张家口下花园青白口系下马岭组灰质页岩热模拟实验

华北地区中上元古界地层烃源岩的有机质热演化普遍处于高成熟－过成熟阶段，而张家口下花园青白口系下马岭组页岩和灰质页岩的Rb仅有0.38-0.6%，处于低成熟阶段，是系统研究中上元古界地层的生烃模式及有机质热演化特征的较理想模拟实验样品。本次模拟结果表明：模拟温度在275℃以前（R0＜0.80%)为低成熟阶段，275℃－350℃（R0为0.8-1.32%）为成熟阶段；其中325℃（R0为1.16%)为生油高峰，350℃（R0为1．32％）为轻质油高峰，350℃－410℃（R0为1．32－2．0％）为高成熟阶段，410℃以后（R0＞2．0％）为过成熟阶段。随着温度升高，生成的烃类和干酪根碳同位素（δ^13)逐渐变重，验证了δ^13C存在温阶效用。在过成熟阶段，可溶有机质亦发生了芳核的缩聚反应，使芳烃含量减少，大分子的沥青质含量增多。可溶有机质在高成熟－过成熟阶段有“逆转”现象，正构烷烃碳数分布出现了双主峰，高碳数部位出现了奇偶优势等特征。当Rb>0.81％以后，同一温度点为Rb%>R0%。无水与加水模拟实验对比表明，加水实验的液态烃产率高，液态烃中重组分相对含量多，说明无水实验中热裂解反应强烈，而加水实验更接近地层热演化条件。     

煤在钼作用条件下的气态烃生成与演化

关于钼作用条件下的煤中有机质生烃特征和演化过程,目前知之甚少。为此,利用黄金管高压釜装置,以原煤中添 加单质钼的方式,开展了催化生气模拟实验。研究发现,无论加钼与否,煤样气态烃和单体烃气的产率均存在一个生成高 峰,在模拟镜质组反射率大于4.0％之后的极高成熟度阶段仍存在较大的甲烷生成潜力;当模拟镜质组反射率小于3.0％时, 添加的钼对煤中有机质生气具有微弱的抑制效应,此后阶段中才体现出一定的促进作用;原煤与加钼煤样甲烷产率之间的 相互关系与气态烃总产率大致相似,加钼煤样乙烷产率在镜质组反射率大于3.0％之后高于原煤,加钼条件下丙烷-戊烷的 产率在其生成高峰之后略高于或约等于原煤。分析认为,添加的钼没有参与煤中有机质的早- 中期热降解生烃过程,但对 晚期热裂解生气作用起到了一定的促进效应,原因可能在于煤中催化反应空间在不同的成熟演化阶段存在一定的差异。     

低熟源岩可溶有机质成烃动力学特征

本文针对陆相低熟烃源岩中可溶有机质的成烃动力学特征进行研究。结果表明：（１）可溶有机质的存在可影响源岩动力学参数活化能的大小和分布特征：（２）分布在源岩活化能低值区间上的可溶有机持具有相对较低生烃温度,热模拟条件下一般不超过３３５℃,（）在镜质组反射率Ｒ０＝０．２４％￣０．５０％,且热模拟温度不大于３３５℃的低熟条件下,可溶有机质的累积生烃率变化范围为３％￣３５％,累积生烃率与镜质反射率有良好的正     

应用荧光显微组分定量评价煤的生烃排烃潜力

在研究镜质组类型基础上，把富氢镜质组（荧光镜质体）作为有折扣的富氢显微组分（类脂组）对待，提出了利用荧光显微组分丰度－ＦＭＴ参数作为评价不同还原类型煤生烃，排烃的定量指标。煤岩学标志，有机地球化学参数和热模拟实验产烃率数据为ＦＭＴ值定量评价煤生烃排烃潜力的适用性和有效性提供了佐证。     

