成CH4所需活化能较高,分布范围较宽;随着碳数的增加(C2～C5),所需活化能与甲烷相反。结合惠民凹陷埋藏史与受热史,烃源岩发生过二次生烃过程,模拟计算结果与实际地质背景相吻合,指出古地温演化模式对烃源岩的生烃行为有重要的影响。生烃动力学参数为计算含油气盆地烃源岩油气生成量提供了科学依据。     

焉耆盆地侏罗纪煤系源岩显微组分组合与生油潜力

焉耆盆地为我国西部含煤、含油气盆地, 侏罗系含煤地层是最重要的潜在源岩.对侏罗纪煤系中的暗色泥岩、碳质泥岩和煤层分别进行了有机岩石学、Rock-Eval热解分析和核磁共振分析.泥岩、碳质泥岩和煤层具有不同的有机岩石学和有机地球化学特征, 其中煤层具有3种有机显微组分组合类型, 不同显微组分组合类型的煤层具有不同的生油、生气潜力或倾油、倾气性.基质镜质体、角质体、孢子体等显微组分是煤中的主要生烃组分.侏罗系泥岩、碳质泥岩和煤层具有不同的生物标志物分布特征, 生物标志物组合分析表明焉耆盆地已发现原油是泥岩、碳质泥岩和煤层生成原油的混合产物.含煤地层的地球化学生烃潜力分析和已发现原油的油源对比均表明, 含煤地层不仅是重要的气源岩, 而且可成为有效的油源岩.      

煤岩、泥岩密闭体系下热解产物特征及动力学分析

通过密闭体系热模拟实验考察了煤岩和泥岩产物产率及动力学特征,结果表明高温阶段甲烷的来源除了重烃气的裂解外,还有有机质直接裂解的贡献。泥岩有机质在初次裂解过程中易于生甲烷的组分较少且热稳定性要高,煤岩有机质在初次裂解过程中易于生甲烷的组分相对较多且稳定性较弱。煤岩在低温阶段热解的液态烃中正构烷烃通过环化和芳香化作用与沥青...     

煤系烃源岩不同极性溶剂抽提物生物标志物特征

煤的氯仿抽提物族组成和生物标志物分布特征与煤系原油存在很大差别,导致含煤沉积盆地中煤系原油的油源确认十分困难。采用正已烷、苯、二氯甲烷、氯仿4种不同极性溶剂对9个煤系烃源岩和3个典型湖相烃源岩的抽提实验表明,随着溶剂极性的增加,抽提物的含量逐渐增加,其中饱和烃所占的比例明显逐渐减少,正已烷抽提物的组成与煤成油的组成最相似。尽管不同溶剂获得的抽提物的量和组成存在明显差异,但是其正构烷烃、类异戊二烯烷烃和甾萜类生物标志物分布特征总体上比较相似,没有显示出某一种溶剂抽提物中某种烃类的明显富集或者减少。正已烷和氯仿抽提物中生物标志物绝对含量(浓度)分析表明,正已烷抽提物中中生物标志物的绝对含量相对较低,而氯仿抽提物中相对较高,煤系源岩之间的差异较大,而湖相泥岩之间差异较小。10个烃源岩样品的正已烷抽提物和氯仿抽提物中18种主要生物标志物相对含量的统计分析显示,同一标志物之间相对误差小于 5％(包括实验分析误差在内)的占84％,相对误差大于10％的不足5％。这一结果表明抽提溶剂的极性差异可以导致煤的抽提物中饱和烃相对含量与生物标志物绝对含量的变化,但是在通常使用的抽提溶剂极限范围内,不会导致抽提物中生物标志物分布特征和相互比值的变化。从而也不会影响应用生物标志物进行油源对比的结果。使用常规溶剂氯仿抽提煤等高有机质丰度烃源岩所获得的生物标志物可应用于煤系含油气盆地的油源对比。     

