构造生烃理论及其在页岩气上的应用

生烃是地层有机质生成油气的化学平衡。由于油气的密度低于干酪根,它是典型的体积增大化学反应。与实验室开放系统不同,地层有机质生烃反应能等于活化能加排烃能。成熟阶段的地层比较致密,排烃能较大,与开放系统相比,形成了欠生烃。构造运动形成裂隙网,大大降低地层排烃能,使欠生烃的有机质短时间集中生烃,笔者称之为构造生烃。成熟地层通常较致密,排烃能较高,较多欠生烃有机质成为页岩气的物质基础。致密地层在过成熟条件下还有大量欠生烃有机质。经典生烃理论认为Ro大于2.0就基本不生烃,而许多Ro达到3.0,个别甚至4.0的页岩气发现,证明欠生烃的存在。分子越小,排烃能越低,相对致密地层生气的反应能通常最低,更多的有机质形成了页岩气,页岩气资源潜力巨大。页岩气的开采速度比地层自然排烃速度高出多个数量级,天然气排出最快的,最有利于生成天然气的化学平衡。勘探开发实践表明页岩含气量与其TOC成正比,笔者认为这正好预示着页岩中存在游离气、吸附气和有机质的化学平衡。游离气压降低,吸附气就会解吸附;吸附气解吸附,有机质就会生烃。有些过成熟岩石存在未—低成熟度Tmax值。这样低的Tmax值预示着,有机质能够在地层被压裂后随着排烃能的降低而满足反应条件,而成为潜在资源。页岩气的开采与普通气层相比更复杂、更漫长、更巨大。     

前陆盆地——页岩气成藏的有利场所

对美国在采页岩气赋存场所的对比分析发现,页岩气主要分布在由阿巴拉契亚逆冲断裂带、沃希托(Ouachita)逆冲断裂带、拉腊米逆冲断裂带所围的前陆盆地中.究其原因,前陆盆地下部地层通常为厚度较大的富含有机质的克拉通时期的沉积,它为页岩气的形成提供了充足的物质基础;而前陆盆地的上部地层通常受后期冲断褶皱的挤压,由此引发的构造热事件为下部烃源岩的成熟和页岩层天然裂缝的产生提供了热力学条件.鄂尔多斯西缘前陆盆地的上三叠统延长组为主要烃源岩,其中,西南部泥页岩具有厚度大、有机质丰富、成熟度高等特点,与福特沃斯前陆盆地Barnett页岩相似,因此,推测鄂西前陆盆地西南部为页岩气赋存的有利场所,具有较好的页岩气勘探前景.     

页岩气储层非均质性研究——以四川盆地下寒武统筇竹寺组为例

在详细调研国内外页岩气储层非均质性研究的基础上,以四川盆地下寒武统筇竹寺组为例,通过平面、层内和微观3个方面分析了泥页岩非均质性特征。平面非均质性主要受区域沉积特征和泥页岩有机地球化学特征控制,盆地中西部主要发育泥质砂岩和砂质泥岩,总有机碳含量TOC和有机质成熟度相对较低;东北部泥质灰岩发育,TOC和有机质成熟度较高;南部以碳质泥页岩为主,TOC和有机质成熟度最高(镜质体反射率Ro可达4.0%)。连井剖面和单井泥岩层矿物特征分析表明,层内非均质性较强,主要表现为横向上地层总厚度、泥页岩单层厚度、泥页岩发育层数、夹层特征和顶—底板岩性沿剖面变化快,纵向上矿物成分和岩石脆性度差异明显。微观非均质性主要受孔隙类型和基质微裂缝影响,黏土层间孔隙和有机质孔隙发育,基质微裂缝对沟通孔隙起主要作用。综合分析认为,四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩气储层非均质性特征明显,对页岩气井产能和页岩气采收率有重要影响。     

广东近岸海域矿物特征指数分布及指示意义

在从"源"到"汇"的沉积物输运过程中,近岸海域由于接近沉积物的源头,沉积物的物质组成相似程度较高,沉积动力环境复杂,难以用元素化学和矿物组成特征等方法区分沉积物的分布规律和控制因素。通过分析珠江口及其周边海域表层沉积物的碎屑矿物含量及特征指数发现,成分成熟度和物源区指数的分布特征主要受物源组分的影响,而ZTR指数的分布特征能够明显体现出水动力条件的分选作用对沉积物分布的影响;重矿物分异指数对海域内的水动力变化趋势的反映最敏锐。由此可见,在物源组成相似程度较高的近岸海域,碎屑矿物的特征指数分析能够作为一种反映物源相似程度较高的近岸海域内沉积物的分布规律及其影响因素的分析方法。     