贵州水城煤中基质镜质体生烃潜力、烃类组成及生烃模式

基质镜质体是华南晚二叠世煤中的主要组分之一,其在煤中含量的多少、生烃潜力的大小、生烃特性等直接影响到该区煤成油气资源的评价。采用岩石热解、热解气相色谱以及开放体系下热模拟等方法,对贵州水城晚二叠世(R12)龙潭组煤中基质镜质体的生烃潜力、烃类组成特征、生烃模式进行了研究。结果表明：本区基质镜质体的生烃潜力、氢指数分别为191.99mg/g和250mg／gTOC,远高于丝质体的生烃潜力(26.17mg/g)和氢指数(35mg／gTOC),而小于树皮体的生烃潜力(297mg/g)和氢指数(491mg/gTOC);基质镜质体热解烃类组成中以轻质烃为主,湿气次之,可见本区基质镜质体不但能生成气态烃,而且能生成一定量的液态烃,这归因于其中所含大量的超微类脂体;基质镜质体“生油窗”温度范围为375～475℃,主要生烃温度区间为400～450℃,其中415～430℃为生烃高峰期,420℃处产烃率最高。基质镜质体这种在高成熟度下(大于VRo1.0％)大量生烃的特点对在成熟度普遍较高的华南地区寻找油气田具有重要的意义。     

华北晚古生代煤二次生烃的动力学模式

通过对不同成熟度煤样（０．５３－２．１１％）的动力学研究,展示了华北晚古生代煤动力学参数随成熟度由高而低,从低到高的动态演化规律,提出了煤的二次生烃动力学模式,依据该模式,华北晚古生代煤的二次生烃具有一定的阶段性,不同的演化阶段其二次生烃模式不同,初镒生烃以后,当煤的镜质组反射率为０．７－０．９％时,二次生烃高峰提前;若反射率为０．９－１．３％时,二次生烃高峰滞后,而反射率〉１．３％以后,二次生     

莺琼盆地中新统海相烃源岩地球化学特征及生烃潜力评价

通过有机碳测定、岩石热解分析、显微组分定量分析、饱和烃色谱、色谱-质谱等实验分析,对莺琼盆地中新统海相烃源岩的地球化学特征进行了研究,探讨了不同层位烃源岩的生烃潜力。结果表明：莺琼盆地中新统海相烃源岩有机质丰度总体较低,大部分烃源岩为中等烃源岩,有机质类型以Ⅱ2型和Ⅲ型为主,有机质热演化主要处于成熟阶段。烃源岩显微组分组成具有富含镜质组、壳质组+腐泥组次之、贫含惰性组的特征。烃源岩沉积环境主要为弱氧化-弱还原环境,具有陆生高等植物和低等水生生物生源混合输入的特征。莺歌海盆地梅山组烃源岩综合评价为中等烃源岩,生烃潜力相对较好,三亚组烃源岩综合评价为较差—中等烃源岩,具有一定的生烃潜力。琼东南盆地梅山组和三亚组烃源岩综合评价为中等烃源岩,具有相当的生烃潜力。     

煤中显微组分的成烃演化实验

热解模拟实验揭示,镜质组的生烃作用与其起始成熟度有关,如果初次生烃中止,成熟度 (再次生烃起始成熟度)尚未超过生油高峰阶段 (R=0.9%),则再次生烃有可能显著提高煤的生烃潜量,且以起始成熟度在生烃高峰处的升高幅度为最大。在有机显微组分中:壳质组的生烃量最大,生烃范围最集中;镜质组次之;惰质组最少。      

贵州水城煤中基质镜质体生烃潜力、烃类组成及生烃模式

基质镜质体是华南晚二叠世煤中的主要组分之一,其在煤中含量的多少、生烃潜力的大小、生烃特性等直接影响到该区煤成油气资源的评价。采用岩石热解、热解气相色谱以及开放体系下热模拟等方法,对贵州水城晚二叠世(P21)龙潭组煤中基质镜质体的生烃潜力、烃类组成特征、生烃模式进行了研究。结果表明:本区基质镜质体的生烃潜力、氢指数分别为191.99mg/g和250mg/gTOC,远高于丝质体的生烃潜力(26.17mg/g)和氢指数(35mg/gTOC),而小于树皮体的生烃潜力(297mg/g)和氢指数(491mg/gTOC);基质镜质体热解烃类组成中以轻质烃为主,湿气次之,可见本区基质镜质体不但能生成气态烃,而且能生成一定量的液态烃,这归因于其中所含大量的超微类脂体;基质镜质体“生油窗”温度范围为375～475℃,主要生烃温度区间为400～450℃,其中415～430℃为生烃高峰期,420℃处产烃率最高。基质镜质体这种在高成熟度下(大于VRo1.0%)大量生烃的特点对在成熟度普遍较高的华南地区寻找油气田具有重要的意义。     