煤系烃源岩生气热模拟实验研究

为了客观评价煤系烃源岩的生气特征和生气量,采用限定体系黄金管热模拟实验技术,对采自鄂尔多斯盆地的不同地质时代煤系烃源岩(煤岩和煤系泥岩)样品进行了生气热模拟实验研究,详细讨论了煤系烃源岩热解生气特征与气体碳同位素变化。结果表明,煤系烃源岩具有较好的生气性能,煤岩与煤系泥岩热解生成气态烃产率相差不大,两者具有相似的生气演化特征,即随热模拟温度升高,煤岩和煤系泥岩热解生成甲烷的产率逐渐增加,甲烷最大产率分别达211.69 m3/t和184.47 m3/t,而C2-5产率是先增加后降低,在热模拟温度430℃~470℃达到最大值,分别为19.14 m3/t和6.87 m3/t;煤岩和煤系泥岩热解气组分碳同位素值总体上随热模拟温度升高而变重,且相同热模拟温度时具有δ13C1δ13C2δ13C3的特征,其中煤系泥岩热解气甲烷、乙烷碳同位素值较煤岩分别偏轻0.3‰~2.1‰和1.4‰~3.7‰。在此基础上,建立了煤系烃源岩(煤岩和煤系泥岩)的生气模式。     

中国西北侏罗纪煤系显微组分生烃潜力、产物地球化学特征及其意义

从吐哈盆地侏罗纪煤中分离富集了藻类体、孢子体、角质体、镜质体、基质镜质体和丝质体6种主要显微组分,进行了热解及热模拟实验,并对各显微组分热模拟生成的产物热解油进行了碳同位素组成等分析。各显微组分热解生烃潜力及其热解产物热解油的碳同位素组成表明,煤系有机质中藻类体的生油潜力最高,生成的液态烃类的碳同位素组成最轻;孢子体、角质体等陆源富氢组分生烃潜力低于藻类体,生成的液态烃类的碳同位素组成重于藻类体生成的液态烃类,与煤系含油气盆地中原油的碳同位素组成基本一致。这些富氢显微组分应该是煤系有机质中主要的生油显微组分。镜质体和基质镜质体的生油潜力相对较低,其生成的液态烃类的碳同位素组成比一般煤系原油重得多,而且这些组分本身对液态烃具有较强的吸附力,尽管其在煤系有机质中所占的比例很大,仍然难以成为生成液态石油的主要显微组分,只能在高成熟演化阶段成为良好的生气显微组分。丝质体等惰性组分生烃潜力极低,不可能成为生油组分。此外,结合原煤的显微组分组成、生烃潜力和元素分析,提出仅仅以壳质组的含量高低来评价煤的生烃潜力不完全可靠,热解是经济、快速、有效的评价方法。     

贵州水城地区晚二叠世含树皮体煤成烃特性研究

采用岩石热解、热解气相色谱以及有机岩石学等方法。对贵州水城含树皮体煤及其主要组分－－树皮体的生烃潜力、烃类组成特征和成烃演化规律进行了详细的研究。结果表明：本区含树皮体煤友及树皮体的生烃潜力、氢指数和扔机碳含量都较高,含树皮 煤主要生烃温度区间和生烃高峰期分别为４００￣５００℃和４２０￣４５０℃;热模拟产物以轻质烃（凝析油或轻质油）占绝对优势,湿气次之;气态烃与液态烃演化模式截然不同,液态烃产率在     

Relation between source rock properties and wireline log parameters: An example from Lower Jurassic Posidonia Shale, NW-Germany

The relationships between source rock quality and wireline log parameters were established for the Lower Jurassic Posidonia Shale, the most prolific petroleum source rock of Central Europe. Wireline logs used are the gamma ray spectrometry, density, sonic and various resistivity logs. The organic geochemical parameters considered include the organic carbon content, hydrogen index, and the hydrocarbon potential expressed by pyrolysis yield. The case history presented is based on a continuous core through the entire Posidonia Shale interval from a location where this source rock is immature. Care was taken to detect and to avoid samples and log values influenced by bore hole roughness and fractures. Fair correlations were observed only between uranium content from gamma ray spectrometry log and organic carbon content. No correlation was recognized between uranium content and kerogen type as defined by hydrogen indices. For various reasons density, sonic, and resistivity logs did not provide useful data in this study.Three rock units with irregular, high and low uranium contents could be differentiated. Possible causes for this tripartition are different environments during deposition and postdepositional redistribution of uranium during early diagenesis and in association with fractures.     