广东近岸海域矿物特征指数分布及指示意义CSCD

在从"源"到"汇"的沉积物输运过程中,近岸海域由于接近沉积物的源头,沉积物的物质组成相似程度较高,沉积动力环境复杂,难以用元素化学和矿物组成特征等方法区分沉积物的分布规律和控制因素。通过分析珠江口及其周边海域表层沉积物的碎屑矿物含量及特征指数发现,成分成熟度和物源区指数的分布特征主要受物源组分的影响,而ZTR指数的分布特征能够明显体现出水动力条件的分选作用对沉积物分布的影响;重矿物分异指数对海域内的水动力变化趋势的反映最敏锐。由此可见,在物源组成相似程度较高的近岸海域,碎屑矿物的特征指数分析能够作为一种反映物源相似程度较高的近岸海域内沉积物的分布规律及其影响因素的分析方法。     

海相碳酸盐岩烃源岩的评价参数

在查阅大量有关海相碳酸盐岩烃源岩评价指标文献的基础上,结合前人对海相碳酸盐岩烃源岩评价参数的分析,综述了海相碳酸盐岩烃源岩评价的2个主要参数--有机质丰度和有机质成熟度,对海相碳酸盐岩烃源岩有机质丰度下限指标进行了总结,对高-过成熟碳酸盐岩烃源岩有机质成熟度指标,如镜状体反射率、沥青反射率、牙形刺色变指数、双金刚烷比值和芳烃演化参数等评价参数的适用范围及优缺点进行了讨论.分析认为,有机质丰度和有机质成熟度参数需要多种指标相互配合才能得出客观的评价参数.     

苏北盐城凹陷天然气与凝析油的成因机制

盐城凹陷天然气中甲烷含量高,碳同位素具有正分布系列,主体具有高成熟腐泥型气特征,伴随产出的凝析油则体现出与本区湖相原油和海相原油既相似又相区别的特征。不同组分间存在成熟度差异,轻质组分反映高成熟,中等组分体现出未熟低熟,重质组分表现出成熟特征。母源分析对比表明天然气与凝析油主要源自古生界海相腐泥型源岩,混有泰州组少许贡献,造成组分差异和成熟度变化的重要原因是大量气体注入配以长期发育断裂引起的运移分馏和不同成熟度油气混合所致。     

北部湾盆地涠西南凹陷C洼烃源岩热史及成熟史模拟

北部湾盆地涠西南凹陷C洼流沙港组烃源岩热史及成熟史研究,对C洼深水油气勘探具有指导意义。在恢复涠西南凹陷C洼地史和热史的基础上,利用EASY%Ro模型计算了流沙港组烃源岩的成熟度史。研究结果表明,在涠西南凹陷发展的裂陷阶段初始期热流值较高,最大值约为77mW/m2,其后热流值逐渐减小,现今热流值约为54mW/m2;涠西南凹陷C洼流沙港组烃源岩开始生烃(Ro=0.5%)时间为51MaBP,达到生烃高峰(Ro=1%)时间为42MaBP,达到高成熟演化阶段(Ro=1.3%)时间为17MaBP;对比涠1井流沙港组烃源岩演化特征,处于C洼深水勘探区的流沙港组烃源岩成熟度较高,生烃能力较强,拥有广阔的油气勘探前景。     

青藏高原清水河多年冻土区湖沼环境变迁

１９９４年１０月,利用钻探取样方法获得了位于青藏高原多年冻土区的清水河孔深为８．３ｍ的Ｑ１孔湖沼沉积物样品,对该孔５０－６４０ｃｍ样品的有机地球化学分析结果表明,剖面样品中有机质具有相同的成熟度,且具有有机碳、氢指数、可溶有机质和族组成相同的变化特征,样品正烃碳数分布在Ｃ１６－Ｃ３５之间,主峰为Ｃ２３,高碳戏呈明显的偶奇优势,表明它们来源于植物。ＯＥＰ值大于２,Ｐｒ／Ｐｈ均大于１,反映沉积环境处于     

珠江口盆地文昌A凹陷油气差异分布特征

在烃源岩分布特征、有机质丰度、类型和成熟度分析的基础上,运用含油气盆地数值模拟技术,定量恢复了烃源岩热成熟演化史,探讨了油气差异分布特征。研究表明,文昌A凹陷各层系烃源岩分布广,厚度大,有机质丰度高;有机质类型文昌组偏Ⅱ1型,恩平组偏Ⅲ型,二者现今多处于高成熟—过成熟阶段。凹陷内烃源岩成熟时间早(文昌组约45.5Ma),现今成熟度高,以干气生成为主;凹陷边缘烃源岩成熟时间较晚(文昌组约30.0Ma),现今成熟度相对较低,以石油生成为主。凹陷现今油气差异分布的格局受制于有机质类型差异和热演化史不同,且下一步油气勘探方向,凹陷内以天然气为主,凹陷边缘以石油为主。     

