不同地质环境下原油裂解生气条件

烃源岩生成的油主要有3种赋存形式:源内分散液态烃、源外分散液态烃和源外聚集液态烃.3种赋存状态液态烃由于所处温压环境不同,周围介质的条件不同,有机无机的相互作用导致原油发生裂解条件有差异.原油与不同介质配样的生气动力学实验表明,不同介质条件下甲烷的生成活化能分布差异较大,碳酸盐岩对油裂解条件影响最大,可大大降低其活化能,导致原油裂解热学条件降低,体现在油裂解温度的降低;泥岩次之,砂岩影响最小.碳酸盐岩、泥岩和砂岩对油的催化裂解作用依次减弱,不同介质条件下主生气期对应的Ro值:纯原油1.5%～3.8%;碳酸盐岩中的分散原油1.2%～3.2%;泥岩中的分散原油1.3%～3.4%;砂岩中的分散原油1.4%～3.6%.压力对原油裂解作用的影响较为复杂,在慢速升温条件下,压力对油裂解生气有抑制作用,而在快速升温条件下,压力对油裂解生气作用影响不显著;压力的大小在原油裂解的不同演化阶段作用效果也不同.以塔里木盆地中下寒武统为例研究油裂解生气量,原始生油量2232.24×108t,剩余油量806.21×108t,油裂解气量106.95×1012m3.     

塔里木盆地天然气氢同位素地球化学与对热成熟度和沉积环境的指示意义

通过对塔里木盆地主要含气区74个天然气样品碳、氢同位素分析, 天然气可分为6类, 即: ①与陆相煤系有关的煤成气; ②与三叠-侏罗系湖相泥岩有关的煤成气; ③与海相沉积的寒武系-下奥陶统烃源岩有关的油型气; ④与海相-海陆过渡相烃源岩有关的油型气; ⑤石炭系海陆过渡相烃源岩与中生界腐殖型有机质形成的混合气; ⑥塔西南坳陷有机热解气与少量深部气形成的混合气. 不同类型天然气中甲烷氢同位素组成受源岩沉积环境(有机质类型)和热成熟度双重因素控制, 其中沉积环境(有机质类型)为主要控制因素, 其次为热成熟度; 在源岩热演化程度相近时, 甲烷氢同位素组成主要与其源岩沉积环境(有机质类型)有关. 随着气源岩热演化程度的增高和/或烷烃气碳数的增加, 烷烃气氢同位组成呈逐渐变重的趋势; 重烃气氢同位素组成(d D2, d D3)主要受源岩热成熟度控制, 其次为源岩沉积环境. 烷烃气氢同位素系列局部倒转与细菌氧化、不同类型天然气混合和/或同一类型不同热成熟天然气混合有关. 在油型气中, d D1>d D2可能与硫酸盐还原反应有关.     

塔里木盆地奥陶系海相源岩中两类生烃母质

中上奥陶统海相源岩是塔里木盆地的主要油源岩, 高有机质丰度生油岩发育在台缘-坡灰泥丘相之中. 中等成熟的(等效镜质体反射率0.8%-1.3%)这类油源岩中明显存在两类生烃母质, 表现为两类不同光性有机显微组分. 一是具明显黄色和褐黄色荧光的富氢组分, 主要为结构藻类体、 层状藻类体、 碎屑类脂体, 主要来源于浮游藻类和疑源类; 二是不具荧光的, 光性上类似于镜质体的相对贫氢组分, 显微镜下其形态多呈条带状. 宏观化石和显微有机组分对比分析表明, 镜状体来源于底栖叶状体植物(如较贫氢的褐藻类). 对更多的元古界和下古生界宏观藻化石的有机岩石学分析揭示原始贫氢的有机质在前泥盆系海相源岩中广泛存在, 这是一些浅水碳酸盐岩有机质类型较差(IIB型和III型)的主要原因.     

