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.      

海相烃源岩二次生烃潜力定量评价新方法

烃源岩二次生烃的演化过程是残余干酪根热解演化与残留油热裂解转化两个既相互联系又完全不同的物理化学反应过程的叠加。本文利用自制高压釜热压生烃模拟实验装置,采取分阶段连续递进模拟实验方式,以海相烃源岩样品为例分别评价了残余干酪根的生烃潜力与残留可溶有机质转化油气潜力,建立了一套不同起始与终止成熟度海相烃源岩二次生烃潜力的定量评价方法,并首次明确提出了干酪根生油指数KIo、干酪根生气指数KIg、干酪根生烃指数KIh等评价烃源岩生烃潜力的参数,弥补了ROCK EVAL热解评价方法无法分别评价烃源岩在不同生烃演化阶段所生成的“油”或“烃气”潜力的不足。     

黔南坳陷海相优质烃源岩的生烃潜力及时空分布

黔南坳陷典型古油气藏的精细解剖对南方海相油气勘探有借鉴意义.本文利用沉积、有机岩石学和地球化学等综合手段,建立了黔南坳陷麻江古油藏、凯里残余油气藏地区和雪峰隆起西缘的二叠系-震旦系地球化学综合剖面,重点探讨了该地区优质烃源岩的生烃潜力和时空分布.黔东南地区,纵向自震旦系至二叠系均有烃源岩发育,其中早寒武世初期和二叠纪发育有两套优质烃源岩,以下寒武统盆地相、斜坡相的黑色页岩发育最好,有机质丰度高(TOC普遍大于2%),类型好(偏腐殖型),厚度大,是气候变暖、海平面上升和生物大爆发等全球性重大地质事件的耦合作用下,由热液活动、上升洋流等共同引起的高古生产力和缺氧环境控制的产物,是本地区大中型油气田形成的主要物质基础.二叠纪盆地相和泻湖相中发育的优质烃源岩对黔中隆起及其周缘地区油气成藏也具有重要作用.     

塔里木盆地奥陶系烃源岩二次生烃研究

为研究海相烃源岩二次生烃规律和塔里木盆地生排烃规律,以塔里木盆地奥陶系烃源岩为研究对象,首先通过构造-热演化史和生烃史研究得出,塔里木盆地典型构造单元奥陶系烃源岩具有二次生烃的特征,并且起始成熟度和生烃期次不同。然后选取自然条件下演化至不同起始成熟度的奥陶系海相烃源岩,采用热压模拟实验方法系统研究其二次生烃规律。研究表明：塔里木盆地奥陶系海相烃源岩二次生烃的主控因素是起始成熟度,二次生烃产率随起始成熟度增加规律性减小;低成熟和中成熟烃源岩具有大量生排油气潜力,出现相对延迟的生油高峰,高成熟烃源岩没有大量生油和生气的能力;两次不连续生烃量与一次连续生烃量的差值也受起始成熟度控制,具有阶段性;起始成熟度在低成熟到成熟阶段时,二次不连续生烃过程会增加烃源岩的生烃量,使生烃潜力增加,而高成熟阶段以后,二次不连续生烃过程就会减少烃源岩的生烃量,使生烃潜力减小。     

南祁连盆地木里凹陷侏罗系烃源岩沉积环境与生烃潜力

南祁连盆地木里凹陷侏罗系发育多层暗色泥岩,从有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等3方面对DK-3井烃源岩进行评价表明,其有机质丰度相对较高,有机质类型为Ⅱ1(腐殖-腐泥型)~Ⅱ2(腐泥-腐殖型)型,烃源岩整体处于成熟热演化阶段;烃源岩生烃潜力最高的层段为深度140~350 m内的黑色湖相泥岩,其有机质丰度高,类型好,且已达到成熟阶段;其次为深度630~720 m内的灰色泥岩夹层;其他层段烃源岩有机质丰度整体偏低,生烃潜力有限。     

南祁连盆地木里凹陷侏罗系烃源岩沉积环境与生烃潜力

南祁连盆地木里凹陷侏罗系发育多层暗色泥岩,从有机质丰度?有机质类型?有机质成熟度等3 方面对DK-3井烃源岩进行评价表明,其有机质丰度相对较高,有机质类型为Ⅱ1(腐殖-腐泥型)~Ⅱ2(腐泥-腐殖型)型,烃源岩整体处于成熟热演化阶段;烃源岩生烃潜力最高的层段为深度140~350 m内的黑色湖相泥岩,其有机质丰度高,类型好,且已达到成熟阶段;其次为深度630~720 m内的灰色泥岩夹层;其他层段烃源岩有机质丰度整体偏低,生烃潜力有限?     

中国南方海相生烃成藏研究的若干新进展(一) 南方四套区域性海相烃源岩的分布

通过对上、中、下扬子区121个地表及钻井剖面烃源岩的密集扫描取样和地化分析,系统研究了下寒武统、上奥陶统—下志留统、上二叠统、下二叠统四套区域性海相烃源岩的厚度及有机质丰度的纵横向分布,明确了海相烃源岩在纵向上以下寒武统和上二叠统为最好,横向上以上扬子区为最好,其次为下扬子区;确定了五个烃源岩发育区。明确了海相烃源岩以泥岩为主,碳酸盐岩烃源岩只出现在下二叠统栖霞组—茅口组,实测最大厚度为150m,从而表明中国南方不存在上千米厚的碳酸盐岩烃源岩。对四套海相烃源岩的厚度问题、层位问题、原始生烃潜量和碳酸盐岩烃源岩的鉴别问题等提出了认识。     

