一种新的成烃机制--力化学作用及其实验证据

传统油气地质学认为构造作用主要控制含油气盆地的沉积和油气的运移聚集,而烃类形成演化的能量主要是热能。近年来,越来越多的地质和地球化学资料显示,构造活动对有机质直接成烃的力化学作用在成烃过程中起着重要作用。为了证实构造作用产生的机械能对成烃的力化学作用,本文在系统分析高分子力化学作用、阐述力化学作用基本特点的基础上,应用新方法对不同类型低演化源岩有机质进行了力化学成烃模拟。结果表明,在低温剪切应力作用下,腐泥型有机质发生了明显的非烃向烃类的转化,模拟后样品总烃比例明显增加;而腐殖型有机质不仅发生了可溶有机质中非烃、沥青质向总烃的转化,也发生了大分子烃类向小分子烃类的转化,这表明机械能是有机质成烃演化的重要能量来源,力化学作用可能是有机质早期演化成烃的最主要机制之一。     

煤及显微组分在超高温开放体系实验中动力学参数确立与天然气形成过程预测

通过对塔里木盆地煤及其显微组分以1K/min升温速率在开放体系下进行热模拟实验(Tmax=1200℃),确定了CH4与N2生成动力学参数。根据化学反应动力学原理,当煤岩生成CH4和N2为25个一级平行反应且具有相同频率因子(Ao=1.0×1013s-1)时,生成CH4与N2每个反应对应的活化能可以通过实验数据与理论计算拟合,获得Gaussian型活化能分布特征为:CH4在活化能为42～90kcal/mol内,煤、镜质组、壳质组、丝质组和半丝质组生成CH4的主频活化能分别为60、52、50、70和66kcal/mol;N2在活化能为60～108kcal/mol内,其主频活化能分别为74、108、100、108和102kcal/mol。根据这些实验动力学参数,推测了煤岩在地质升温速率为5.3K/Ma时CH4的转化率:CH4在地质温度为20℃时开始形成;当地质温度为160℃时,煤岩中CH4已生成总量的80%。镜质组和壳质组CH4转化率要高于煤岩。     

塔里木盆地侏罗系煤岩热模拟生物标志化合物特征研究

通过对塔里木盆地侏罗系煤岩热模拟实验研究,其结果表明生物标志化合物的组成不仅受其母质的控制,而且还受热成熟度和生油岩的岩性影响。这与生油岩中生物标志化合物先质在不同演化阶段释放出不同碳数生物标志化合物的强度有关。同时,在烃源岩热演化过程中时,不能仅依靠OEP值作为热成熟度的判识指标;正构烷烃峰型在整个热演化过程中呈现出双峰型,前驼峰的主峰碳主要集中在nC₁₆-nC₁₈,而后驼峰则随着模拟温度的升高逐渐增大;煤岩的ΣC_21-/ΣC₂₂₊值与热模拟温度之间呈现出规律性变化;原始煤岩的Pr/Ph值随热模拟温度由250℃～550℃升高,总体呈逐渐降低的趋势。     

油气同位素地球化学研究现状与进展

<正>油气同位素地球化学是油气地球化学研究最为活跃的学科,随着基础理论和分析技术方法的不断发展创新,尤其以天然气稳定同位素(C、H、S等)和稀有气体(He、Ne、Ar等)及其同位素为代表的油气同位素地球化学在油气母质类型、成因判识及成烃、成藏过程示踪等方面起到至关重要的作     

高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识--以鄂尔多斯盆地为例

针对中国海相碳酸盐岩烃源岩的成熟度高、有机质丰度低等特殊性,以鄂尔多斯盆地下古生界为例, 通过微量元素富集系数计算、稀土元素的配分模式、元素和碳同位素等的数理统计分析及三维图解等多元综合分析, 结合必要的有机参数, 反演了盆地烃源岩发育环境, 评价碳酸盐岩烃源岩及其分布. 就鄂尔多斯盆地而言, TOC为0.2%是个重要的界限值, 研究表明: 在TOC>0.2%的层段中, Ba富集,δ13Ccarb正偏移, δ13Corg<-28‰, 反映出古生产力、有机质埋藏量较高, 具较好生烃潜力, 稀土元素分异强, 指示沉降速率低, 有机质保存条件好, 利于烃源岩发育.克里摩里组、乌拉力克组具一定规模, 可视为潜在有效烃源岩. 而TOC＜0.2%的层段, Ba含量低, δ13Ccarb多为负值,δ13Corg为-24‰～-28‰,指示有机质埋藏量低,生烃潜力差,稀土元素分异弱,沉降速率较快,多属浅水高能氧化环境,不利于烃源岩发育.利用无机与有机地球化学方法综合评价高演化海相有潜力的碳酸盐岩烃源岩及分布是可行的.     

