烃源岩—流体相互作用模拟实验研究

为了探讨烃源岩与孔隙流体之间相互作用过程和机理以及有机酸的生成及其影响因素,我们开展了烃源岩-流体相互作用模拟实验研究。实验结果表明：Ⅱ型干酪根形成有机酸的能力大于Ⅰ型干酪根,水的矿化度对有机酸的形成影响甚微,随着温度升高,流体中有机酸的含量也随之增大。pH值对有机酸形成的影响非常明显,中性和碱性条件更有利于生成有机酸。其中乙酸的形成有利于碳酸盐矿物的溶解,而草酸的形成不利于碳酸盐的溶解。温度对烃源岩的影响与烃源岩的矿物组成有很大的关系,对于富碳酸盐烃源岩,Ca、Mg、Na三元素在水中的溶解量,与温度呈反相关的关系,对于贫碳酸盐烃源岩,与反应温度之间则呈现出正相关的关系。而无论碳酸盐含量高低,Si在溶液中的含量都会随着温度的升高而增大。酸性溶液对烃源岩的溶解能力最强,无论原始反应溶液的酸碱性,反应结果都最终趋于弱碱性。流体的含盐量对烃源岩中Mg的溶解影响差异较大,低盐度的流体有利于Mg溶解。     

生油岩产生低分子量有机酸的模拟实验研究

通过对低成熟的生油岩样岩样品进行有水和无水热解实验，在不同温阶下的水溶液产物中均检测到低分子量有机酸。把这些有机酸的分布与油田水样品相比较，发现两者在组成上很近似。再加入不同矿物的样品，热解后的有机酸组成与干酷根单热解样品有较大差别，这表明产酸过程中水和无机矿物起了重要作用。     

烃源岩的有机酸生成及其影响因素的模拟实验研究

不同温度下地层水—烃源岩相互作用模拟实验结果表明:（1）在整个实验温度范围内（60～300℃），均有有机酸的生成，有机酸的总浓度在35.4 mg/l至153.9 mg/l之间，其中在100℃和140℃的温度下浓度最大，其它温度下浓度相对较低；（2）在低温（60℃）条件下，成熟度相对较高、有机碳含量较大的烃源岩，有利于生成有机酸，但是在中温（140℃）和高温（180℃、220℃和300℃）条件下，有机酸的生成受有机碳含量、成熟度和碳酸盐含量的多重影响；（3）中低温（60℃和140℃）时，随着碳酸盐含量的增加，有机酸浓度表现为逐渐降低的趋势，表明在60～140℃，有机酸对碳酸盐的溶解和沉淀起主要的控制作用，而高温（180℃、220℃和300℃）条件下，碳酸盐的溶解和沉淀作用受有机酸和CO2的共同控制，从而导致有机酸浓度与碳酸盐的关系变化复杂。     

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。     

烃源岩生成有机酸过程的高分辨质谱研究

研究石油中有机酸的生成过程对研究储层改造、石油润湿性及页岩油可动性评价具有重要意义。在热压生烃模拟实验基础上,对Ⅲ型烃源岩不同演化阶段生成油中的非烃馏分进行了负离子电喷雾傅立叶变换离子回旋共振质谱分析,研究了烃源岩生成有机酸过程。对样品生成有机酸分析表明,在整个演化过程烃源岩都能生成有机酸,在低演化阶段主要生成脂肪酸,随演化程度的升高,脂肪酸丰度快速减少,芳环酸开始大量生成。随演化程度的增加,芳环上短链取代基发生断裂,并促进了有机酸的缩合,使得生成的有机酸缩合度逐渐提高,高碳数有机酸逐渐减少;烃源岩生成脂肪酸系列中存在偶奇优势,生成的C16、C18脂肪酸存在异常高丰度, C16、C18脂肪酸异常丰度现象可能是污染造成的,是否与烃源岩类型及成熟度有关尚需进一步研究。     

