Hydrocarbon Generation Kinetic Characteristics from Different Types of Organic Matter

In order to contrast the hydrocarbon generation kinetic characteristics from different types of organic matter (OM), 18 samples from different basins were pyrolyzed using Rock-Eval-II apparatus under the open system. From the experimental results, the curve of hydrocarbon generation rate vs. temperature can be easily obtained, which usually can be used to optimize kinetic parameters (A, E, F) of the hydrocarbon generation model. In this paper, the parallel first-order reaction with a single frequency factor model is selected to describe the hydrocarbon generation kinetic characteristics. The hydrocarbon generation kinetic parameters reveal that the types of compound structures and chemical bonds of the lacustrine facies type I OM are relatively homogeneous, with one dominating activation energy. The types of chemical bonds of the lacustrine facies type II2 OM and the terrestrial facies type III OM are relative complex, with a broad activation energy distribution, and the reaction fraction of the preponderant activation energy drops with the decrease of hydrogen index. The impact of the activation energy distribution spaces on the geological extrapolation of kinetic parameters is also investigated. The results show that it has little effect on the hydrocarbon transformation ratio (TR) and therefore, the parallel first-order reaction model with proper number of activation energies can be better used to describe the hydrocarbon generation process. The geological extrapolation results of 18 samples of kinetic parameters show that the distribution range of the hydrocarbon generation rate of the type I OM is relatively narrow and the hydrocarbon generation curve is smooth. In comparison, the distribution range of the hydrocarbon generation for type II1 and type II2-III OM are quite wide, and the hydrocarbon generation curves have fluctuation phenomena. The distribution range of the hydrocarbon generation rate and the fluctuation phenomena are related to the kinetic parameters of OM; the narrower the activation energy distribution, the narrower the hydrocarbon generation rate distribution, and the smoother the hydrocarbon generation curve, and vice versa.     

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     

烃源岩非均质性对有机质生烃动力学参数影响及评价

烃源岩的非均质性、动力学模型中频率因子的不确定性、热模拟实验条件(开放/封闭程度、加水与否、升温速率)以及热模拟实验的再现性都将影响有机质成烃动力学模型参数, 进而影响油气资源潜力评价结果的可信度.对此, 从多个盆地不同类型有机质样品(18块)的开放体系(Rock-Eval)热模拟实验入手, 选取SFF模型和MFF模型来描述不同类型有机质样品成烃动力学特征, 对比地质外推结果的差异性.其中采用SFF模型低估了具有较低和较高活化能有机质的生烃潜力(反应分数), 而采用MFF模型可以避免这一问题, 同时频率因子随活化能的升高而升高, 能有效解决频率因子不确定性的问题.同时采用算术平均法和依据S₂加权平均法对不同类型样品的动力学参数求取平均动力学参数, 并以3.3 ℃/Ma的升温速率进行外推, 对比分析了不同类型有机质外推结果的差异性.最后, 通过对两种模型依据S₂加权平均法获得的动力学参数在松辽盆地黑鱼泡凹陷实际应用表明, 应用MFF模型计算得出的生烃门限深度为1 700 m, 与前人研究结论一致.表明采用MFF模型和S₂加权平均法获得的动力学参数进行资源评价具有较高可信度.      

Lagging and Its Kinetic Mechanism of Hydrocarbon Re-generation from Organic Matters in Coals

The geological history in China is rather complex.ThePaleozoic coals or hydrocarbon- derived rocks went throughmore than one period of the maturation advance under thetectonic setting with many cycles so that the hydrocarbon re-generation occurred generally.Thus,the study on thecharacteristics and its mechanism of sedimentary organicmatters is an important foundation for evaluating thehydrocarbon- generating potential and its occurrence of thePaleozoic hydrocarbon- derived rocks in China.Muc…     

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。     

华北地区上古生界煤系有机质热演化与二次生烃探讨

根据实测和收集整理华北地区各区块约2000余个镜质组反射率Ro的分析数据,结合前人研究成果,较为系统地阐述了华北地区上古生界煤系有机质的热演化特征与成烃演化阶段性,探讨了其二次生烃条件,初步确定了华北地区二次生烃的分布范围。     

利用生烃动力学和碳同位素生烃动力学探索油气田气体来源

利用气体碳同位素探索油气来源的传统方法由于受源岩类型、源岩成熟度等因素的影响,其实际应用受到很大的限制。生烃动力学和碳同位素动力学结合在这方面具有非常明显的优越性。本文利用热模拟实验,通过生烃动力学和碳同位素动力学计算,表明鄂尔多斯盆地上古生界苏里格气田气体的主要是他源阶段累积气,来源于气田南部高成熟区域、西部的天环坳凹陷气体的贡献比例分别为49%、22%,气田区域的源岩累积气体占29%。     

