煤生烃史系统动力学模拟

煤成烃是目前国内外油气勘探的新领域,是油气地质研究新的热点和重点。本文基于煤成烃研究的最新成果,运用\     

辽河盆地东部凹陷北段生排烃史模拟及分析

本区的生排烃史的研究是基于地史、热史的模拟基础上进行的,生排烃史的模拟是含油潜力预测的有效手段。从生烃强度来看,本区的生烃强度中心位于牛局-青龙台构造带,说明东部凹陷北段具备生烃洼陷,是形成独立的含油气系统的基础。本区三套烃源岩为:沙三段下部、沙一段和东营组。各时期的排烃量在东营组沉积末期达到高峰,反映了东营组末期右旋走滑运动对油气运移的巨大影响,是油气幕式运移的有利证据。本区的排烃强度中心位于牛局-青龙台构造带,油气呈发散式向两侧运移,因此,除本区的牛局-青龙台构造带外,茨榆坨高垒带和东部陡坡带也是油气聚集的有利场所。东营组时期是排油及排气量最大时期,占总排油量35.87%,占总排气量90.2%,沙三段沉积末期的排油量仅次于东营组沉积末期,说明本区的含油气系统至少有两个关键时刻。      

深层油气资源盆地模拟生排烃数值模型及其应用

深层烃源岩大多经历了多期构造运动,尤以抬升再沉降运动最为典型,这种抬升再沉降型烃源岩,经历了独特的地层埋藏史,热史,有机成熟史,生烃史,排烃史及运聚史,从而严重影响着其油气资源潜力,文章在研究该类运动对含油气盆地油气藏形成诸因素影响机理的基础上,利用数值模拟手段,进行含油气盆地生排烃研究,以分析,评价盆地深化层油气资源潜力,为深层油气勘探服务。     

应用荧光显微组分定量评价煤的生烃排烃潜力

在研究镜质组类型基础上，把富氢镜质组（荧光镜质体）作为有折扣的富氢显微组分（类脂组）对待，提出了利用荧光显微组分丰度－ＦＭＴ参数作为评价不同还原类型煤生烃，排烃的定量指标。煤岩学标志，有机地球化学参数和热模拟实验产烃率数据为ＦＭＴ值定量评价煤生烃排烃潜力的适用性和有效性提供了佐证。     

碳酸盐岩烃岩排烃过程的模拟

在评述排烃模拟研究现状的基础上，综合排烃研究的最新成果及若干碳酸盐岩烃源区的实际地质情况，认为碳酸盐岩油气运移的主要机理为压力驱动下沿微裂缝的独立烃相排出。含烃饱和度和破裂压力是控制烃类运移的二个主要因素，排烃遵循“压力增长－－岩石微破裂－－烃类排出－－微裂缝弥合”这一往复过程；最后，将该模式应用于鄂尔多斯盆地的排烃研究中，定量、动态模拟出下古生界下马家沟组碳酸盐岩烃源岩的油史和排气史。     

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。     

油气系统动力学模拟方法评价

介绍了油气系统研究中最新发展起来的油气系统动力学方法;在与常规油气盆地模拟方法进行比较研究的基础上,对系统动力学模拟方法进行了评价,指出系统动力学模拟可较好地解决目前油气盆地模拟中存在的许多关键问题,是研究油气系统的有效途径。     

海拉尔盆地煤及煤系泥岩生排烃定量评价

海拉尔盆地具有多煤阶煤分布。煤系源岩生、排烃数据反映:最好的煤层是南上段,其次是大上段;最有利的煤系泥岩是铜钵庙组与南屯组。各凹陷煤系源岩生气量大小顺序为:呼和湖凹陷>贝尔凹陷>乌尔逊凹陷>呼伦湖凹陷。各凹陷煤系源岩生油量多少顺序为:乌尔逊凹陷>呼和湖凹陷>贝尔凹陷>呼伦湖凹陷。煤系源岩排油量大小顺序为:乌尔逊凹陷、贝尔凹陷、呼和湖凹陷、呼伦湖凹陷。可见,乌尔逊凹陷、贝尔凹陷、呼和湖凹陷具有良好的煤成油气勘探前景,是海拉尔盆地寻找煤成气、煤成油资源不可忽视的有利地区。      

煤生烃动力学研究进展

化学反应动力学是评价煤的生烃过程和生烃特性行之有效的方法。目前,煤生烃动力学模型理论研究和标定得到了不断的深化,煤生烃动力学研究在认识煤源岩成烃规律方面也有长足发展,并在煤源岩评价中初见成效。但是在压力条件下,关于生烃动力学在煤源岩定量和动态评价方面的研究则报道较少。另外,对单体化合物形成动力学的研究还处于探索之中。这些研究将代表煤源岩生烃动力学领域未来发展的重要方向。     

