两种模拟方法(或加温方式)实验结果对比

进行单温阶加温和连续加温两种方式的模拟实验,前者相当于封闭体系,后者相当于开放体系.对比两者的油气产率,并探讨两者与自然界烃源岩生排烃过程之间的关系.实验结果表明,总气体产率和烃气产率开放体系均低于封闭体系;排出油量和总生油率开放体系均大于封闭体系.自然界烃源岩的生排烃过程可能是介于封闭体系和开放体系之间的一种状况.     

烃源岩生排烃组分法模型研究与应用

本文提出了一种新的烃源岩生排烃组分法模拟模型。组分法生烃模型根据热模拟实验得到的组分产率曲线模拟烃源的生烃史。排烃模型包括开放体系模型和间歇开放体系模型，分别用于模拟以压实作用为主要动力的孔隙排烃和以异常高压为主要动力的微裂缝排烃。这一模型根据孔隙温度、压力和烃类组成，采用热力学方法模拟孔隙体系流体体积和相态的变化、不同组分在各相中的分布，并由此求出各组分的排出量和总排烃量。对陕甘宁盆地古生界源岩生排烃史的模拟结果表明，该模型具有实用价值。     

碳酸盐岩生气的热模拟实验

采用半封闭外加温加压式热压模拟装置对碳酸盐岩的生烃情况进行了热模拟实验。利用自然样品和人造样品相结合,研究了碳酸盐岩生气量随成熟度和温度变化的趋势,探讨了碳酸盐岩的生气规律:碳酸盐岩气态烃产率随温度升高而增大,并且在某一温度点(460℃)之后,气态烃产率的增大非常明显;温度是碳酸盐岩生烃的重要影响因素;随着温度增高,碳酸盐岩的生烃潜力不断降低,其间有一个生烃潜力的巨变阶段;碳酸盐岩生烃过程中,总有机碳TOC变化不明显,这可能与样品本身的TOC太低有关;碳酸盐岩的气态烃产率与有机质丰度的关系并不明显。     

生烃热模拟研究进展及对非常规油气成藏研究约束

生烃热模拟实验是烃源岩成烃潜力与资源评价的重要手段,也是揭示页岩油气等非常规能源成藏序列的重要正演方法。生烃热模拟实验可以根据体系的开放性分为开放体系、封闭体系和半开放体系热模拟实验,选择不同的模拟实验方法应用于不同的研究目的。开放体系是与干酪根初始裂解反应最相近的热模拟方法,半开放体系是最为接近实际地质体中烃源岩热演化的热模拟体系,封闭体系更适用于Ⅲ型干酪根生烃模拟的研究,是认识重烃二次裂解的重要方法。在有机质热演化过程中,生成油气会受温度、压力、水介质、催化剂等条件的影响,这些外界因素也会对热模拟实验产生重要影响。热模拟实验在非常规资源中应用较广泛,既可以研究烃源岩的生排烃特征、成烃潜力及油气滞留特征;也可以分析作为储层的泥页岩的储集物性及孔隙类型演化特征等。目前热模拟实验在碳酸盐岩烃源岩热模拟实验、页岩热演化过程中的微米-纳米孔隙结构变化特征,有机质生排烃与泥页岩储集物性的协同演化关系这三个方面取得重要进展,也是未来的主攻方向。     

用开放体系的热解方法对烃源岩生烃动力学的研究:以东营凹陷某生油岩为例

近年来，烃源岩生烃热模拟实验与生烃动力学研究主要采用封闭体系。然而，在某些地质条件下，烃源岩所处的地质环境更接近于开放体系。应用美国加里福尼亚州理工学院环境能源研究中心多冷阱热解气相色谱仪，结合Kinetics生烃动力学专用软件，对取自东营凹陷的1块ES3页岩生油岩在开放体系条件下进行了生烃动力学研究。结果表明，该生油岩C1-5、C13^ 、C6-12及C1^-生成活化能分别为：238～339、205～268、222～272和251～285kJ／mol。在此基础上，结合利津洼陷埋藏史与受热史，对烃源岩生烃史、生成烃类油气比等成烃特征进行了研究。本研究为生烃动力学方法在油气评价中的应用提供了一个范例。     

中国典型海相富有机质页岩的生气机理

目前页岩生烃的评价体系主要停留在静态条件下,忽略了成烃的动态过程,不能正确评价页岩原始的生烃潜力.采用生烃动力学模拟实验方法,分别对一个相对低成熟的典型海相富有机质页岩及其干酪根样品开展封闭体系和半开放体系下的人工熟化,并对熟化后的两个系列样品进行黄金管生气动力学模拟实验.对裂解产物中气态烃化合物、轻烃类化合物以及碳同位素开展了定量分析,结果表明,甲烷生成过程被划分为4个阶段,即生油（小于1.0% EayR_o）、凝析油生成（1.0%~1.% EayR_o）、湿气生成（1.%~2.2% EayR_o）和干气生成阶段（大于2.2% EayR_o）;页岩中甲烷的最大产率主要来自干酪根的初次裂解（占22.7%）、可排沥青（占7.6%）和残余沥青（占19.6%）的二次裂解;经过早期排烃作用的页岩样品仍有大量的可溶沥青,在高-过成熟阶段其可以与干酪根、不可溶沥青相互作用,成为晚期主要的页岩生气母质.      