开放体系和密闭体系恒速升温实验条件下有机质生烃动力学特征对比及意义

为了揭示不同实验条件下有机质生烃动力学特征及其地质应用的差异性,对松辽盆地煤样进行了开放体系(Rock-Eval)和密闭体系(金管)的恒速升温热模拟实验。根据实验产物产率与温度关系标定了开放系下的有机质成油、成气及密闭体系下有机质成气动力学模型;将标定的2种体系下的动力学参数以实验室升温速率和地质升温速率条件下进行外推,表明密闭体系下的成气转化率相对开放体系下的变化要慢,原因在于开放体系下煤样热解生气为初次裂解,而密闭体系下煤样生气是初次裂解和二次裂解共同贡献的结果。进一步将2种体系下获得的生气动力学参数结合松辽盆地徐家围子地区埋藏史、热史资料进行应用表明:应用开放体系获得的动力学参数外推计算的生气门限对应时间(115 Ma)要比实际生气门限对应时间(110 Ma)偏早;应用密闭体系获得的动力学参数外推计算的生气门限对应时间(92 Ma)要比实际生气门限对应时间偏晚。     

富有机质的黑色页岩和油页岩的有机岩石学特征与生、排烃意义

用近代有机岩石学与有机地球化学分析相结合的方法，对比研究了我国四川盆地等下古生界富有机质沉积的海相黑色页岩,和渤海湾盆地下第三系湖相油页岩的显微有机组成特征与热演化生烃、排烃作用的关系。观测分析结果表明:黑色页岩热演化程度很高，目前热解烃含量很低，但残余有机碳含量达1％～3％，黑色页岩中保存了早期生油阶段由无定型有机质生油作用转化而形成的微粒体有机质，和未排出的石油演变而来的残余沥青，表明其为原始生烃性能很好的烃源岩。根据黑色页岩中微粒体和残余沥青的含量，可用来了解已生—排烃量和再沉降埋深过程中古油藏储层沥青、微粒体和残余沥青再生气对古生界碳酸盐气藏的贡献。富有机质沉积的下第三系湖相油页岩热演化程度不高，游离烃（S1为0.2～1.4 mg/g）和热解烃（S2为8～44 mg/g），有机碳含量达2.4％～8％，是生油性能很好的烃源岩，油页岩中不仅存在强荧光的藻和无定型有机质，而且油页岩的纹层中广泛存在富有机质的荧光沥青，反映了有利于排烃运移的信息，表明是本区生油贡献最大的烃源岩。富有机质黑色页岩和油页岩的沉积结构构造特征、有机质的赋存形式、热演化中变化过程的对比观察结果表明:其生烃、排烃作用既有很多相似性，又有一定差别。     

Petroleum Generation Kinetics and Geological Implications for Jurassic Hydrocarbon Source Rocks,Hongqi Depression,Hailar Basin,Northeast China

A sample from the Jurassic Tamulangou Fm. and two comparison samples from the Cretaceous Fm. were used to document the hydrocarbon generation kinetics and phase behaviors at two heating rates using the confined gold tube system. The results show that the different heating rates affect the reaction rates, paths and levels of organic matter evolution. The average activation energy and dominant frequency activation energy of liquid hydrocarbon are significantly lower than those of gaseous. Moreover...     

塔里木盆地熟化有机质成烃动力学模型原始参数的恢复及意义

针对塔里木盆地主力源岩层大多埋深较大、成熟度较高,对这些源岩所进行的模拟实验不能反映或描述样品在达到现今埋深这前所经历的成烃演化过程的难题,本文先由模拟实验数据出发,建立和标定各样品的化学动力模型,在此基础上,推导和建立了恢复化学动力的始参数的方法并利用塔里木盆地的样品进行了应用。结果表明,深埋样品有机质中有相当部分的低活化能组分已在其前期演化过程中被成烃反应所消耗。因此,要客观描述样品的全部成烃     

