烃源岩生排烃研究方法进展

烃源岩的生排烃作用是确定油气藏分布的基本条件 ,长期以来备受关注。应油气勘探新形势的需要 ,对烃源岩的研究也在不断深入 ,如从传统的烃源岩评价 ,到有效烃源岩评价 ,再到优质烃源岩评价 (金强等 ,1998) ,以至最近围绕烃源岩的非均质性提出的烃源岩分级评价思想 (金强等 ,2 0 0 3) ,反映了对烃源岩的研究要求和精度也在不断提高。前人已经做了许多细致而深入的工作 ,在生排烃的研究方面都取得了很大进展 ,但由于数学模拟存在的误差性及测试样品数量的限制 ,还难以有效地对垂向上连续分布的烃源岩进行高分辨率评价 ,不能很好解决厚层烃源…     

孙虎地区烃源岩生排烃史模拟及结果分析

生排烃史是研究成藏过程的关键环节，本文在恢复埋藏史的基础上，通过建立生排烃史模型，模拟并编制各时期的生排烃强度等值线图并分析其生排烃史。结果表明，孙虎地区存在持续沉降型、早期沉降型和二次沉降型三种生排烃类型。沙三段至东营组沉积末期只在北区和前磨头洼陷中心有少量的烃生成排出；孔二段在沙一段沉积末期生排烃范围有所扩大，东营组沉积末期几乎扩展到全区。本区生排烃总量较少，属贫油区块。     

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。     

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、热只模块是上现今状态出发，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。     

不同类型烃源岩排烃模式对比及差异性探究

烃源岩的排烃是准确预测含油气盆地油气资源必须涉及的一个非常重要的环节,为了得到不同有机质类型烃源岩的排烃效率、排烃机理,选取不同有机质类型烃源岩进行了黄金管模拟实验,总结了不同类型烃源岩在各演化阶段产物的变化特征与排烃效率。结果表明,烃源岩类型对总生成油与残留油中轻重烃的比例影响较大,但是对排出油中轻重烃的比例影响较低,排出油中均表现为在未熟—成熟阶段以重烃为主,在高熟—过熟阶段以轻烃为主。烃源岩的类型对生排油量的影响明显,烃源岩的类型越好,生排油量越高。Ⅰ型烃源岩的生排油量最高,Ⅲ型烃源岩最低。烃源岩类型越好,排油效率越高。Ⅲ型烃源岩排油效率低,与其生成气态烃较多、显微组分中镜质组含量较高有关。      

影响海相烃源岩热解生烃过程的地质条件

热解生烃实验是研究油气生成机理与定量评价烃源岩生烃潜力的重要方法.烃源岩热解生烃模拟结果不仅与温度、压力和时间等因素有关,而且与地层孔隙水及压实成岩作用等地质因素密切相关.采用高压流体和高压釜(低压水蒸气)两种生烃热模拟方法对低成熟海相二叠统大隆组(P₂d)黑色泥岩进行了热解生烃实验模拟.对比分析两组实验结果表明地层孔隙热解实验有利于液态油的生成,不利于液态油向气态烃的转化,并极大地提高了干酪根的生油气潜力,显示了高压液态水、流体压力和孔隙空间等地质因素对烃源岩中有机质热成熟生烃反应的重要影响.这种影响可能与高压液态水的近临界特性有关,近临界特性地层水的参与改变了干酪根热力生烃反应的物理化学行为.推断在实际地质温压(100~200 ℃,30~120 MPa)条件下,烃源岩孔隙中的地层水是一种相对低温高压液态水,具有水的近临界物理化学特性,因此高压流体生烃热模拟实验与实际地层情况更为接近,能更有效地评价烃源岩生烃潜力.      

烃源岩排烃作用研究现状及展望

烃源岩排烃作用的研究在20世纪80年代以后取得了很大进展,主要体现在对烃源岩的排烃机理及控制因素的分析、煤成油排驱的理论研究及勘探突破、幕式排液的探讨及压实—压裂双端元排烃模型的建立等方面。在针对研究现状分析的基础上,提出了几点研究方向及展望：加强对烃源岩剖面排烃特征的高分辨率研究,建立压实—欠压实—压裂三端元排烃模型,对存在严重非均质性的烃源岩进行烃源岩排烃分级评价,深入探讨排烃与油气成藏的关系。     