碳酸盐岩与泥质烃源岩生气规律对比研究

配制了两套成熟度相近的碳酸盐岩和泥质岩丰度系列样品。采用半封闭外加温加压式热压模拟装置对碳酸盐岩的生烃情况进行了热模拟实验，研究了碳酸盐岩生气量随成熟度和温度变化的趋势，探讨了碳酸盐岩生气的变化规律。碳酸盐岩与泥质岩的生烃潜力是有机质质量和有机质丰度的函数，与岩性无关；碳酸盐岩的产气规律与泥质岩相似，而且两者产烃的量级也相当，并不存在碳酸盐岩生排烃效率高的现象；碳酸盐岩和泥质岩总有机碳(TOC)含量在热模拟过程中基本上不发生变化；不同岩性的有机质的产烃效率主要受温度和有机质类型决定。     

鄂尔多斯盆地南部长7暗色泥岩与黑色页岩生烃动力学特征对比分析

以往对鄂尔多斯盆地南部地区长7油层组(简称长7)中烃源岩生烃潜力的研究主要是采用静态地球化学指标进行的,目前尚无对生烃动态特征的系统评价,因而制约了对长7烃源岩生烃潜力和页岩油资源分布有利岩性的客观认识。为此,选取长7不同类型的烃源岩样品,通过开放和封闭热模拟实验,对比分析了不同类型烃源岩的动力学参数、生烃产物、产率特征及生烃演化规律。结果表明:(1)黑色页岩活化能分布范围比暗色泥岩更为集中,且主频活化能和频率因子均低于暗色泥岩,体现了快速生烃的特性;(2)在外推到地质条件下,黑色页岩主要生烃期对应的R_o值(0.70%~0.87%)低于暗色泥岩(1.06%~1.72%),且以生油为主;(3)R_o在0.9%~1.3%范围内,黑色页岩的总烃产率高于暗色泥岩,生油量高于暗色泥岩。结合研究区两类烃源岩的地球化学资料综合分析表明,黑色页岩是研究区页岩油资源形成与分布的有利烃源岩。     

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。     

泥岩成岩矿物演化特征与成岩体系划分：以东营凹陷古近系为例

成岩过程中泥岩的成岩矿物会随成岩体系的改变而发生变化，因此有效地识别成岩矿物组合与划分成岩体系，对深刻 理解有机质生烃的差异性具有重要的意义。文章选取东营凹陷古近系不同层段埋深在1200~4500 m的泥岩，通过岩石薄片、 扫描电镜和X射线衍射等检测，有效地区分了外源输入的矿物（如石英）与成岩矿物（亮晶方解石和白云石）等显微特征的差 异，据此建立了定量估算泥岩中成岩转化的黏土矿物含量的方法：C陆源=（C/Q）沙一×Q样品和C成岩=CXRD-C陆源，其中C为黏土矿物含 量，Q为石英含量，更好地反映了泥岩成岩过程中黏土矿物的演化特征。在埋藏演化过程中泥岩中的成岩矿物和组合呈现出 两段性，3000 m以上黏土矿物和白云石的成岩转化较慢，形成了以伊蒙间层+高岭石的成岩矿物组合，推断其经历了酸性成岩 环境和开放成岩体系；3000 m以下黏土矿物和白云石的成岩转化过程加快，形成了以伊利石+绿泥石+白云石的成岩矿物组 合，推断其经历了碱性成岩环境和封闭成岩体系，充分展现了泥岩在深浅层成岩环境和体系的差异性。与前人研究东营凹陷 泥岩中由有机质生烃产生异常压力造成的开放/封闭体系界限基本吻合，表明泥岩中矿物埋藏演化经历的成岩体系与有机质 生烃形成的压力体系具有较好的响应关系，这对认识不同成岩体系下有机质的生烃过程和生烃机理的差异性具有重要的 意义。     

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。     

鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系碳酸盐岩生烃能力研究

产率比是有机质在某一成熟度下的气态烃类产物的产率与其最终气态烃产率的百分比,对相同类型有机质的不同阶段的产率比进行分析可建立该类型有机质的产率比与成熟度的关系.元素平衡法是指有机质及其生成物、残留物间存在的一种物质平衡关系.应用产率比法和元素平衡法对鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系碳酸盐岩的生烃能力进行了讨论,指出下古生界奥陶系泥质碳酸盐岩具有一定的生烃能力,其气态烃最终产率可达420～430 m3/T*有机碳,相当于Ⅱ型干酪根的生烃能力;纯碳酸盐岩的生烃能力相对较低,气态烃产率只有120 m3/T*有机碳.     