中国含煤-含气(油)盆地的地质条件

中国有5类含煤盆地, 含煤盆地的形成、发展与历次构造事件密切相关, 其中印支运动对中国含煤盆地构造格局、古地理景观的变革尤为重要. 中国含煤盆地的演化可划分为两大发展阶段、3种结构型式和两类沉积环境. 总结中国含煤-含气(油)盆地的地质条件表明: 只有曾长期深埋地腹的煤系地层才有可能成为含煤-含气(油)盆地, 成为中国天然气的主要勘探对象. 在各类含煤-含气(油)盆地中, 以类前陆型煤成气前景最好; 裂(断)陷型煤成气聚集的丰度最高, 最有利于生成煤成油; 克拉通型煤成气丰度偏低, 演化程度偏高. 由以上3种类型含煤盆地为主在中国形成了3个煤成气主要聚集区: 西部区、中部区、近海海域区. 未来勘探煤成气田的重点盆地: 塔里木、鄂尔多斯、四川、东海及莺琼盆地.     

塔里木盆地海相烃源岩与原油芳烃单体烃碳同位素分布特征及其意义

芳烃化合物是原油和烃源岩抽提物中的主要馏分,经过小型氧化铝两步层析法,可以得到分离度高的二环芳烃和三环芳烃化合物.塔里木油田不同地区的上奥陶统烃源岩和寒武系‐下奥陶统烃源岩抽提物芳烃馏分的GC-IRMS分析表明芳烃单体烃碳同位素组成除受热演化程度影响外,还受有机质来源、沉积环境和成烃过程的影响.无论是烷基萘、烷基联苯、烷基菲的亚系列,还是单体化合物,如1-甲基菲、9-甲基菲、2,6-二甲基菲等的δ13C值均表现为寒武系‐下奥陶统烃源岩偏重,两套烃源岩之间亚系列的δ13C差值最高可达16.1‰,单体烃之间差值可达14‰.综合塔里木盆地不同时代烃源岩和原油的生物标志物组合特征及单体烃的碳同位素组成,可为油源对比提供强有力的佐证.塔中地区大部分奥陶系原油9-甲基菲具有偏负的δ13C组成,贫伽玛蜡烷,富含升藿烷,主要来自于上奥陶统烃源岩;而塔东地区原油和部分塔中地区原油富伽玛蜡烷、贫升藿烷,9-甲基菲的δ13C组成明显较重,表明其主力油源岩为寒武系‐下奥陶统烃源岩.     

联苯系列化合物与苯并萘噻吩系列化合物的形成机制

通过模拟实验研究了联苯系列化合物与苯并萘噻吩系列化合物的形成机制 .联苯系列的成因主要有两个 :一是含有共轭烯键的链状化合物或含有共轭烯键链的化合物芳构化 ,二是硫作用于普通链状化合物夺去部分氢形成 (硫化氢和 )共轭烯中间体 ,进而芳构化形成联苯系列 ;苯并萘噻吩系列的直接前身物质之一可能是苯基萘系列 ,含有共轭烯键的链状化合物或具有共轭烯链的化合物以及饱和与不饱和链状化合物在硫的作用下都可以转化成苯并萘噻吩系列 .联苯系列化合物对热稳定 ,但在硫或氧存在条件下可以分别转化成硫芴系列和多环芳烃或氧芴系列和多环芳烃 .联苯和甲基联苯之和在联苯系列总量中的比例可以用来判断环境 ,在成熟度不太高的前提下 ,如果比例数高说明环境偏咸 ,反之则说明环境偏淡 .原油中苯并萘噻吩系列化合物含量高表明原油曾经历过丰富硫的作用 .但这个作用可能发生在油源岩中 ,也可能发生在油藏中 .     

应用原油GC-AED苯并噻吩类谱图判识沉积环境及成熟度

利用新开发的色谱 等离子体原子发射光谱 (GC AED)技术对我国 1 0个含油气盆地不同沉积环境的原油和轻质 (凝析 )油中有机硫化物进行了分析和鉴定 .研究结果表明 ,不同沉积环境中形成的原油 ,其有机硫化物的分布具有明显差别 .海相碳酸盐岩生成的原油具有十分丰富的含硫化合物 ,海陆交互相和滨海相源岩生成的原油有较高的含硫化合物 ,而淡水湖相和沼泽相源岩形成的原油含很少或在仪器检测范围未检出含硫化合物 .这对油源对比研究提供了一种新的有效的方法 ,并初次尝试用原油中二苯并噻吩化合物的各项参数 ,与伴生天然气的甲烷碳同位素的相关关系探讨油气演化程度 .     