Comparison of petroleum generation kinetics by isothermal hydrous and nonisothermal open-system pyrolysis

This study compares kinetic parameters determined by open-system pyrolysis and hydrous pyrolysis using aliquots of source rocks containing different kerogen types. Kinetic parameters derived from these two pyrolysis methods not only differ in the conditions employed and products generated, but also in the derivation of the kinetic parameters (i.e., isothermal linear regression and non-isothermal nonlinear regression). Results of this comparative study show that there is no correlation between kinetic parameters derived from hydrous pyrolysis and open-system pyrolysis. Hydrous-pyrolysis kinetic parameters determine narrow oil windows that occur over a wide range of temperatures and depths depending in part on the organic-sulfur content of the original kerogen. Conversely, open-system kinetic parameters determine broad oil windows that show no significant differences with kerogen types or their organic-sulfur contents. Comparisons of the kinetic parameters in a hypothetical thermal-burial history (2.5 °C/my) show open-system kinetic parameters significantly underestimate the extent and timing of oil generation for Type-IIS kerogen and significantly overestimate the extent and timing of petroleum formation for Type-I kerogen compared to hydrous pyrolysis kinetic parameters. These hypothetical differences determined by the kinetic parameters are supported by natural thermal-burial histories for the Naokelekan source rock (Type-IIS kerogen) in the Zagros basin of Iraq and for the Green River Formation (Type-I kerogen) in the Uinta basin of Utah. Differences in extent and timing of oil generation determined by open-system pyrolysis and hydrous pyrolysis can be attributed to the former not adequately simulating natural oil generation conditions, products, and mechanisms.     

加水热模拟中深湖与煤系泥岩地化特征比较

通过深湖泥岩和煤系泥岩的加水热模拟研究认为,在热模拟实验过程中,深湖泥岩和煤系泥岩显示不同特征,并且其演化有差别。深湖泥岩利于液态原油的生成,并且转化率高于煤系泥岩。深湖泥岩残余可溶有机质饱和烃含量高于煤系泥岩,非烃含量则低于煤系泥岩。深湖泥岩胶质 /沥青质和饱芳比均随温度升高而降低,而煤系泥岩的胶质 /沥青质随温度升高有增加趋势,其饱芳比的变化则不大或有降低趋势。深湖泥岩的T_max难以指示演化阶段,其干酪根碳同位素值明显轻于煤系泥岩,它们的值均随温度的升高而变重。     

Simulated diagenesis and catagenesis of marine kerogen precursors: Melanoidins as model systems for light hydrocarbon generation

Amino acids and sugars are principal constituents of marine organisms. The condensation of amino acids and sugars is one possible nonenzymatic, early diagenetic pathway for the incorporation of these compounds into more complex geopolymers. In this study, aqueous solutions consisting of l-lysine, l-histidine, l-arginine and d-(+)-glucose were heated (100°C) for up to 288 h. Portions of the melanoidin polymer isolated after heating were reheated in the presence of water (hydrous pyrolysis) for 72 h at 325°C. Reaction products were identified by GC and GC/MS. Stable isotopic (δ¹³C) and elemental analyses were used to follow thermal evolution.While the initial melanoidin was synthesized from a simple, four component system, the products generated during hydrous pyrolysis are of considerable complexity, and include straightchain and branched alkanes, alkadienes, alkynes, indole, dimethyl indane, ethyl phenol, quinoline, and xylenes, in addition to a multitude of as yet, unidentified components. Stable carbon isotopic values for the reactants and products correspond to trends observed for naturally generated geopolymers and light gases. Elemental analyses of the melanoidin prior and subsequent to hydrous pyrolysis indicate a kerogen evolution pathway similar to that observed for natural samples. Considering the intractable nature of kerogen, laboratory simulation studies of simple systems can provide an alternative approach for elucidating the origins of geopolymers and their potential for hydrocarbon generation.     