页岩气成藏的关键因素

为了了解页岩气成藏的主控因素,对国内外页岩气的成藏条件进行了梳理,经综合分析认为,稳定的区域构造环境为泥、页岩的持续沉降提供了可容空间,奠定了页岩气成藏的物质基础;持续的沉降作用为泥、页岩的不间断受热和生烃提供了热力学条件;构造隆升幅度小为页岩气的保存提供了的保障,因此,区域构造稳定可能是页岩气成藏的关键.以美国福特沃斯盆地Barnett页岩的埋藏史为基础,通过四川盆地和鄂尔多斯盆地古生界泥页岩的埋藏史对比分析认为,鄂尔多斯盆地页岩气的成藏条件可能好于四川盆地,实现页岩气突破的可能性更大.     

黄渤海沿岸水域游泳动物群落多样性及其相关因素的研究

根据1980～1985年间沿辽东湾至长江口20m水深以浅双船底拖网取样资料,分析黄渤海沿岸水域游泳动物群落多样性和环境因子间的相关性.研究结果表明,5项环境因子(WT、AT、CA、RF、S)与7项群落多样性指标(S、NED、BED、IWB、D_n、H_b'、D_b)时序动态过程,均呈现为单周期型变动规律.相应地,AI和MI在冬季(12～4月)变动幅度最大,群落内物种更替频繁;夏季(7月)MI趋近于零,显示其稳态特征.个体相遇率PIE、Hisher指数α和个体数多样度H_n'为多峰型,生物量均匀度J_b为单、多峰复合型,3、7,11月间处于较低值期,5月和9月取得较大值;个体数均匀度J_n逐月变化无明显周期存在.群落多样性指数IWB和H_b'与环境温度的逐月变化规律在p<0.001水平上呈正相关.在空间范围内,5～11月间的暖季间环境要素如AT、CA、RF和S对PIE、α、H_n'和Dn成弱相关,而BED与多样性指数成负相关;12～4月间的冷季组内多样性指数与生物因素较为密切,综合群落多样性参数与环境因素时、空格局复相关分析,认为制约本区游泳动物群落演替过程的主要因素为物种数、生物量生态密度和环境水温.     

基于能值生态足迹的海岛可持续性评估——以舟山为例

基于能值理论,结合生态足迹方法,构建能值生态赤字/盈余、渔业足迹强度(D)、社会发展压力指数(I)和经济协调指数(Q)参数评价海岛可持续性,选取典型海岛城市浙江省舟山市作为案例研究。结果显示:2003—2017年舟山能值足迹、能值承载力均呈上升趋势;人均能值生态足迹共增加15.78 hm²,增幅为63.26%;人均能值承载力增加5.20×10² hm²,增幅为82.86%;其中,化石能源用地能值足迹增加最多,社会经济承载力增加最多,而自然承载力却有所下降。能值生态赤字/盈余和经济协调指数不能完全反映区域可持续性,区域渔业足迹强度的不断增加表明当前的渔业经济模式不满足可持续发展要求,社会发展压力指数增大也进一步表明舟山的发展状况偏离了可持续性的轨道。     

海洋可再生能源开发利用技术成熟度研究

技术成熟度评价是用数值评价技术确定研发项目符合研发目标程度的一种方法,国外在航天领域、作战飞机和导弹系统研发、国防采办等项目中得到了广泛的应用。文章扼要介绍了技术成熟度概念的形成以及自20世纪90年代以来我国对于技术成熟度的研究和有关部门制定的评价技术成熟度的标准。海洋可再生能源开发利用是一个新兴的领域,面临着巨大的技术风险,而技术成熟度评价作为风险管理的一个重要手段,在海洋可再生能源开发利用项目管理应用中有着广阔的前景。     