塔里木盆地库车坳陷烃源岩生成甲烷的动力学参数及其应用

根据压力下黄金管封闭体系热模拟实验结果 ,应用 Kinetics和 GOR- Isotope Kinetics专用软件 ,获得了塔里木盆地库车坳陷三叠系—侏罗系烃源岩的生烃动力学参数及碳同位素动力学参数。库车坳陷侏罗系煤、煤系泥岩及三叠系泥岩热解生成甲烷具有各自的活化能分布范围 ,分别是 197～ 2 6 8k J/ mol、180～ 2 6 0 k J/ mol、2 14～2 89k J/ m ol,频率因子各为 5 .2 6 5× 10 1 3s- 1、9.76 1× 10 1 1 s- 1、2 .2 70× 10 1 4s- 1 ,反映它们的生烃行为有所差异 ;其相应的碳同位素动力学参数也有差别 ,平均活化能分别是 2 2 8k J/ mol、2 0 5 k J/ mol、2 31k J/ mol。在此基础上 ,应用这些动力学参数 ,并结合地质背景 ,进一步探讨了依南 2气藏天然气的成因和运聚成藏模式。研究表明 ,依南 2气藏天然气主要来源于库车坳陷阳霞凹陷中心侏罗系煤系烃源岩 ,主要聚气时间为 5～ 0 Ma,对应 Ro 为 1.2 5 %～ 1.95 % ,天然气散失率为 2 5 %～ 30 %。该研究对塔里木盆地 ,乃至我国其他地区天然气藏的成因评价与成藏过程研究具有参考和借鉴意义。     

Kinetic Parameters of Methane Generated from Source Rocks in the Kuqa Depression of Tarim Basin and Their Application

In a thermal simulation experiment of gold tubes of closed-system, calculating with the KINETICS and GOR-ISOTOPE KINETICS software, kinetic parameters of gas generation and methane carbon isotopic fractionation from Triassic-Jurassic hydrocarbon source rocks in the Kuqa depression of Tarim Basin are obtained. The activation energies of methane generated from Jurassic coal, Jurassic mudstone and Triassic mudstone in the Kuqa Depression are 197-268 kJ/mol, 180-260 kJ/mol and 214-289 kJ/mol, respectively, and their frequency factors are 5.265×10^13 s^-1, 9.761×10^11 s^-1 and 2.270×10^14 s^-1. This reflects their differences of hydrocarbon generation behaviors. The kinetic parameters of methane carbon isotopic fractionation are also different in Jurassic coal, Jurassic mudstone and Triassic mudstone, whose average activation energies are 228 kJ/mol, 205 kJ/mol and 231 kJ/mol, respectively. Combined with the geological background, the origin of natural gas in the Yinan-2 gas pool is discussed, and an accumulation model of natural gas is thus established. The Yinan- 2 gas is primarily derived from Jurassic coal-bearing source rocks in the Yangxia Sag. Main gas accumulation time is 5-0 Ma and the corresponding Ro is in the range from 1.25 %-1.95 %. The loss rate of natural gas is 25 %-30 %.     

泥灰岩的生、排烃模拟实验研究

本文采用加水热模拟实验方法对东濮凹陷卫城地区下第三系低熟泥灰岩进行了生、排烃模拟实验研究，重点分析了液态产物（热解油、沥青Ａ、沥青Ｃ）的特征及演化规律。热解油中轻质烃（Ｃ₆－Ｃ₁₄）占有重要的地位，其相对含量随演化程度的增高变化特征是从大到小然后再增大，轻质烃的准确定量为评价泥灰岩的生油量提供了重要参数；热解油、沥青Ａ、沥表Ｃ三者的产率及组成变化的对比研究反映了泥灰岩（碳酸盐岩）中不同赋存状态有机质对成烃的贡献以及排烃机制。     

南黄海盆地南二凹古近系泥岩生烃动力学特征

南黄海盆地油气资源潜力一直是中国海上油气勘探关心的问题，但仍未取得突破性进展。生烃动力学研究对烃源岩生烃潜力评价至关重要，而该区古近系烃源岩的生烃动力学的研究十分薄弱。为此，在对南黄海盆地南部凹陷烃源岩常规地球化学分析统计基础上，着重选择南二凹低成熟样品开展PY-GC，SRA 和MSSV 等实验分析及动力学模拟。结果表明：南二凹阜四段烃源岩已进入生烃阶段，其产出的石油类型为石蜡-环烷-芳香基低蜡型，活化能分布范围为43~60 kcal/mol，其活化能主峰为51 kcal/mol，占72%，指前因子A=9.66×1012，生烃窗温度为128~158℃。该套烃源岩生烃历程中所生成的烃类在渐新世末期（23~30 Ma）以气液两相共存的形式存在，其余时期均以单一液相存在于该地层，至今转化率仍处于50%~60%。研究获得的南黄海盆地南二凹古近系泥岩的生烃动力学特征对于估算该盆地油气资源潜力极为重要，可为该区下一步油气勘探开发决策提供参考依据。     