裂解气相色谱技术在煤成烃评价中的应用

根据干酪根热降解成烃理论,运用裂解色谱(PY-GC)技术,提出了煤成烃产率计算新方法,并对Powell提出的煤成烃产率评价指标进行了重新评定,初步确定煤系地层有效气源岩的烃产率门限值(HC/TOC)为30mg/g,有效油源岩的烃产率门限值为60mg/g,进一步证实了裂解产物中C1～C5总烃、C6～C14链烷烃+链烯烃、C15~+链烷烃+链烯烃三端元组分的相对含量是判识煤系地层源岩有机质成烃类型的有效方法。     

傅里叶变换离子回旋共振质谱对中国高硫原油的分子组成表征

常规GC/MS只能分析饱和烃和芳烃馏分中具有挥发性的小分子化合物,以此技术研究原油中含硫杂原子的分布具有明显的局限性.本文采用具有超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)技术,从分子层次研究中国下第三系典型盐湖相膏盐沉积盆地原油中的硫化物,从分子中杂原子类型、碳原子数和缩合度(以等效双键DBE表示)等方面整体描述有机硫化合物的分子组成.有机硫化合物的杂原子类型十分丰富,鉴定出S1,S2,S3,OS,OS2,O2S,O2S2,NS和NOS等类型(S1表示化合物分子中的杂原子仅含有1个硫原子的杂原子化合物).江汉原油中高丰度有机硫化合物以硫醚类为主,主要是一环环硫醚类化合物;晋县凹陷高硫重质稠油中有机硫化合物主要是苯并噻吩和二苯并噻吩类化合物,缩合度和碳数范围大大增加.晋县凹陷和江汉盆地虽然同属下第三系盐湖相膏盐盆地,发育碳酸盐-蒸发岩沉积,但在不同微生物作用下硫的化学成岩演化明显不同,导致具有明显不同的生物标志物组合特征、有机硫化合物分布乃至不同的未熟油-低熟油生油机理.     

海南岛鹿回头水尾岭海滩岩中的微生物碳酸盐沉积研究

从地质微生物学和碳酸盐沉积学两方面对海南岛三亚鹿回头水尾岭海滩岩中的微生物碳酸盐沉积进行研究, 研究结果显示三亚鹿回头海滩岩中含有微生物碳酸盐沉积, 与微生物活动有关的胶结物也很常见. 海滩岩中的微生物碳酸盐沉积主要发育在珊瑚(碎屑和碎块)骨骼孔穴中或珊瑚体的表面, 而很少发育在珊瑚和其他生物碎屑堆积而形成的空隙中. 微生物碳酸盐沉积一般呈叠层状、薄的结壳状、穹状、微生物石等多种形态生长, 黏结细小的生物碎屑, 大多具有微生物的管形丝状体和纹层状的生长纹. 珊瑚骨骼孔穴中的微生物碳酸盐沉积呈叠层的尖锥体, 生长方向不定, 随珊瑚骨骼孔穴的延伸方向生长, 具有清晰的生长纹层, 显示明显的阶段性, 是隐生微生物碳酸盐沉积的一种独特发育形式. 微生物成因的胶结物多以针纤状方解石、钙化的菌类丝状体和莓状钙球的形式出现, 并以针纤状方解石最为常见. 这表明微生物活动和微生物碳酸盐沉积在热带海洋受季风影响下的以碳酸盐为主要成分的海滩岩形成中起着重要的作用. 研究工作第一次发现和描述了我国南海北部海岸海滩岩中的微生物碳酸盐沉积和与微生物活动有关的胶结物, 研究结果支持海滩岩中的胶结物部分是源于微生物成因的, 肯定了微生物在碳酸盐沉积方面的重要作用, 从一个新的研究角度拓宽了海滩岩的认知领域.     

