烃源岩过成熟阶段生气潜力的实验室模拟

源岩生气潜力的定量评价主要以实验室模拟为手段,由于技术条件的限制,模拟温度一般最高到600℃,认为生气能力已经耗尽,600℃之前的生气量就可作为源岩生气潜力评价的定量依据。而对于600℃之后的生气潜力到底有没有？有多少？一直存在着争议。为了定量评价源岩过成熟阶段的生气潜力,我们通过技术开发将实验温度提高到了1 000℃,通过大量的实验结果发现,源岩在600～800℃之间仍然可以生成大量的天然气,煤系源岩的生气量占总生气量的20%～30%甚至更多,而湖相和海相源岩在这一阶段的生气量相对少一些,约占总生气量的10%,这与其干酪根的骨架结构不同密切相关。天然气生成下限的向下延伸,进一步扩大了过成熟阶段天然气的资源基础,对指导深层勘探有重要意义。     

库车坳陷三叠-侏罗纪烃源岩生气特征与生气模式

根据热解实验和动力学模拟计算结果,研究了塔里木盆地库车坳陷侏罗纪煤、煤系泥岩及三叠纪泥岩的生气特征与生气模式。结果表明,库车坳陷三叠-侏罗纪烃源岩具有良好的生气性,尤其在进入中、高热演化阶段,甲烷产率更高,且侏罗纪煤和煤系泥岩的甲烷产率要高于三叠纪泥岩。侏罗纪和三叠纪烃源岩均以生气为主,是库车坳陷的有效气源岩,但前者的生气贡献明显高于后者。     

松辽盆地深层断陷沙河子组烃源岩分布预测与生气潜力

松辽盆地下白垩统沙河子组是深层断陷的主要烃源岩发育层系,目前钻井揭示其厚度大(700 m),埋藏深(3 500 m),但钻井大都分布于深层断陷的边部,断陷内部烃源岩层揭示少。根据断陷结构样式及地震反射特征,总结出单断箕状断陷和双断地堑式断陷两种沙河子组烃源岩发育模式,并确定深层烃源岩主要有五种存在形式。断陷中部席状平行结构、成层性、连续性好的地震反射特征的烃源岩最为落实,主要为深湖--半深湖相,暗色泥岩厚度大,暗地比高(45%~70%)。深层沙河子组烃源岩总生气量约148.38×1012m3,天然气资源潜力巨大。     

准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩评价

第三次资源评价(三次资评)结果表明准噶尔盆地侏罗系石油资源量占盆地总资源量的30%以上,天然气资源量占盆地总资源量的28%,其中30. 7%的原油资源和45. 7%的天然气资源分布在准噶尔盆地的南缘,可见应深人分析南缘侏罗系主力烃源岩的特征及其生烃潜力。通过对三次资评之后勘探所积累的地质地球化学数据的系统分析,认为准噶尔盆地南缘有机质类型总体以且II₂型和III型为主,纵向上发育了一套优质烃源岩(八道湾组)和两套中等丰度的烃源岩 (三工河组和西山窑组),烃源岩的规模远远大于三次资源评价的结果。这3套烃源岩均达到了成熟一过成熟的演化阶段,在白垩纪末期进入生油高峰期,在新近纪末期进入生气高峰期,生油气关键时刻与圈闭的形成和定型匹配良好,有利于形成大型和超大型油气藏。研究成果对指导准噶尔盆地南缘油气勘探具有重要的理论和实际意义。     

鄂尔多斯盆地西部奥陶系烃源岩评价

以有机质的丰度、类型和成熟度三个重要指标,对研究区进行烃源岩进行评价,好的烃源岩具有较好的有机质类型、较高的有机质丰度和适当的热演化程度.鄂尔多斯西缘奥陶系分布较为广泛,烃源岩有机质主要是Ⅰ和Ⅱ1型为主,生烃母质相对较好;乌拉力克组—平凉组发育研究区有机质丰度最高的泥岩烃源岩,碳酸盐岩的有机质丰度一般随泥质含量的增加而有所增加;研究区烃源岩热演化总体已达高、过成熟阶段,少数地区(任3、环14井区)处于成熟度相对较低阶段.     

烃源岩演化与生、排烃史模拟模型及其应用

本文提出了烃源岩演化与生、排烃史综合模拟模型。该模型包括埋藏史模块、热史模块、成熟史模块、生烃史模块与排烃史模块５个组成部分，模块之间具有密切的联系，前一模块的输出结果可作为后一模块的输入条件。其中埋藏史、热史模块是由现今状态出发，逆时序恢复地层的古埋深、古孔隙度与古地温；而成熟史、生烃史与排烃史模块则以沉积物开始沉积时为起点，顺时序再现烃源岩有机质热演化、生烃与排烃等地质作用的过程，给出成熟度、生排烃强度、排烃效率等结果。所有模块结果均可作为地质时间的函数。     