台北凹陷煤中有机质的成烃动力学模型及其初步应用

在恒速升温热解实验和ＰＹ－ＧＣ分析结合的基础上，利用数学优化求解技术，建立并标定了台北凹陷煤有机质成油成气的化学动力学模型。结合我们近期报导的木栓质体成烃的动力学模型，定量计算了干酪根成油、木栓质体成油的理论剖面，并进一步定量探讨了吐哈盆地台北凹陷烃源岩评价中的生烃门限、木栓质的早期生烃及有机质原始生烃潜力和原始丰度的恢复等问题。     

烃源岩催化生烃机制研究进展

本文扼要综述了国内外在热模拟催化生烃领域的研究进展,并针对其存在问题或不足之处,提出了新的研究思路,设计了新的实验方案,对烃源岩催化生烃机理和过程进行定量的研究,建立定量的催化反应速率数学模型和催化生烃产离数学模型,并制作成可操作的计算软件,划分出起正催化作用和反催化作用的催化剂。在研究过程中,全面考虑某生油岩中的所有粘土矿物和地下水中的无机盐类对生烃的催化作用,即系统地分别考虑生油岩中存在的各单     

渤海湾盆地渤中凹陷下第三系烃源岩生烃史

渤海湾盆地渤中凹陷主要发育有两套烃源岩:Es₃烃源岩与Ed₂烃源岩。由于该区地处海域,埋藏较深,对成烃史一直较少涉及。应用生烃动力学方法,对该凹陷沉积中心及斜坡带烃源岩生烃史进行了模拟计算。结果表明,该凹陷中心Es₃生油岩主生油期出现在20～14Ma,主生气期出现在15～10Ma;Ed₂生油岩主生油阶段出现在10～5Ma,目前仍处在主生气阶段。该凹陷斜坡带Es₃生油岩主生油期出现在10～5Ma,目前仍处在主生气阶段,Ed₂生油岩尚处在主生油阶段。结合渤中凹陷储盖组合及运聚、圈闭条件,本研究认为目前在该凹陷及其周围发现的油气藏主要来源于该凹陷10Ma以后生成的油气,油源区主要是斜坡带Es₃与Ed₂生油岩,而凹陷中心烃源岩主要对天然气藏有一定贡献。     

南黄海盆地南二凹古近系泥岩生烃动力学特征

南黄海盆地油气资源潜力一直是中国海上油气勘探关心的问题,但仍未取得突破性进展。生烃动力学研究对烃源岩生烃潜力评价至关重要,而该区古近系烃源岩的生烃动力学的研究十分薄弱。为此,在对南黄海盆地南部凹陷烃源岩常规地球化学分析统计基础上,着重选择南二凹低成熟样品开展PY-GC,SRA 和MSSV 等实验分析及动力学模拟。结果表明：南二凹阜四段烃源岩已进入生烃阶段,其产出的石油类型为石蜡-环烷-芳香基低蜡型,活化能分布范围为43~60 kcal/mol,其活化能主峰为51 kcal/mol,占72%,指前因子A=9.66×1012,生烃窗温度为128~158℃。该套烃源岩生烃历程中所生成的烃类在渐新世末期（23~30 Ma）以气液两相共存的形式存在,其余时期均以单一液相存在于该地层,至今转化率仍处于50%~60%。研究获得的南黄海盆地南二凹古近系泥岩的生烃动力学特征对于估算该盆地油气资源潜力极为重要,可为该区下一步油气勘探开发决策提供参考依据。     

利用生排烃动力学研究海相及煤系烃源岩的残留烃及其裂解成气特征

以煤与海相泥岩的块状样品为研究对象进行多升温速率下的排烃模拟实验,借助生烃动力学方法处理实验模拟结果,对煤与海相泥岩的残留烃特征进行了研究。结果表明:海相泥岩残留烃在Ro为1.0%时达到高峰,然后逐渐降低,而煤中残留烃在Ro为1.0%时达到高峰后便基本上保持稳定。煤吸附能力比海相泥岩的强,其残留烃量也比海相泥岩大。成熟作用对于煤及海相泥岩残留烃都有很大的影响。高过成熟阶段海相地层中烃类构成以油藏或输导层中原油裂解气为主,源岩中的残余液态烃也有一定的贡献,而煤在排烃结束以后煤中分散液态烃对裂解气的贡献更大些。煤中残留烃主要是前期形成的烃类由于排烃效率不高而聚集起来的,而海相残留烃基本上随着残余生烃潜力的降低而降低,这一方面说明海相残留烃受生烃作用的影响,另一方面也受排烃效率的影响。模拟样品中的残留烃及残余生烃潜力均可以与自然样品对比,表明了该方法的实用性。