烃源岩热解生烃动力学及其应用

本文利用热解气相色谱仪（Ｐｙ－ＧＣ），对我国吐哈盆地烃源岩样品进行了热解模拟实验，采用等温一级反应动力学模型，求得了烃源岩热解生成油和气的动力学参数，结合地温梯度等地质参数，计算出了吐哈盆地具有代表性的井位，在不同地质时期的油、气生成率和生成强度。该方法基于化学反应动力学理论，与以往使用的资源评价方法相比，将更为科学，更符合实际情况。     

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。      

近临界特性的地层水及其对烃源岩生排烃过程的影响

研究利用特制的地层孔隙热压模拟实验装置, 开展了模拟地层孔隙空间高压液态水热体系烃源岩生排烃模拟实验.模拟实验施加的流体压力为38±2 MPa, 温度为290~390 ℃.模拟实验结果显示了有关高压液态水及其与之相联系的流体压力和孔隙空间等因素对烃源岩生排烃影响作用的一些重要现象, 实验发现高压液态水介质条件有利于液态油的生成和保存, 不利于液态油向气态烃的转化, 而且干酪根的生烃潜力和排油效率有一定的提高.这些新的实验现象可能主要与近临界特性的高压液态地层水的作用有关, 进一步推断近临界特性的高压液态水参与干酪根向油气的转化反应, 增加了水对油气的溶解能力.在地下实际烃源岩生排烃的温压(100~200 ℃, 30~120 MPa)条件下, 岩石孔隙中的地层水是一种相对低温高压压缩液态水, 这种地层水可能具有近临界特性, 对烃源岩生排烃过程有重要影响.但目前对这种现象的机理和石油地质意义还知之较少.因此, 加强高压地层水近临界条件下烃源岩生排烃热压模拟实验研究, 对进一步深入理解地层条件下的近临界水介质、流体压力、孔隙空间因素对生排烃过程的影响, 深化烃源岩生排烃机理的探讨, 建立地质尺度上的烃源岩生排烃动力学模型, 都具有重要的理论和实际意义.      

烃源岩不同性质有机酸的分离及其检测方法

烃源岩中的有机酸来源于有机质,但有机质具有不同的赋存形式,有机酸具有不同性质,这将影响有机酸与不同赋存有机质的关系,进而影响分离和检测方法。文章在总结前人对有机质赋存形式和有机酸性质等特征的基础上,提出烃源岩中的有机酸并以非单一的形式存在,具有水溶性、脂溶性和难溶性有机酸三种类型,游离有机质中存在水溶性和脂溶性有机酸,而结合有机质中存在水溶性、脂溶性和难溶性有机酸。因此在检测方法上需采取分步分离的方法,且根据有机酸的性质选取合适的检测方法,即水溶性有机酸利用离子色谱检测,索氏抽提得到的脂溶性有机酸利用气相色谱—质谱检测,通过酸解抽提残渣得到的难溶性有机酸利用红外光谱检测,全面系统地认识烃源岩中有机酸含量和类型等特征。这对进一步探讨烃源岩各种类型有机酸特征和演化规律,深化烃源岩有机质生烃以及有机—无机相互作用等机理都具有重要意义。     

全岩热模拟新方法及其在气源岩评价中的应用

由中国石油勘探开发研究院廊坊分院建立的全岩热模拟仪器分析方法是采用岩心样品(岩石颗粒0.5～2 mm)来模拟烃类生成的一项实验新技术.该方法模拟结果表明:(1)不同类型样品单位质量岩石的产气率与传统的加水温压模拟法结果具有可比性;(2)能够反映源岩在不同演化阶段的产气量;(3)比常规的有机碳评价方法能更准确地反映源岩在不同演化阶段的产气潜力.(4)全岩热模拟新方法经济、简便、分析周期短,可以用于大量常规样品分析,是判识有效气源岩及定量评价的一种快速、可靠的方法,在油气勘探过程中,将对烃源岩的评价发挥重要作用。     

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。     

鄂尔多斯盆地深部富铀烃源岩提供铀源可能性的实验研究

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7段石油优质烃源岩以富铀为特色,而盆地侏罗?白垩纪地层以赋存大量砂岩型铀矿而著称.为探索深部长7富铀烃源岩为浅部砂岩型铀矿形成提供铀源的可能性,选择盆地南部的富铀烃源岩、油样以及具有代表性的碳酸铀酰作为反应物,在中?高温高压还原条件下分别进行烃源岩生排烃?排铀模拟实验和油?铀关系模拟实验.结...     