新疆准噶尔盆地东北缘石炭系姜巴斯套组烃源岩评价

准噶尔盆地东北缘石炭系烃源岩主要分布在准东和腹部地区,根据野外地表调查,针对准噶尔东北缘石炭系烃源岩有机质丰度、类型、成熟度特征进行了综合研究和评价,研究区烃源岩主要为灰黑色碳质粉砂质泥岩、泥岩。结果表明:该区石炭系烃源岩有机质丰度总体上属差-中等烃源岩。姜巴斯套组下段烃源岩有机质类型主要为Ⅰ型;中段烃源岩有机质类型以Ⅱ1、Ⅲ为主;上段有机碳含量较低,据相关变化趋势推测其有机碳类型为以Ⅲ型为主。因此总体上有机质类型为Ⅱ2-Ⅲ型。有机质成熟度总体上属成熟-高熟,主要为高熟。综上所述,准噶尔东北缘的石炭系是一套较有效的烃源岩,在该区寻找油气具重要意义。     

Water Role and Its Influence on Hydrogen Isotopic Composition of Natural Gas during Gas Generation

In order to discuss the role and influence of water during the generation of natural gas, the participation mechanism of water during the evolution of organic matter and its influences were summarized. In addition, we carried out an anhydrous cracking experiment of oil extracted from the Feixianguan Formation source rock in a closed system, which led to the establishment of the kinetic models for describing carbon and hydrogen isotopic fractionation during gas generation from organic matter. The models were calibrated and then applied to the northeastern Sichuan Basin. By combining a series of gas generation experiments from octadecane pyrolysis without water or with distilled water in varying mass proportions, several results were proved: (1) the hydrogen isotopic composition of natural gas becomes lighter with the participation of formation water; (2) we can quantitatively study the hydrogen isotopic fractionation with the kinetic model for describing carbon isotopic fractionation; (3) more abundant and reliable geological information can be obtained through the combined application of carbon and hydrogen isotopic indices.     

天然气溶解过程中组分分馏模型及其应用

天然气不同组分在水中溶解度的差异,导致溶解相与残留游离相天然气组分组成不同,即发生组分的溶解分馏效应。溶解分馏效应在天然气水溶运移、溶解散失等过程中均有发生。揭示天然气组分的溶解分馏规律、建立定量分馏模型,有助于天然气气源对比和成藏过程示踪。以Henry定律为依据,对不同组分溶解特征分析,提出了溶解度分数的概念,并建立了溶解分馏模型。根据该模型和各组分的溶解度分数和天然气溶解量,可计算各组分的溶解分馏量,恢复天然气初始组成特征。计算表明,威远震旦系气藏初期的天然气组成为:CH4为72.70%,C2H6为0.09%,CO2为22.41%,N2为4.07%,干燥系数(C1/C1-5)为99.876%。溶解作用使天然气中CO2含量显著降低,烃类气体含量增加,而天然气干燥系数降低。结果有助于天然气成因判识和气源对比等。     

超压背景下粘土矿物转化的化学动力学模型及应用

在目前的粘土矿物转化化学动力学模型中,人们仅考虑了温度、时间和流体介质的影响。然而新近的一些研究表明,超压可以抑制粘土矿物的转化,增加反应活化能。通过超压调节反应活化能,建立超压背景下粘土矿物转化的化学动力学模型,并根据渤海湾盆地板桥凹陷、歧北凹陷超压发育井和歧南凹陷超压不发育井的粘土矿物实测资料,确定了相关参数。模拟结果表明,在超压井中,伊/蒙混层中蒙皂石层含量S%的计算值与实测数据吻合较好,但与Pytter和Reynolds(1989)模型的预测结果相差甚远,在压力系数为1.2~1.7的地层中,超压对S%的抑制最大可达15%~20%。由于在蒙皂石向伊利石转化的过程中,释放出大量S i4+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Na+等阳离子,所以超压对粘土矿物转化的抑制,导致了泥岩中这些阳离子生成量的减少和相邻砂岩中许多胶结作用的延迟,这非常有利于深层(埋深>3 500 m)优质储层的发育和油气藏的形成。     

Effect of Overpressure on Rock Frame and Its Implications for Overpressure Evolution

Overpressure is a hot topic in the study of sedimentary basins. It is important in generation,maturation migration,and accumulation of hydrocarbon,but the effects of overpressure on rock frame have not been investigated. In this study,experiments were carried out to study the effects of overpressure on rock frame structures using five core samples from the Junggar basin,Northwest China. The deformations and velocities for the samples were measured at different effective pressures related to non-equilibrium compaction and fluid expansion overpressure mechanisms. The results show that the effect of overpressure on rock frames gradually increases when the effective pressure drops down to a certain value (called critical pressure). Moreover,non-equilibrium compaction mechanism has more effects on rock frames than fluid expansion mechanism under the same effective pressure. Furthermore to study rock frame structural changes,we use Kuster and Toks?z's expressions to simulate the effective aspect ratios of inclusions α (penny shapes) for different effective pressures. The results show that the α decreases dramatically when the effective pressure decreases from the critical pressure. Changes of α can be interpreted as responses to the rock frame changes when grains conform one another by rotating and self-adjusting. However,different mechanisms of overpressure have different effects on rock frames. The rock frame can be affected more easily by overpressure in shallow regions generated by non-equilibrium compaction mechanism. Once this kind of rock frames are preserved after overpressure releases to a normal hydrostatic pressure,they can be identified by their specific rock frame characters. This method provides a new way to study overpressure release and fluid migration and accumulation.     