鄂尔多斯盆地北部煤系有机显微组分特征与生烃潜力

以鄂尔多斯盆地北部煤系伊24井及其周围地区煤系为对象,重点研究煤的不同显微组分特征及生烃能力。结果显示:该地区烃源岩族组成中以高含量的沥青质、中含量的非烃和芳烃、低含量的饱和烃为特征,总体上属于气源岩;有机质类型属腐殖型。煤的镜下鉴定以基质镜质组为特征,可观察到大量孢子体、角质体,但树脂体少见,且未发现藻类体。镜质组生烃潜力是壳质组的1/4,是惰质组的2.5倍,是主要的生烃组分,形成于弱还原环境。延安组主体进入低成熟阶段(R moax=0.50%～0.70%),山西组—太原组主体进入中—高成熟阶段(R moax=1.40%～1.80%)。伊24井延安组未进入主要的排烃期,山西组—太原组则进入了主要的排烃期,曾经发生了大量的排烃作用,是附近地区重要的气源岩。     

生油煤形成的环境制约

通过对不同沉积环境下形成煤系源岩生烃潜力的对比研究，揭示出成煤古环境对煤成烃生成具有控制作用，并根据煤系源岩中赋存大分子有机质裂解产物分子的组成特征，提出了识别有利成烃煤相的分子有机地球化学方法——氢指数-苯酚/辛烷图解判识法。结果表明，沼泽环境覆水越深，煤中有机质富氢程度越高，生油气性能越好，裂解产物表现为正构烷烃和正构烯烃相对含量增加，以低本酚/辛烷值和高氢指数为特征；反之，沼泽环境覆水越浅，煤中有机质氢含量越低，裂解产物以高含量酚类化合物和芳香烃为特征，生油气性能关。由此表明，覆水型沼泽应是煤在烃，特别是煤成油生成的有利相带。     

煤岩显微组份和全煤热解色谱分析

随着石油勘探的深入和发展，煤和含煤沉积的生油问题，已经越来越引起人们的重视。为此，笔者选择了准噶尔盆地侏罗系富氢组份含量高的煤样和富镜质组的煤岩样品，采用快速热解法，对其显微组份和全煤的热解生烃潜势进行了研究。结果表明:（１）Ｒ_０值为０.３７～０.３９％的未成熟煤岩样品中，壳质组和镜质组在３５０～４５０℃温度区间有最大热解峰面积Ｓ_２。（２）富氢组份含量高的样品中，热解产物以正构烷烃＋正构烯烃为主，其次为芳烃化合物。（３）镜质组或富镜质组的煤岩样品中，Ａ１６００/Ｍｇ值较高时，热解产物在Ｃ_６-Ｃ_１５范围内，某些芳烃化合物成为主峰。（４）惰性组生烃能力最差，在较高温度下，形成含量很低的正构烷烃和烯烃，或在气态烃范畴产生少量烃类，或基本不产生热解产物。（５）随着加热时间的延长或原煤样品演化程度的升高，烯烃含量减少或消失，可能是干酪根转化过程中的残余氢为烯烃的氢化作用提供了氢源，使烯烃转化为烷烃的缘故。     

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。     

Hydrocarbon Generation Characteristics of Source Rocks from Different Saline Environments in the Dongpu Depression,Bohai Bay Basin,China