砂岩铀矿成矿过程中有机质作用的实验研究--以吐鲁番-哈密盆地十红滩铀矿床为例

本文利用采自吐鲁番-哈密盆地西南部的样品,有针对性地做了一系列有机质抽提及分离实验,即①利用氯仿抽提岩石中有机质实验;②利用CS2-NmP(二硫化碳-N-甲基-2吡咯烷酮)抽提岩石中有机质实验;③腐殖质提取及分离实验。以上有机质抽提物及分离物分别做铀含量测试。通过实验发现,按以上实验顺序．岩石有机质提取物或分离物中铀含量依次有不同程度的提高,其中以腐殖质中分离出的黄腐酸(Fulvic acids)中铀含量最高,说明在吐哈盆地西南部砂岩铀矿的形成过程中有机质(主要是腐殖质和沥青质)的吸附作用起到部分作用．起最主要作用的是黄腐酸,而且与铀酰离子是以络合(或螯合)形式进行迁移。通过实验和分析,作者认为腐殖质(Humic substances)的络合作用和吸附作用在铀的迁移过程中是紧密相联的,而不是互相孤立的两种作用。在铀的迁移和沉淀富集过程中,黄腐酸(Fulvic acids)和腐殖酸(Humic acids)分别起到不同作用。     

Modeling of catagenetic transformation of organic matter from a Riphean mudstone in hydrous pyrolysis experiments: Biomarker data

The catagenesis of organic matter (OM) was modeled by the hydrous pyrolysis of a Riphean mudstone. Microscopic observations of the processes operating during kerogen heating to 600°C were conducted in a diamond anvil cell. The results of pyrolysis in an aqueous environment were used to calculate the activation energies of kerogen cracking and derive chemical kinetic models for OM catagenesis. Isothermal experiments were carried out for 3 days at temperatures of 300, 310, …, 360, and 370°C. The maximum bitumen yield was obtained at 330°C followed by thermal cracking at higher temperatures. The aromatic and saturated hydrocarbons from rock bitumen, hydrous pyrolyzates, and kerogen flash pyrolyzates were analyzed by chromatography-mass spectrometry. We also discuss the problem of extrapolation of high-temperature pyrolysis results to geologic observations under the conditions of regional catagenesis.     

华南-古岩溶型铀矿床中有机质的热成熟异常及其矿床成因意义

华南某层控铀矿床中有机质可分为原生沉积型、热液变质型和运移型三种类型，其母质类型为腐泥－腐殖型，主要来源于海相微体生物、藻类及少量源于陆相高等植物。根据镜质体反射率、饱和烃气相色谱和某些地球化学指标，表明矿石中有机质呈现异常热成熟特征，这对揭示该矿床热水叠造成矿机制具有指纹意义。本文还首次合理解释矿石中铀与有机碳含量间复杂关系的原因。     

有机地球化学在重建砂岩型铀矿形成物理化学环境方面的应用前景

从铀的活化、迁移、沉淀、成矿以及保存等几方面综述了有利于砂岩型铀形成的物理化学环境。有机质在铀矿富集成矿的各个阶段起着重要的作用,各种有机地球化学方法已被用于揭示铀矿中有机质的特征,如元素分析、Rock-Eval热解、气相色谱和红外光谱分析、色谱-质谱分析、裂解色谱-质谱及显微光谱技术、紫外荧光光谱分析1、3C核磁共振、碳/氢同位素分析等;同时结合鄂尔多斯盆地铀矿富集的有利地质条件阐述了有机地球化学在重建砂岩型铀矿形成条件中的应用前景。     

全岩热模拟新方法及其在气源岩评价中的应用

由中国石油勘探开发研究院廊坊分院建立的全岩热模拟仪器分析方法是采用岩心样品(岩石颗粒0.5～2 mm)来模拟烃类生成的一项实验新技术.该方法模拟结果表明:(1)不同类型样品单位质量岩石的产气率与传统的加水温压模拟法结果具有可比性;(2)能够反映源岩在不同演化阶段的产气量;(3)比常规的有机碳评价方法能更准确地反映源岩在不同演化阶段的产气潜力.(4)全岩热模拟新方法经济、简便、分析周期短,可以用于大量常规样品分析,是判识有效气源岩及定量评价的一种快速、可靠的方法,在油气勘探过程中,将对烃源岩的评价发挥重要作用。