煤成油排驱机理与初次运移

从吐哈盆地煤成油典型实例出发 ,分析了煤的物性特征及烃类与煤中各级孔隙相互作用机理 .指出烃分子与煤孔隙表面质点相互作用是煤成油排驱的主要制约因素 .煤孔隙分布特征及生烃潜力是制约煤成油排驱的内在因素 ,构造挤压剪切应力是煤成油排驱的外在动力 ;煤成油排驱具有较泥质岩更大的地质色层效应 ,其最有利排驱时期应是Ro 为 0 .9%以前 ;相互连通的孔隙网络及裂隙与输导层如断层相连 ,构成了烃类网络中心的烃类排驱运移出母体的主要通道     

准噶尔盆地西北缘车排子地区新近系沙湾组油源探讨

位于准噶尔盆地西北缘车排子地区的车89井在新近系沙湾组地层中获得高产工业油流,为准噶尔盆地南缘前陆斜坡带新近系勘探开辟了新的领域.车排子地区与四棵树和沙湾二个生烃凹陷毗邻,存在石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系和古近系等多套烃源岩,具有形成混源原油的地质和地球化学条件.车89井新近系样品原油碳同位素、族组成及生物标志化合物组成特征等地球化学分析表明,新近系沙湾组原油与单纯的二叠系、侏罗系烃源岩既有某种程度的类似,又都存在一定的差异,没有明确的油源关系,为二者的混源产物.地球化学分析及地质研究表明,古近系乌伦古河组砂岩抽提物与新近系沙湾组原油和砂岩抽提物为同源但不是同期充注,乌伦古河组中的油气在新近系地层沉积前已完成充注,并遭受较为严重的生物降解和氧化水洗作用,从另一方面证明车89井新近系沙湾组原油不可能来自古近系烃源岩.     

鄂尔多斯盆地中东部长6复杂低渗储层测井评价

开展复杂低渗储层特征、测井响应及其控制因素分析,有助于储层评价与油水层识别.鄂尔多斯盆地中东部长6期沉积具多物源供给、沉积相带频繁变化的特点,来自不同物源的沉积砂体岩石碎屑成分存在明显差异.长7、长6沉积期盆地周边的火山作用,致使一些地区的长6砂体具有相对高放射性特征.长6储层孔隙类型多样,孔隙结构特征复杂多变,再加上地层水系统的变化,致使一些油区长6低电阻率油层与常规油层、高电阻率水层与常规水层共存.研究结果表明,成藏动力与阻力的对比关系决定了在同一砂体中除存在常规油水分布外,还可能存在油水倒置分布.因此,加强钴前预测、钻井过程监督与调整、钻后综合研究、生产实践检验、解释模型与参数调整、老井复查等,有利于识别油水层,整体把握油水分布规律.     

合肥盆地南缘碎屑锆石定年及其对大别造山带超高压岩石折返的指示

合肥盆地形成于大别造山带同造山折返阶段,其演化过程与造山带隆升密切相关.在详细野外考察基础上,本次工作对合肥盆地南缘下侏罗统防虎山组、中侏罗统三尖铺组及造山带南部的宿松杂岩内的云母石英片岩和黑云母花岗片麻岩开展了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年.定年结果显示,防虎山组砾岩及其中砾石的碎屑锆石年龄主要集中于2.0～1.8Ga,与宿松杂岩岩石基本一致,并且长石砂岩碎屑锆石年龄中缺失佛子岭群特征的1000～900Ma年龄峰,表明防虎山组物源更可能为高压-超高压变质岩、古生代岩浆岩以及宿松杂岩构成的混合物源.三尖铺组以印支期和新元古代年龄为主,两个样品的年龄结果集中出现在797和791Ma(新元古代中期)和226Ma(三叠纪),同样缺失佛子岭群碎屑锆石年龄特征.佛子岭群被掩盖的现象存在两种可能的形成机制,一种是大别造山带发生了部分岩石的向北折返,导致部分佛子岭群被宿松杂岩覆盖,其余部分则形成合肥盆地基底;另一种则是俯冲过程中部分宿松杂岩岩石卷入构造加积楔,堆积在佛子岭群之上.     