开放体系和密闭体系恒速升温实验条件下有机质生烃动力学特征对比及意义

为了揭示不同实验条件下有机质生烃动力学特征及其地质应用的差异性,对松辽盆地煤样进行了开放体系(Rock-Eval)和密闭体系(金管)的恒速升温热模拟实验。根据实验产物产率与温度关系标定了开放系下的有机质成油、成气及密闭体系下有机质成气动力学模型;将标定的2种体系下的动力学参数以实验室升温速率和地质升温速率条件下进行外推,表明密闭体系下的成气转化率相对开放体系下的变化要慢,原因在于开放体系下煤样热解生气为初次裂解,而密闭体系下煤样生气是初次裂解和二次裂解共同贡献的结果。进一步将2种体系下获得的生气动力学参数结合松辽盆地徐家围子地区埋藏史、热史资料进行应用表明:应用开放体系获得的动力学参数外推计算的生气门限对应时间(115 Ma)要比实际生气门限对应时间(110 Ma)偏早;应用密闭体系获得的动力学参数外推计算的生气门限对应时间(92 Ma)要比实际生气门限对应时间偏晚。     

准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩排烃效率研究

准噶尔盆地南缘下部成藏组合勘探日趋重要,其主力烃源岩生烃潜力和排烃效率的研究亟待加强。根据排烃门限理论,利用生烃潜力法建立了准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩的生、排烃模式,并计算了烃源岩的生烃量、排烃量和排烃效率。研究表明,准噶尔盆地南缘侏罗系泥质烃源岩和煤层的排烃门限对应的镜质组反射率均为0. 7 %。侏罗系烃源岩的总生烃量为3 973. 84 x 108t,总排烃量为1 402. 71 x108t,其中八道湾组烃源岩排烃量占总排烃量的69.85%。准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩的平均排烃效率为35. 30%,不同层系不同岩性烃源岩,其排烃效率明显不同,泥质烃源岩排烃效率远大于煤层。综合分析认为,准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩生、排烃量大,排烃效率较高,下部成藏组合以侏罗系烃源岩为主力烃源岩,具有良好的资源潜力。     

开放体系下平凉组页岩干酪根的生烃动力学研究

对鄂尔多斯盆地奥陶系平凉组海相页岩进行了3种升温速率下的 Rock-Eval 热解模拟实验,研究了其干酪根在开放体系下的热解生烃演化特征.通过分析热解烃 S2的产率随温度的变化,结合 Kinetics 生烃动力学专用软件计算,获得了其开放体系下的生油动力学参数,活化能分布范围为(57~81)×4.185 kJ/mol.在此基础上进行的动力学模拟结果与实验数据非常吻合,可较好地将实验数据外推到地质实际过程.此外,发现热解残渣中的 H/C(原子比)值与热解温度、干酪根转化率有较好的相关关系,可建立 H/C 值与转化率或者等效镜质组反射率的可靠模板,表明 Rock-Eval 热解实验与 H/C 值结合,可快速评价下古生界源岩的成熟度、转化率和生烃量等指标,将其应用于资源量计算等方面     

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。     

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。     

两种热模拟体系下有机质生气特征对比

对海相Ⅱ1型有机质在封闭体系和开放体系下开展了产气率热模拟实验,并对其在两种体系下的产气率和生气模式进行了对比研究。在开放体系下,样品产气率较低,Ⅱ1型有机质产气率为84.2m3/吨·TOC,但在封闭体系下实验热模拟产气率很高,Ⅱ1型有机质产气率可达371.2m3/吨.TOC;在开放体系下Ⅱ1型有机质大量生气阶段R o为1.0%～1.5%之间,在封闭体系下Ⅱ1型有机质大量生气阶段在R o在1.5%～2.5%之间。在不同实验体系下有机质产气率和生气模式的差异主要与有机质的生气机理有关,在开放体系下有机质主要为干酪根裂解气,而在封闭体系下有机质生成的天然气为原油和干酪根裂解的混合气。     

东营凹陷烃源岩排烃的地质地球化学特征

利用地质地球化学信息研究烃源岩的排烃行为是一种重要而有效的手段,东营凹陷较为丰富的地质地球化学信息对研究烃源岩的排烃行为具有重要的意义.东营凹陷烃源岩排烃的地质地球化学特征显示其排烃行为存在较强的非均质性:单层泥岩边缘地区排烃效率高,内部排烃效率相对较低,这种现象在厚层泥岩中(大于 30 m)表现更为明显,其中通常存在一定的相对"滞排区";不同的压实阶段,排烃效率也不相同,快速压实带较缓慢压实带及稳定压实带排烃效率稍高.东营凹陷存在两类超压体系:一类是相对开放性质的,幕式排烃是其重要的排烃方式之一,其排烃效率较常压系统高,排烃效率平均在 50%左右(常压体系排烃效率一般在 40%左右);另一类是相对封闭性的,为良好的超压"封存箱",其排烃效率较常压系统低,排烃效率平均在 20%左右,其地质地球化学行为显示一定的滞排特征,排烃行为不明显.研究结果认为压实不均衡是东营凹陷形成沙三中异常高压的主要原因,生烃作用是其形成沙四上超压的主要机制,而沙三下同时具备压实不均衡及生烃作用的双向增压效应.     

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。