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。     

煤成烃生成及排驱加水热模拟实验

用加水热模拟实验对采于我国胜利油田附近的石炭系太原组亮褐煤（R0＝0．56%）生烃潜力进行研究。煤样富含镜质组（74．5%）,壳质组少（8．8%）,惰性组占16．7%,其中镜质组以富氢的基质镜质体为主。煤样裂隙发育,形成于滨海沼泽相沉积环境。实验设200℃、230℃、260℃、290℃、320℃和350℃六个温度点,每个温度点加热72小时。实验结果表明该煤具有较高的生烃潜力和排油效率。其液态烃大量生成和排出始于R0＝0．76%（290℃）,在R0＝1．18%（320℃）时达高峰。气态产物从R0＝1．18%大量形成,直到R0＝1．53%（350℃）继续增大。实验分析认为煤的生烃能力除了与其有机质类型、有机质丰度等有关外,还与其形成的沉积环境有关,缺氧的还原环境是煤作为烃源岩形成和保存的有利沉积环境。裂隙的发育有助于煤成油的排驱和运移。     

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。     

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。     

排烃门限存在的地质地球化学证据及其应用

排烃门限概念的提出为有效源岩的判识奠定了理论基础, 它在油气勘探与资源评价中具有重要意义.采用地球化学的方法论证了排烃门限的客观存在.研究表明, 源岩进入排烃门限后, 其反映生烃潜能的指标(S₁+S₂)/TOC、氢指数以及反映烃源岩残留烃量的指标氯仿沥青“A”都开始明显降低; 烃源岩中可溶有机质的化学成分、生物标志物的含量与分布特征也都发生明显的变化, 没有进入排烃门限的源岩可溶有机质与原油差别大, 进入门限后的源岩可溶有机质开始与原油组分较为一致.渤海湾盆地东营凹陷沙四段泥岩和页岩的排烃门限分别为2 200 m和2 000 m左右, 排烃强度分别为0~1 100 kg/m2和0~150 kg/m2, 累积排出烃量为7.365×108 t和1.435×108 t.      

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。     

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.     

Formation Dynamics and Quantitative Prediction of Hydrocarbons of the Superpressure System in the Dongying Sag

Based on the theory of formation dynamics of oil/gas pools, the Dongying sag can be divided into three dynamic systems regarding the accumulation of oil and gas： the superpressure closed system, the semi-closed system and the normal pressure open system. Based on the analysis of genesis of superpressure in the superpressure closed system and the rule of hydrocarbon expulsion, it is found that hydrocarbon generation is related to superpressure, which is the main driving factor of hydrocarbon migration. Micro fractures formed by superpressure are the main channels for hydrocarbon migration. There are three dynamic patterns for hydrocarbon expulsion： free water drainage, hydrocarbon accumulation and drainage through micro fissures. In the superpressure closed system, the oil-driving-water process and oil/gas accumulation were completed in lithologic traps by way of such two dynamic patterns as episodic evolution of superpressure systems and episodic pressure release of faults. The oil-bearing capacity of lithologic traps is intimately related to reservoir-forming dynamic force. Quantitative evaluation of dynamic conditions for pool formation can effectively predict the oil-bearing capability of traps.     

准噶尔盆地南缘侏罗系煤生烃热模拟实验研究

采用黄金管-高压釜热模拟体系,开展准噶尔盆地南缘地区侏罗系八道湾组和西山窑组煤的生油和生气演化特征研究,对区域油气资源评价和油气资源研究具有重要意义。煤热模拟实验结果表明,准噶尔盆地南缘八道湾组煤生油潜力明显高于西山窑组煤,其生油高峰在R_o(镜质体反射率)=1.07%,最大生油产率的分布范围为60.13~83.27 mg/g,具有一定的排油能力;西山窑组煤生油高峰在R_o=0.96%,最大生油产率分布范围为27.14~62.14 mg/g,部分样品具有一定的排油能力。八道湾组煤和西山窑组煤生气能力接近且均较好,生气窗长。R_o为0.90%时,煤开始生气;R_o在1.07%~1.65%时,煤进入快速生湿气阶段,煤裂解气产量是最大产气量的50%左右;R_o达1.65%后,煤进入干酪根裂解生气阶段;R_o在3.60%时,煤生气基本结束,最大生气产率分布范围为92.23~141.26 mg/g。南缘西段艾卡构造带八道湾组煤层厚度为10~20 m,R_o在1.0%左右,处于煤生油高峰,生油量在57.10~81.19 mg/g,且煤具有有机碳含量高的特点,认为该区煤具有形成带气顶的油藏的潜力。准噶尔盆地南缘中段霍玛吐背斜带和昌吉—乌鲁木齐地区侏罗系煤层厚度大,最厚达60 m,烃源岩R_o在1.3%~2.0%之间,处于煤大量生干气阶段,生气量为60.21~104.27 mg/g,认为准噶尔盆地南缘中段煤具有形成凝析气藏和干气藏的条件。     

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。