海湾盆地八面河地区油气运聚与成藏特征分析

采用地质与地球化学原理与方法对渤海湾盆地八面河油气区进行系统测试和分析, 定量估算该油田的油源分配, 提出了相应的运移通道和成藏机理. 研究结果表明, 虽然八面河油田附近埋藏较浅的沙四段烃源岩提供的“未熟-低熟油”在八面河地区原油中占一定的比例, 但这些原油的主体应来自相邻的生油洼陷——牛庄和广利洼陷内埋深超过2700 m的沙四段成熟烃源岩. 定量计算表明, 八面河地区未熟-低熟油的含量不超过20％, 其余为正常原油. 来自生烃洼陷的油气的运移受断层、砂体运载层等优势通道共同控制, 八面河油田只是运移优势通道的指向之一. 新提出的原油来源与运聚模式已为近期油气勘探实践所证实.     

鲁西中生代闪长岩中的深源超镁铁质岩捕虏体及其富硅交代特征

山东莱芜铁铜沟岩体中含有大量深源超镁铁质岩捕虏体. 橄榄岩捕虏体发育两期交代现象: (ⅰ) 早期交代以发育粒间单斜辉石和金云母为特征; (ⅱ) 晚期交代以发育斜方辉石脉体(含少量斜长石和角闪石)为特征. 超镁铁质岩捕虏体的组合特征、矿物学特征、平衡温度及交代特征支持其来源于壳幔过渡带. 其主量元素、稀土元素和Sr-Nd同位素特征暗示晚期富硅交代与寄主岩的成因有关, 反映了该区晚中生代岩石圈深部存在的熔体-岩石相互作用.     

四川盆地上三叠统须家河组气源岩分子地球化学特征——海侵事件的证据

系统剖析了不同层位、不同岩性煤系气源岩饱和烃与芳烃的地球化学特征,揭示了四川盆地上三叠统须家河组气源岩沉积时曾受到明显海侵事件的作用,对其源岩的生源输入与沉积环境均有较大的影响.分子地球化学特征表明:气源岩中正构烷烃存在明显的双峰态分布特征,菌、藻类生源化合物丰富,在全烃色谱图中即可辨别这些化合物的存在,反映出低等生源输入量较大;Pr/Ph比值较低,主要分布范围为0.33～0.86,平均仅0.60,与沼泽相煤系烃源岩中Pr/Ph值常大于2.0的特征完全不同,具有海相或盐湖相烃源岩的分布特点;气源岩中β-,γ-胡萝卜烷及其降解系列十分发育,在全烃色谱图中即可辨认出其存在,反映出水体的还原性较强;气源岩中甲基甾烷与甲藻甾烷十分发育、含量丰富,芳烃馏分中含硫芳烃相对丰度较高,"三芴"系列组成既不同于典型的盐湖相源岩,也与常规的沼泽相源岩存在明显差异,表明气源岩曾受到海侵作用的影响.     

构造煤AVO特征及正演模拟研究

瓦斯突出是当前影响我国煤矿安全生产的主要因素之一.由于不同性质的煤层其瓦斯突出的可能性不同,原生煤具有低瓦斯炙出可能性,构造煤瓦斯突出可能性较大,而具有软分层特征的构造煤其瓦斯突出的可能性极高.由于不同性质煤层间的岩性差异较大,构造煤的泊松比要比原生煤的泊松比大0.1～0.2.因此,不同煤层与其顶、底板岩性差异不同,从而其顶、底板反射波的AVO曲线存在较大差异.从而可以通过AVO分析技术探测瓦斯突出可能性较高的构造煤的分布,特别是具有软分层特征构的造煤的分布.通过这种方式可以为煤矿安全生产提供第一手的地质资料.但目前AVO技术是以石油工业为基础发展而来的,并不完全适用于煤系地层.通过对煤层顶、底板AVO曲线的对比分析,发现目前常用的AVO近似方程对煤系地层来说精度较低,严重影响AVO分析精度.本文通过对Zoeppritz方程及其主要近似方程的分析对比,提出了一种改进的Hilterman近似方程,从而极大地提高了煤系地层AVO曲线的近似精度,使高精度的煤系地层AVO分析成为可能.另外,通过对构造煤顶、底板AV0曲线的分析,发现构造煤底板反射波较复杂并不适合AVO分析,而其顶板反射波规律性较强有利于AVO分析.     