The Dongpu Depression is a secondary salt-bearing tectonic unit in the Bohai Bay Basin, eastern China. The depositional environment of this depression regarding its Paleogene strata is clearly different in plane, including the saltwater environment(SE) in the north, the freshwater environment(FE) in the south and the brackish water environment(BE) in the middle. The result of oil and gas exploration in the Dongpu Depression shows that more than 90% of the proven oil reserves are distributed in the northern saltwater environment. Previous studies indicate that the organic geochemistry characteristics and the hydrocarbon generation capacity of the source rocks are very clearly diverse under different environments, which results in the significant differences in the proved reserves between the north and the south. In order to further explore the differences in the hydrocarbon generation capacity of the source rocks under distinct depositional environments and the mechanism of their occurrence, three samples from different depositional environments(W18-5 for SE, H7-18 for BE, CH9 for FE) were used for confined gold tube pyrolysis experiments. The results show that the CH4 yields of W18-5, H7-18 and CH9 increase with increasing temperature, the maximum yields being 405.62 mg/g TOC, 388.56 mg/g TOC and 367.89 mg/g TOC, respectively. The liquid hydrocarbon yields of W18-5, H7-18 and CH9 firstly increase with increasing temperature and then decrease after the critical temperatures. The maximum yields of C6-14 are 149.54 mg/g TOC, 140.18 mg/g TOC and 116.94 mg/g TOC, the maximum yields of C14+ being 852.4 mg/g TOC, 652.6 mg/g TOC and 596.41 mg/g TOC, respectively for W18-5, H7-18 and CH9. To summarize, the order of hydrocarbon potential from high to low is W18-5, H7-18 and CH9. On this basis, through analyzing the influencing factors of hydrocarbon differences, this paper reveals that the saltwater environment is characterized by 4 factors: higher salinity, halophilic algae, high paleo-productivity and a strongly reducing environment, which are beneficial to the enrichment of organic matter and lead to the formation of high levels of sapropelite and exinite. According to the variation of oil and gas components in the pyrolysis experiments, the hydrocarbon generation process is divided into three stages: kerogen cracking, oil cracking and C2-5 cracking. Combined with hydrocarbon generation characteristics and stages, the evolutionary model of hydrocarbon generation for source rocks under different environments is established.     

西湖凹陷平湖组不同煤系烃源岩热解生烃差异及其在油气勘探中的应用

本文以西湖凹陷平湖组不同煤系烃源岩（煤、炭质泥岩和暗色泥岩）为研究对象,通过封闭体系黄金管-高压釜生烃动力热模拟实验,查明了3种煤系烃源岩生烃产物、产率特征及生烃演化规律的差异。研究结果表明：在西湖凹陷平湖组煤系烃源岩中,煤、炭质泥岩和暗色泥岩均具有很高的产气态烃能力和较高的产液态烃能力,但不同岩性样品的生烃演化模式存在一定差异。炭质泥岩生烃最早,生烃强度最大;煤居次,生烃稍晚,生烃强度稍低;暗色泥岩生烃最晚,生烃强度最低。根据热解生烃特征,指出西湖凹陷具有煤成油的勘探潜力,西部斜坡带是找油的有利区域。     

低熟煤型气的成因化学

用水介质热压模拟、_１３Ｃｎｍｒ分析表明，Ｒｏ＝０.７%以前，煤型有机质中的芳环结构的变化主要是官能团的变化，芳环仍然保留着单环的结构特征，并未发生明显的缩合作用。即在早期热演化过程中由邻甲氧基苯酚结构向邻苯二酚类结构转化，进而转化为烷基酚类结构，同时脱去甲氧基中的甲基。甲氧基含量从Ｒｏ＜０.３%开始迅速减少，到Ｒｏ＝０.７%时已基本脱除完毕。煤型有机质中的甲氧基在热演化早期通过自由基反应脱去甲基，对低熟煤型气有重要贡献。     

有机酸盐热模拟产物中芳烃馏分特征及其地质意义

为了研究有机酸盐生烃演化特征,对有机酸盐进行了270℃、320℃、360℃、400℃和430℃一系列温度点的热模拟,实验结果表明,有机酸盐会大量转化为酮系列化合物,酮化合物最大产率阶段为320℃到360℃,其中360℃时产率最高,其转化率可达有机酸盐加入量的39%,400℃后产率急剧下降。这表明脂肪酸镁向酮系列化合物的最大转化温度段稍早或一致于有机质大量生烃阶段,但该类化合物对热较敏感,高温下不易保存,因此酮作为评价有机酸盐生烃贡献强度的指标只能适合于中—低温演化阶段的烃源岩。     