烃浓度盖层封闭天然气的有效性及其研究意义

本文在烃浓度盖层封闭机理及其形成地质条件分析的基础上，通过烃浓度盖层封闭能力形成时期的确定，利用其与气源岩排气门限的匹配关系，探讨了烃浓度盖层封闭天然气的有效性。烃浓度盖层封闭能力形成时期只有早于或相近于气源岩排气门限时，才能有效地封闭气源岩排出呈分子扩散相运移的天然气；否则其封闭的有效性变差。并以松辽盆地三肇凹陷青山口组烃浓度盖层对下伏侏罗系气源岩天然气封闭的有效性为例进行分析，阐明其在天然气远景资源评价中的重要意义     

单变量核密度估计模型及其在径流随机模拟中的应用

应用核密度估计理论构造了单变量多阶核密度估计模型。该模型是基于数据驱动的、不需对序列概串分布(正态分布、PⅢ型分布)和相依形式(线性或非线性)进行识别、适合于时间序列随机模拟的非参数模型。将单变量核密度估计模型用于中国金沙江流域屏山站日流量过程随机模拟,应用表明,该模型是适合于径流随机模拟的。     

莺歌海盆地地层压力演化特征及其与天然气运聚成藏的关系

钻井资料显示莺歌海盆地现今存在超压,纵向上由浅至深可划分为常压带、过渡带和超压带。利用测井声波时差和地震速度资料,按等效深度法计算了莺歌海盆地大量排气期(1.9 Ma)和现今超压值,并恢复了单井超压的演化。结果表明,地层超压平面上是以乐东区为中心向北向东递减的,临高隆起带和莺东斜坡带大部分为常压,单井上超压演化是逐渐增大的。这一结果与不同地区地质历史上沉降中心和沉积环境密切相关。莺歌海盆地超压的存在使天然气在剩余压力的作用下垂向运移。天然气藏均分布在乐东和东方地区黄流组顶底压差大、莺歌海组盖层超压封闭能力强的地区。靠近底辟区、且同时满足上述2个条件的储层更有利于天然气成藏。     

两元混合天然气定量研究新方法

确定端元气混合比例是混源气定量研究的主要内容。以两元混合天然气为例,首先要分析混源成藏的地质条件,以确定可能的气源岩;然后根据源岩生气模拟实验与实测数据,建立端元气与混源气的地球化学模型,确定混源气的混合比例与源岩成熟度;最后将结果用于混源成藏过程分析,提出混源成藏的地球化学机制。鄂尔多斯盆地中部奥陶系风化壳天然气为上古生界煤成气和下古生界油型气混源气。从混源气藏形成的地质条件和地质过程着手,利用天然气中甲、乙烷百分组成和碳同位素组成,建立了混合比例估算模型,并绘制了估算图版。对靖边等气田13个天然气样品进行研究,发现混源气混合比变化很大。除去全为煤成气(陕21井)和全为油型气(陕5井)的两个样品之外,11个样品上古生界煤成气和下古生界油型气比例分布分别为22%～84%和16%～78%。但总体以下古生界油型气为主,平均所占比例63.2%,说明鄂尔多斯盆地中部奥陶系风化壳天然气以下古生界自生油型气为主。     

基于全生命周期的褐煤制气与发电温室气体排放对比研究

我国褐煤资源较为丰富,主要分布于内蒙古东部、云南省和黑龙江省。褐煤主要的传统利用方式是直接燃烧发电,但其存在能效低、污染重等问题。除发电外,褐煤新型利用方式逐渐成熟,制取天然气以及提质后发电就是其中的代表。本文基于全生命周期评价法,计算了褐煤制取天然气与褐煤提质后发电在终端利用能效相同的情况下,产生1 GJ有效能量的温室气体排放量,分别为158.173/e kg/GJ、480.68/e kg/GJ(e为能源终端使用能效)。显然,从温室气体排放角度,褐煤制取天然气优于提质褐煤发电技术。     

海域天然气水合物试采目标优选定量评价方法初探

水合物试采的先决条件是目标是否符合地质与工程的可采条件.然而,由于前期无经验可循,尚无可定量化评价目标的方法.为克服水合物试采目标优选难题,从地质与工程两个角度建立了试采目标综合评价指标体系,在以储层孔隙度、水合物层厚度、水合物饱和度、储层固有渗透率、储层原位温度与压力作为6个地质因素,以储层水深、海底坡度、强度与上覆...