塔里木盆地环满加尔凹陷油气来源与勘探方向

自塔河油田发现以来,关于主力烃源岩是寒武系还是中上奥陶统一直存在争议.本文以英买2和塔东2井原油作为中上奥陶统和寒武系烃源岩来源的端元,对比分析了塔北轮南与哈德地区原油、沥青吸附烃和沥青包裹体饱和烃生物标志物.其三环萜烷C_(21)/C_(23)比值小于1,指示其与上奥陶统烃源岩有关,而储层沥青和沥青包裹体中饱和烃中甾烷C_(28)/(C_(27)+C_(28)+C_(29))比值大于25,指示其与寒武系烃源岩有关.但塔北原油该比值小于25,具有上奥陶统烃源岩特征,表明塔里木盆地原油来源具有复杂性.塔里木盆地奥陶系油藏原油组分与碳同位素组成对比表明,塔北(含塔河油田)、塔中等油藏原油主要处于以英买2和塔东2原油为端元构成的二元混合区间内,指示了塔北和塔中原油呈现出寒武系和中上奥陶统烃源岩生成原油发生混合后的特征,从塔北南坡向塔中北坡方向寒武系烃源岩贡献逐渐增加.在钻井地层、沉积相资料约束下,以地震反射特征为基础,重新编制了寒武系、中下奥陶统和上奥陶统烃源岩空间展布,指出优质烃源岩空间上主要位于盆地斜坡带,纵向上主要发育于水进过程中最大海泛面.受盆地构造格局迁移演化影响,不同区域烃源岩的叠置不同.盆地原始沉积结构和后期改造过程共同控制了油气分布,塔中北围斜区-顺托-古城地区长期临近斜坡区,必将是近期油气勘探的重要战场.     

页岩型与粉砂岩型“页岩油系统”甜点段判识——以鄂尔多斯盆地长7段为例

中高成熟度页岩油是中国陆相页岩油获得规模突破的最现实领域.中国陆相页岩油存在3个“美中不足”:油质偏重、甜点区偏小、连续分布偏差.在页岩油储层中找准“甜点段”是陆相页岩油高效勘探开发的关键.文章针对鄂尔多斯盆地长7段夹粉砂岩型(Ⅱ类页岩油)与纯页岩型(Ⅲ类页岩油)开展研究,识别出源内容烃层、供烃层和滞烃层三类地层单元,构成源内“页岩油系统”.源内容烃层岩性以粉砂岩为主,容留外部运移来的烃类,孔隙连通率32～57%,孔喉网络连通性较好,构成粉砂岩型甜点段.源内供烃层主要由高TOC含量泥页岩为主,为源内生、排烃主力层段,孔隙连通率28～30%,孔喉网络模型显示三维连通性较好,存在纵向路径向外排烃.源内滞烃层具有较低的TOC含量,以泥页岩自生滞留和接受外部运移烃类为主,孔隙连通率17～42%,孔喉网络连通方向不均一,轻质及低碳数烃倾向优先滞留甚至封闭在小孔中,是泥页岩型甜点段.页岩油在烃源岩内部发生运移、产生组分分馏效应,使源内容烃层和滞烃层相对于供烃层聚集了更多页岩油形成甜点段的过程,称为源内运移.运移路径包括页岩油从泥页岩向粉砂岩夹层、从高TOC泥页岩段向低TOC泥页岩段运移.页岩油源内...