陆相烃源岩的沉积环境及其对生烃潜力的影响一以准噶尔盆地侏罗系烃源岩为例

本文以准噶尔盆地侏罗系烃源岩为例,从沉积角度出发,结合有机地球化学分析,探讨陆相烃源岩的沉积环境及其对生烃潜力的影响。陆相烃源岩的沉积不仅控制了烃源岩的发育与展布,而且还由于其中原始生物丰度和种类不同而直接影响着烃源岩的有机质丰度和类型。在陆相河流-三角洲-湖泊沉积环境中,半深—深湖及前三角洲中的暗色泥岩最具生烃潜力,这类暗色泥岩发育的原生有机物主要为水生低等生物和较少的高等植物,水介质条件以还原—强还原为主,所以其有机质丰度高,类型好(以Ⅰ、Ⅱ型为主)。三角洲平原及曲流河泛滥平原岸后湖泊中的暗色泥岩也具较好的生烃潜力,这类暗色泥岩的有机质母源主要来自高等植物,水介质条件为弱氧化—弱原还,因此其有机质丰度较高,但类型以Ⅲ型为主。
煤岩作为烃源岩,其生烃潜力取决于煤岩体积及富氢组分含量和演化程度。而煤岩体积和富氢组分含量又主要受控于成煤环境的古气候、古地理、成煤物质(古生物)及介质条件等。湖湾、滨湖沼泽煤最具生烃潜力,这类成煤环境不仅面积大、发育稳定,而且覆水程度高,底水介质条件多为还原—强还原;原生生物虽以高等植物为主,但发育较多的水生生物,因此其煤层不仅厚度大、分布连续,而且煤岩中的富氢组分较高。相比之下,三角洲平原、曲流河泛滥平原及网结河湿地沼泽煤的生烃潜力次之,辫状河泛滥平原沼泽煤的生烃潜力最差。     

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。     

南黄海盆地碳酸盐岩生烃动力学参数特征

南黄海盆地碳酸盐岩生烃动力学参数的研究对于估算该盆地油气资源潜力极为重要.利用黄金管-高压釜封闭体系的实验设备,对南黄海盆地栖霞组和青龙组2个碳酸盐岩样品进行了热模拟实验及生烃动力学分析.结果表明,栖霞组灰岩热解气体最高产率为102 mL/g TOC,青龙组灰岩为78 mL/g TOC;栖霞组灰岩生烃活化能主峰为52 kcal/mol,青龙组灰岩生烃活化能主峰为60 kcal/mol.栖霞组灰岩活化能主峰偏低可能是受样品中残留烃类影响,热成熟度参数R_o与气体产率的关系不受地质升温速率的影响,可以利用实验结果进行碳酸盐岩生烃量模拟.      

海相页岩二次生烃潜力热模拟实验研究

利用热压模拟实验的方法,选取自然演化不同起始成熟度的海相页岩,系统研究了海相页岩二次生烃规律。研究表明,海相页岩二次生烃过程不是一次生烃的直接延续,生烃特征与一次连续生烃也有差异。随着二次生烃起始成熟度的增加,二次生油产率存在比一次连续生烃滞后的生油高峰,并且随起始成熟度增加位置更加向后推移,已经处于高演化阶段的海相页岩不再有二次生油高峰。起始成熟度控制二次生烃潜力,起始成熟度处于生油窗之前的海相页岩具有较高的二次生油和生气潜力,起始成熟度处于生油窗的海相页岩具有较高的二次生气潜力和一定的二次生油潜力;起始成熟度高于传统生油窗的海相页岩,二次生油能力已经很低,但是演化到一定程度还具有相当的生气潜力;已经达到过成熟的海相页岩基本上不具备二次生烃潜力。此研究完善了二次生烃的理论研究,对中国叠合盆地海相烃源岩的评价有很好的指导作用。     

中国南方海相烃源岩中笔石生烃能力研究

我国南方海相页岩中普遍发育的笔石与海相页岩气成因具有密切的关系,但笔石是否具有页岩气生烃能力,一直未有可靠的、直接的相关实验证实。本文通过采集笔石含量丰富的黑色页岩,手工挑选纯笔石样品并进行热解生烃模拟实验研究,证实了笔石页岩中的笔石是一种较好的生烃母质。笔石样品的碳含量较高,贡献了笔石页岩的大部分碳来源。达到生油高峰后的笔石热解生烃产物主要为天然气-轻质油,这两部分生烃产物占总生烃产物的94%以上,且其中的气态烃占总烃比例达到了54%左右。分析认为,笔石的热解生烃特征介于Ⅲ型有机质和Ⅱ型有机质之间,近似于Ⅲ型有机质生烃特征,以气态烃产物为主。由此推论,在笔石热成熟演化过程中,其有机质生烃能力可能更高,与目前南方广泛发育页岩气的成因息息相关。     

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。     

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。     

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     

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。     

下扬子地区热历史与海相烃源岩二次生烃潜力

下扬子地区是中国南方海相油气勘探的优选地区,针对中、古生界海相油气勘探提出了“二次生烃,晚期成藏”的部署思路。通过盆地热史恢复获得热流史,然后正演计算烃源岩成熟度史,再利用实验模拟二次生烃量版,计算区内4套主要海相烃源岩的二次生烃强度。结果表明：(1) 下扬子地区苏北、苏南、皖南地区具有不同的热演化史;(2) 二叠系和下三叠统烃源岩具有好的二次生烃潜力(150～300 mg/g),志留系烃源岩有一定的二次生烃潜力(约为120 mg/g),寒武系烃源岩几乎不具有二次生烃能力;(3) 平面上,苏南、皖南地区的二次生烃条件整体上不利,苏北各凹陷区4套海相烃源岩二次生烃强度明显大于苏南和皖南地区。