地史过程中烃源岩有机质丰度和生烃潜力变化的模拟计算

在同时考察源岩中有机质因生、排烃而损失和无机质因成岩作用而失重的基础上，模拟计算了地史过程中，随有机质类型、初始有机质丰度、成熟度及排烃效率的改变，烃源岩有机质丰度和生烃潜力的变化，探讨了有机碳恢复系数及生烃潜力损失率的可能变化范围。结果表明，地史过程中，有机质生烃潜力和有机质丰度的变化主要取决于源岩的生、排烃效率，对性质偏差的有机质，有机质的实测丰度随演化程度的增高不降反升；而对位于高成熟阶段的优质有机质，有机碳的恢复系数可达2以上；随有机质类型变好和成熟度升高，生烃潜力损失率增高；一般情况下，有机质生烃潜力的恢复幅度比有机质丰度的恢复大得多。     

辽河油田曙光—欢喜岭潜山带烃源岩生排烃模拟实验研究

对辽河油田曙光－欢喜岭潜山带沙三段和沙四段典型的未成熟源岩样品进行了高温高压干体系的生排烃热压模拟实验。研究结果表明：３００－４００℃为该区域烃源岩的主要生排烃阶段;沙四段具有更好的生排油潜力,可能是曙光－欢喜岭潜山带较好的烃源岩;生排烃作用对排出油和残留油中生物标志物的组成具有明显的影响,在油／源对比时应特别注意。     

烃源岩有限空间温压共控生排烃模拟实验研究

烃源岩的生烃反应是在其限定的孔隙空间中承受高静岩压力和流体压力下进行的,然而受实验装置和条件的限制,目前大多数的生排烃模拟实验都是在一个低压、相对较大的生烃空间下进行的,与实际地质情况差异较大。通过对同一样品分别进行有限空间和常规高压釜方式加水模拟实验对比研究发现:（1）有限空间热压模拟实验的气态产物更接近地质实际。气体组分中烃气占有更大的比重;重烃气的保存下限大于常规模拟,延迟了重烃气向甲烷的转化;烯烃含量比常规加水模拟条件下更少,基本检测不到。（2）有限空间的限制使水介质参与成烃反应的作用增强,其限定空间内较高的流体压力延迟了油向烃气的转化过程,有利于液态油的生成和保存。（3）有限空间下高压液态水介质条件有利于烃类的排出。     

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。     

生排烃过程中正构烷烃单体碳同位素组成的变化特征及其研究意义

通过对生排烃模拟实验产物 (残留油和排出油 )中正构烷烃单体碳同位素组成的测定,揭示出生排烃过程中正构烷烃碳同位素组成的变化特征。研究表明,生烃初期,液态正构烷烃主要来自干酪根的初次裂解,它们的碳同位素组成不论是在排出油中还是在残留油中,随温度的变化都不明显,呈现较相似的分布特征;在生烃高峰期,早期形成的沥青质和非烃等组分的二次裂解以及高碳数正构烷烃可能存在的裂解,使得正构烷烃单体碳同位素组成明显富集13 C,尤其在高碳数部分呈现出较大的差异。另外,实验结果显示排烃作用对液态正烷烃单体碳同位素组成的影响不太显著。     

松辽盆地中浅层幕式排烃与断距增长耦合

超压盆地幕式排烃作用是盆地流体研究中热点问题,而源岩内排烃生长断层的报道很少.研究表明松辽盆地凹陷中央主力烃源岩青山口组发育排烃生长断层,这些浅层生长断层形成于嫩江组末期至明水组末期.这种排烃生长断层的形成机制是幕式排烃过程中由于"泵压效应"使含烃流体从源岩向储集层注入的结果.当源岩过剩压力达到源岩破裂极限时,源岩发生断裂或使原有断层再次开启增长,含烃流体发生向下或向上部储层的排烃作用,随着烃类的排出,过剩压力不断减小,排烃过程趋于停止伴随超压流体释放,研究区呈现向下排烃、向上排烃和上下双向排烃3种样式,由于这一排烃过程是多次出现的,随着多次反复的排烃,排烃断层的断距也不断增长,导致排烃期与断层断距增长具有良好的耦合关系,研究成果为超压封存箱上下层油气勘探提供了新的思路.     