祁连山冻土区含天然气水合物层段岩心热模拟实验研究

以热模拟实验为手段,对祁连山冻土区DK-2和DK-3孔含天然气水合物层段岩心(泥岩、油页岩和煤)热模拟烃类气体的组分、碳同位素组成与天然气水合物进行对比,以探寻这些气源岩与天然气水合物气源之间的可能联系。实验结果显示：低温(300 ℃以下)条件下,产生的气体以非烃CO₂为主,烃类气体含量少,且泥岩产生烃类气体量<油页岩产生烃类气体量<煤产生烃类气体量,表现出不同岩石吸附气体的差异性特征;随着热模拟温度增加,产生的烃类气体量明显增加,至500 ℃时达到最高,相反CO₂产气量变化不大;随热模拟温度增加,泥岩、油页岩、煤所产生烃类气体的碳同位素值呈现先变轻后变重的演化趋势和δ¹³C₁ ＜δ¹³C₂＜δ¹³C₃的正碳同位素序列特征;泥岩在350~400 ℃条件下或油页岩在380~400 ℃条件下所产生的烃类气体在组成和同位素特征上与天然气水合物中烃类气体较为相似,推测天然气水合物气源与深部泥岩或油页岩具有地球化学成生联系,相反煤产生的烃类气体虽然在组成上与天然气水合物中烃类气体较为相近,但两者同位素值相差较远,推测煤与天然气水合物气源关系不大。     

冀中坳陷东北部石炭-二叠系烃源岩生烃潜力评价

冀中坳陷东北部石炭-二叠系煤系地层生、储、盖组合条件完备,上古生界自生自储煤成气藏勘探潜力巨大。笔者基于该层系"油井少、空井多"的勘探现实,通过烃源岩热解数据分析和热模拟实验工作,评价区内烃源岩的生烃潜力,以期减少勘探风险。数据分析表明,w(TOC)为10%和40%是区内煤系暗色泥岩、炭质泥岩和煤岩的有效划分界限。区内石炭-二叠系煤系烃源岩主要以Ⅲ型干酪根为主,为中等较差的油源岩和较好的气源岩。分别受岩浆热变质和深成变质作用影响,区内存在武清凹陷、苏4-苏8-苏23-文古4和葛8-大参1三个成熟度高值区,即生油气中心。结合热模拟实验结果,采用体积法算得该区石炭-二叠系地层生气总量约为4万亿m3。     

矿物在油气形成过程中的作用

模拟实验结果表明,矿物组成对煤岩样品的模拟实验结果具有很大的影响,不同的矿物以及同一种矿物在不同的有机质热演化阶段,对有机质形成石油和天然气的过程均具有非常明显的影响:高岭土矿物在高温热演化阶段对有机质形成气态烃的过程具有一定的催化能力;碳酸钙（CaCO3）在中—低热演化阶段能抑制气态物质的形成,而在较高的热演化阶段则对煤生成气态物质的过程具有一定的催化作用;四氧化三铁（Fe3O4）在主要的模拟实验阶段对煤生成气态物质的过程均具有一定的催化作用;硫化亚铁（FeS）在低温热演化阶段对天然气的形成具有一定的抑制作用,而在高温热演化阶段则对天然气的形成具有较明显的催化作用;元素硫（S）在不同的热演化阶段对天然气的形成过程均具有非常明显的催化作用。矿物介质不仅对气态产物的产率有比较明显的影响,而且对液态产物的产率也有较明显的影响。模拟实验结果表明:高岭土和四氧化三铁（Fe3O4）在中、低温模拟实验阶段对“氯仿沥青A”的形成具有较明显的催化作用;硫化亚铁（FeS）在整个模拟实验的全过程中对“氯仿沥青A”的形成均具有明显的催化作用;碳酸钙（CaCO3）矿物对“氯仿沥青A”的形成具有明显的抑制作用;元素硫（S）对“氯仿沥青A”的形成具有非常明显的催化作用。