四川盆地焦石坝地区龙马溪组页岩层序及页岩气“甜点”地震预测

我国页岩气勘探开发在四川盆地焦石坝地区龙马溪组已经取得重大突破,针对性的页岩气"甜点"地球物理技术亟待研究和探索。沉积相是进行页岩气甜点预测和描述的重要基础和依据。应用层序地层学理论,建立了页岩层段的三级层序地层格架,认清了深水陆棚页岩沉积相的展布规律,目的层五峰组及龙马溪组富碳高硅和高碳高硅泥页岩主要分布在三级层序的海侵体系域。在此基础上,探索了层序地层格架控制下的页岩气"甜点"的地球物理识别和预测方法。研究认为,页岩气地球物理识别与预测技术在含气页岩有机碳含量(TOC)、裂缝和脆性等方面具有较大的优势,能为页岩气水平井分段压裂工程和水平井轨迹设计提供有力的技术支持。     

黄河三角洲青蛤的繁殖生物学研究

以我国沿海重要的经济贝类青蛤为研究对象,自2007年4月~2008年3月对黄河三角洲海区环境因子(温度,盐度,叶绿素a含量)和青蛤的繁殖周期进行了研究。环境因子的分析结果表明温度和叶绿素a含量存在明显的季节变化,而盐度则无明显变化。组织学研究表明配子发生开始于低温期1月;大部分卵子在6、7月成熟,此期条件指数的值为全年最高峰;产卵排精开始于水温和叶绿素a含量分别为全年最高的夏末秋初,伴随着条件指数的急剧下降;9月大部分成熟精卵都已排放,此时水温为21℃适于幼虫的生长,浮游植物含量最多有助于提高幼虫的成活率。本实验结果对于黄河三角洲青蛤种质资源的管理保护、养殖开发与可持续利用具有重要的应用意义。     

南极布兰斯菲尔德海峡表层沉积物烷基芳烃化合物

芳烃化合物广泛分布于沉积物(古老和现代)、石油和煤炭中,它与沉积有机质的演化与成熟度有着密切的关系,如二甲基素的相对丰度变化,反映了有关沉积物成熟度的信息;又如二甲基带与三甲基察的相对丰度可作为原油成熟度的标志,它优于以生物标志物作为依据的指标[1].     

浒苔和马尾藻的生消与海表面温度的相互影响研究

温度是影响藻类生长繁殖的一个重要因素。本文针对2013年6月在黄海海域出现的大量浒苔和马尾藻事件,基于MODIS(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)卫星遥感数据,分析了此次事件中浒苔和马尾藻生消过程与海表面温度之间的关系。首先根据浒苔、马尾藻和水体的光谱特征曲线,本文利用大型浮游藻类指数(Macroalgae Index,MI)对浒苔和马尾藻进行了识别,并且对浒苔和马尾藻生消过程中的MI值和对应的海表面温度进行了分析,结果表明:在此次事件中,海水温度是影响浒苔和马尾藻生长繁殖的重要环境因子,浒苔和马尾藻处的海表面温度比周围水体的海表面温度高1~2℃,浒苔和马尾藻爆发的适宜温度范围为23~26℃。     

海水溶解氧标准指数计算新方法

溶解氧是海水水质评价的一个重要参数。但是,我国现行的溶解氧单因子标准指数计算方法,存在方法原理及科学依据不甚明确、评价结果有时不合理等问题,不能准确地反映海水水质状况。一般污染物的标准指数与其质量浓度呈正比关系,而溶解氧的标准指数与溶解氧质量浓度呈反比关系。基于这一反比关系及其他相关的科学研究事实,提出了溶解氧标准指数计算的新方法,该方法克服现行溶解氧单因子标准指数计算方法的缺点,并具有方法原理明确、逻辑推导清晰、评价结果合理且具有可比性、使用简便等优点,适用于海水溶解氧标准指数计算和水质评价,亦可应用于淡水体系。     

基于颜色显示快速估算页岩有机碳含量的新方法

有机碳含量(TOC)是页岩气储层评价的关键参数之一,它既是页岩生气的物质基础,也是页岩吸附气的重要载体。以鄂尔多斯盆地山西组页岩系统为例,根据不同的颜色显示划分出4种岩性:黑色煤、灰黑色页岩、灰色页岩、灰白色粉砂岩,赋予这4种岩性不同的颜色显示值,计算页岩系统的总颜色评价值(TCA),拟合页岩系统中TCA和实测TOC之间的关系,依据TCA估算页岩系统的TOC。研究发现,当页岩系统中4种岩性的颜色显示值为等比数列(1、2、4、8)时,TCA和实测TOC相关系数(R2)高,且以指数拟合和三次方拟合的相关系数(R2)最高;页岩系统中TCA的对数和实测TOC的对数呈现良好的正相关性,根据页岩中TCA估算的TOC和实测TOC十分接近。因此,在室外工作中可以利用该方法快速估算页岩系统的TOC,从而为页岩气目标层段的优选提供参考依据。