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。     

地质条件下湖相烃源岩生排烃效率与模式

烃源岩排烃研究是油气地球化学研究中最薄弱的环节,而排烃效率又是准确评价常规油气与非常规页岩油气资源的关键参数。目前对于烃源岩排烃效率的认识差异很大,尚未建立完整的各种类型有机质湖相烃源岩在地质条件下生排烃效率与模式。本文以中国渤海湾、松辽等4个大型湖相含油气盆地以及酒泉青西凹陷、泌阳凹陷等9个中小型湖相富油盆地/断陷为对象,通过15000余个湖相烃源岩样品在自然热演化过程中热解生烃潜力指数的变化研究,揭示了湖相烃源岩在地质条件下的生排烃特征,构建了湖相烃源岩在地质条件下的生排烃效率与模型。无论是大型湖相沉积盆地还是中小型断陷盆地,甚至是盐湖相沉积盆地,烃源岩生排烃特征基本一致。随着成熟度的增高,湖相烃源岩排烃效率逐渐增高,在低成熟阶段排烃效率较低,在成熟与高成熟阶段具有高或很高的排烃效率。Ⅰ型、Ⅱ型有机质类型烃源岩排烃模式相似,相对排烃效率在低成熟阶段小于45%,成熟生油高峰时达85%~90%,至生油窗下限时达90%以上;累积排烃效率在低成熟阶段小于10%,生油高峰时达50%~60%,生油窗下限时达75%~85%,主要的排烃阶段在镜质组反射率0.7%~1.2%之间,生油窗阶段生成并排出了绝大部分烃类。湖相Ⅲ型有机质烃源岩排烃效率明显低于Ⅰ、Ⅱ型有机质烃源岩,生油窗阶段累积排烃效率仅为50%左右,主要生排烃阶段在镜质组反射率0.8%~2.0%之间。控制湖相烃源岩排烃量和排烃效率的主要因素是有机质丰度、类型和成熟度,而盆地类型、断裂发育程度、烃源岩沉积环境、相邻输导层孔渗条件等因素均不影响烃源岩排烃与排烃效率。     

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。     

板桥凹陷沙三段油气生成、运移和聚集数值模拟

板桥凹陷主要烃源岩为沙三段地层暗色泥岩,而沙三段砂岩为板桥凹陷主要储层之一.在恢复板桥凹陷埋藏史、热史和成熟史的基础上,定量模拟沙三段油气生成、运移和聚集特征,模拟结果利用实测镜质体反射率(Ro)、地层温度和63口井钻探结果验证.模拟结果表明:(1)板桥凹陷现今的热流值在59.8～61.7mW/m2之间,古热流演化经历了早期(65～50.4Ma)持续升高和晚期(50.4～0Ma)逐渐降低两个阶段,在距今50.4Ma达到最高;(2)东营组沉积末期,板桥凹陷沙三段烃源岩成熟度(Ro)大约在0.5%～1.25%之间,现今成熟度(Ro)范围大约在0.5%～1.8%之间,在距今大约35Ma开始生烃,距今30Ma开始达到生烃高峰;(3)沙三段烃源岩在距今大约31Ma开始排烃,距今31～26Ma为主要排烃阶段,距今26～0Ma为少量排烃阶段;(4)板桥凹陷油气主要运移路径主要受控于古构造面,凹陷区以发散流为主,北部陡坡带以平行流为主,汇聚流主要存在板桥凹陷南部缓坡带.在板桥凹陷沙三段存在6个有利油气聚集区,其中以聚集区Ⅰ和Ⅱ最有利,主要是因为近源、油气运移动力强和运移距离短.     

郯庐断裂新生代构造演化及其对烃源岩生排烃的影响:以辽东湾坳陷辽中凹陷为例

郯庐断裂带是渤海海域重要的活动断裂带,控制着该地区油气成藏的生储盖运圈保条件。以辽东湾坳陷辽中凹陷为研究对象,利用三维地震资料、平衡剖面分析对郯庐断裂几何学特征、演化特征进行研究;在此基础上,分析郯庐断裂走滑活动对烃源岩发育、分布、演化及生排烃的影响。辽东湾坳陷新生代构造演化分为为五个构造演化阶段、三个构造演化旋回。郯庐断裂走滑活动可错开先期、同期发育的烃源岩,改变烃源岩位置及生烃潜力的空间分布,有利于形成局部水体更深的还原环境,发育生烃潜力更大的烃源岩。走滑活动使断裂带附近地温梯度和大地热流升高,有利于降低生烃门限。郯庐断裂不同时期不同部位具有不同的活动性质,对油气运移起封闭或者运移通道作用。东营组沉积期晚期和明化镇组下段沉积期至今的断裂走滑活动与烃源岩大量生排烃期、油气成藏时期具有良好的匹配关系,提出郯庐断裂走滑活动可形成"拖曳"生排烃现象,使与走滑断层相关的圈闭中即使烃源岩条件较差亦可能具有勘探价值,从而突破了传统的油气勘探思路。