塔里木盆地塔北、塔中地区寒武-奥陶系碳酸盐岩中可溶有机组分的碳同位素逆转现象

沉积有机质可溶有机组分的碳同位素组成具有母质继承效应,同时受热力和生物降解作用等因素的影响。利用M AT 252同位素质谱仪分析了塔里木盆地塔北、塔中地区寒武系—奥陶系碳酸盐岩中可溶有机组分的碳同位素组成,发现它们的1δ3C值普遍发生了逆转。饱和烃组分明显富集13C,其1δ3C值的分布区间为-29.7‰~-26.2‰,平均值为-28.5‰,而沥青质组分明显富集12C,其1δ3C值的分布区间为-37.8‰~-27.1‰,平均值为-31.9‰,并且大部分样品的可溶有机组分的1δ3C值出现饱和烃>芳烃>非烃>沥青质的完全反序分布特征。综合分析认为该区寒武系—奥陶系碳酸盐岩中可溶有机组分碳同位素的逆转分布特征主要与热力作用及漫长的热演化史有关,而这种可溶有机组分碳同位素组成完全反序分布模式可以作为沉积有机质在高演化阶段的一个重要的地球化学标志。     

中国东部幔源气藏聚集带的大地构造与地球化学特征及成藏条件

中国东部沿郯庐断裂带两侧形成了一系列幔源气藏,具有CO_2与He含量高、δ~(13)C_(co)值高(主频值集中在-3.40‰～-4.6‰)和高~3He/~4He-~(40)Ar/~(36)Ar体系等幔源地球化学特征,构成了一NNE向的巨型幔源气藏聚集构造带而与该区的总体构造格架相一致。幔源固、液(岩浆)、气物质较集中地沿郯庐断裂带分布而具有三位一体的空间展布特征,表明裂谷为地幔脱气的良好构造环境,而岩石圈(郯庐)断裂为地幔物质向上运移的主导性构造;裂谷是形成幔源气藏的最佳构造区,而岩石圈裂断附近的深源火山岩及基底隆起部位,且其上发育储、盖层,是形成幔源气藏的有利构造部位。     

应用CH_4/N_2指标估算塔里木盆地天然气热成熟度

通过对塔里木盆地满加尔凹陷低成熟煤岩在开放在线程序升温体系的热模拟实验,获得煤岩在不同温度点的热分解产物CH4、CO和N2,并对模拟后残留产物进行了镜质体反射率测试,建立了镜质体反射率与对应受热温度之间的关系。煤岩镜质体反射率与热温度之间的二阶关系表达为:Ro=0.0014×T+0.109,r=0.9931(Ro<0.6%);Ro=0.0067×T-1.5855,r=0.9996(Ro>0.6%)。通过上述方程建立CH4/N2值与煤岩镜质体反射率之间的对应关系,并利用CH4/N2值对塔里木盆地库车坳陷天然气热成熟度进行了预测。预测结果与实际地质分析结果相吻合,说明CH4/N2值可以作为塔里木盆地煤成气热成熟度预测指标应用于油气勘探中。     

硫化氢形成与C2+气态烷烃形成的同步性研究几个模拟实验的启示

硫酸盐热还原（TSR）是高含硫天然气形成的主要原因,但是参与TSR反应的主要烃类组分仍存在争议。在对比分析湿气—硫酸镁反应体系、甲烷—硫酸钙反应体系以及重烃—硫酸镁反应体系模拟实验的基础上,通过对TSR化学反应表达式的分析以及化学动力学、热力学等理论的探讨,结合实际地质资料,认为甲烷是C₂₊烃类参与TSR反应的产物,TSR的发生与C₂₊气态烷烃的产生具有同步性,TSR的反应速率随着C₂₊气态烷烃的增加而加快,当湿气裂解为干气后,硫化氢含量几乎不再增加,从而形成干气伴生硫化氢。根据油气生成演化阶段分析,认为TSR主要发生在热裂解生凝析气阶段,原油裂解为硫化氢伴生天然气后,压力系统发生改变,天然气重新聚集成藏,如果构造环境发生改变就会进一步调整成藏。因此,天然气中硫化氢含量不仅受生成条件控制,还受运移通道、保存条件等因素控制。