低丰度高演化海相碳酸盐烃源岩有机质原生性研究

碳酸盐烃源岩有机质原生性直接影响到其生烃能力的客观评价,特别对于低丰度高演化海相碳酸盐烃源岩生烃能力评价的影响尤为严重。文章阐述了碳酸盐岩的普遍存在运移沥青,以及识别烃源岩有机质原生性的各种方法,并以鄂尔多斯盆地下古生界为例,建立了一套适合于低丰度高演化海相碳酸盐烃源岩有机质原生性识别的有效方法。     

盆地中热流体-岩石相互作用研究概述

热流体与岩石的相互作用已经成为了当今地学界研究和关注的热点。它的研究方法和手段的日臻成熟,使得研究内容不断丰富,研究成果推陈出新。总结和概括了国内外流体(热流体),及其与岩石的相互作用的研究现状与成果,尤其是含油气盆地中热流体与砂岩的相互作用后,岩石孔隙度和渗透性、热流体作用的各种标志等作了全面的概述,期望对从事该领域的研究者有一定的借鉴。     

焉耆盆地煤系源岩特征、生烃机理及烃源岩倾向性研究

焉耆盆地位于南天山造山带东部,是在华力西期褶皱基底上形成的中新生代含煤沉积盆地.作为西部地区一个小型的侏罗纪含油气盆地,焉耆盆地除与周缘的塔里木、吐哈盆地有相似性外,亦有自己独特的地质条件,即:改造型盆地、煤系生烃和高地温梯度.通过研究认为,煤系源岩特征是决定生烃能力的内因,高地温梯度则是促使油气生成的外因.笔者通过现今地温的测量和岩石热导率的分析,认为焉耆盆地博湖坳陷现今地温梯度较高,其原因主要是该盆地大地热流值较高,认为地温梯度高的原因来自地内深处.从侏罗系煤系源岩的类型、特征、分布,到对其有机显微组分:镜质组、惰性组、壳质组、腐泥组的组成,开展了侏罗纪煤系烃源岩倾气倾油性评价;尤其是进行热压模拟实验,开展中下侏罗统煤岩、碳质泥岩和煤系泥岩热压模拟液态烃、气态烃产率分析.指出侏罗系煤系源岩液态产烃率以煤岩为最高、泥岩次之、碳质泥岩最差;气态产烃率则以泥岩为最高、煤岩次之、碳质泥岩最差.     

金岭寺—羊山盆地北票组烃源岩特征

通过对采集的岩样进行地球化学综合分析,得出金羊盆地北票组为盆地主要烃源岩,为盆地油气生成提供了物质基础;北票组烃源岩有机质丰度不高,属差一中等烃源岩;干酪根类型以腐殖型为主,成烃母质为陆地高等植物：金羊盆地北票组烃源岩已经进入成烃门限．并处于成熟阶段中的低成熟到中成熟阶段。     

沉积岩包裹体烃源条件时间温度指数判别法的探讨--以鄂尔多斯下古生界为例

包裹体在油气地质邻域的应用,是近年来包裹体研究的热点和难点。本文探索性地运用沉积岩中包裹体测试数据计算烃源岩主要生烃时期的时间温度指数(TTI),对沉积盆地的烃源条件进行判别。首先利用鄂尔多斯下古生界包裹体显微测温数据求取捕获温度、计算古地温梯度,得出动态古地温曲线;然后计算出下古生界烃源岩的门限。奥陶系烃源岩生烃门限时间为280～131Ma,相当于二叠纪至侏罗纪,其对应的生烃门限温度为70～115℃,门限深度2100～3400m,生烃高峰期为181.4～149.6Ma,相当于侏罗纪中晚期。在生烃高峰期该层位的温度为110～115℃,埋深3300～3400m。和实际主要产气层分布相一致,说明了应用沉积岩包裹体计算时间温度指数,对烃源条件进行判别这种方法的有效性。