不同赋存状态油裂解条件及油裂解型气源灶的正演和反演研究

油裂解型气源灶是一种特殊的气源灶,是优质生烃母质在成气过程中派生出的。烃源岩生成的油主要有3种赋存形式:源内分散状液态烃、源外分散状液态烃和源外富集型液态烃。3种赋存状态液态烃的数量及分配比例受内因和外因多种因素控制,就排油率而言,有机碳含量分别为0.67%、0.62%和10.6%的泥岩、灰岩和油页岩,最大排油率分别为45%、55%和80%。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有差异,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,体现为油裂解温度的降低;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%。油裂解型气源灶是一种中间体,可以直观看到的是原生气源灶和由此形成的气藏,而对油裂解型气源灶的赋存形式、分布范围、成气数量和储量规模等问题,只能通过正演和反演的研究去确定且相互映证。正演研究以塔里木盆地中下寒武统为例,原始生油量2232.24×108t,剩余油量806.21×108t,油裂解气量106.95×1012m3。反演研究以川东北飞仙关组白云岩中油裂解气为例,圈定的古油藏面积约735km2,古油藏原油数量45×108t,油裂解气量及油裂解气资源量分别为2.72×1012m3和1.36×1012m3。     

不同赋存态油裂解条件及油裂解型气源灶的正演和反演研究

油裂解型气源灶是一种特殊的气源灶,是优质生烃母质在成气过程中派生出的.烃源岩生成的油主要有3种赋存形式源内分散状液态烃、源外分散状液态烃和源外富集型液态烃.3种赋存状态液态烃的数量及分配比例受内因和外因多种因素控制,就排油率而言,有机碳含量分别为0.67%、0.62%和10.6%的泥岩、灰岩和油页岩,最大排油率分别为45%、55%和80%.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有差异,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,体现为油裂解温度的降低;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%.油裂解型气源灶是一种中间体,可以直观看到的是原生气源灶和由此形成的气藏,而对油裂解型气源灶的赋存形式、分布范围、成气数量和储量规模等问题,只能通过正演和反演的研究去确定且相互映证.正演研究以塔里木盆地中下寒武统为例,原始生油量2 232.24×108t,剩余油量806.21×108t,油裂解气量106.95×1012m3.反演研究以川东北飞仙关组白云岩中油裂解气为例,圈定的古油藏面积约735 km2,古油藏原油数量45×108t,油裂解气量及油裂解气资源量分别为2.72×1012 m3和1.36×1012 m3.     

湖相烃源岩生烃动力学及排油效率——以松辽盆地青山口组为例

为准确评价湖相烃源岩的排油量及致密油资源潜力,结合湖相I型有机质的黄金管热模拟实验和青山口组烃源岩的有机地球化学分析,对松辽盆地湖相烃源岩生烃特征、动力学参数和排油效率进行了研究。热模拟实验的产物定量结果表明,松辽盆地青山口组湖相烃源岩具有可观的生油潜力,最大生油量约为600 mg/g·TOC,主要的生油阶段在Easy Ro=0.5%~1.2%。动力学计算结果表明,该烃源岩生油的平均活化能为218.5 k J/mol,重质组分生成活化能要低于轻质组分。结合青山口组烃源岩的生油动力学参数和英X58井热史的地质推演,证实该井湖相烃源岩的当前生油转化率为40%~60%,生油量为240~360 mg/g·TOC;通过残留烃的定量,计算得到该烃源岩的排油量为150~200mg/g·TOC,相对排油效率约为60%。生油量及排油效率结果表明,松辽盆地致密油资源潜力大。     

优质烃源岩评价标准及其应用: 以海拉尔盆地乌尔逊凹陷为例

“优质烃源岩控藏”的概念自提出后,正在逐步为勘探家所接受.但什么是优质烃源岩以及如何界定,则还缺乏共识和统一标准.针对这一难题,以海拉尔盆地乌尔逊凹陷为例,利用物质平衡原理计算的源岩排烃量与有机质丰度(TOC)关系曲线的拐点来确定优质烃源岩的有无及其下限标准.结果表明,在TOC较低时,所有源岩的排烃量有限,难以成为优质烃源岩;当TOC升高到某一阀值时,排烃量随着TOC的升高出现明显的增大.这一明显增大的拐点应该为优质烃源岩的下限,TOC高于该值的源岩即为优质烃源岩.虽然优质烃源岩的下限还与有机质的类型、成熟度等因素有关,但为简明实用,综合定量评价认识,推荐TOC＝2.0%作为确定优质油源岩的下限.该标准在研究区的应用表明,区内南二段、南一段优质烃源岩的生油贡献比例达到71%和87%,排油贡献比例更是高达85%和94%,优质源岩的分布与区内油藏的分布也有非常好的对应关系,证明了优质源岩的控藏作用.      

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。     

深层海相天然气成因与塔里木盆地古生界油裂解气资源

我国海相地层时代老,演化程度偏高,高过成熟干酪根热降解生气潜力有限。针对深层海相天然气成因,提出了有机质接力成气机理,具体包含3方面涵义,生气母质的转换、生气时机的接替和气源灶的变迁。源内分散液态烃型气源灶继承了原生气源灶的特征,而源外分散和聚集型液态烃气源灶与原生气源灶相比,则发生了空间上的迁移。上述三部分液态烃在高—过成熟阶段均可裂解成气,但后者通常埋藏较前者浅,裂解成气的时机晚于前者,有利于晚期成藏。通过不同有机质丰度、不同岩性烃源岩生排烃模拟实验研究,建立了不同有机质丰度烃源岩的排油率图版,为源内、源外分散液态烃分配比例和数量研究提供了依据;从3个方面,生烃潜力评价指标S1、热成因沥青和储层的荧光特征,论证了塔里木盆地古生界地层中分散可溶有机质的数量、分布、裂解程度,肯定了塔里木盆地古生界海相烃源岩有机质接力成气的现实性;并用正演研究思路计算了塔里木盆地中下寒武统分散可溶有机质裂解成气数量。有机质接力成气机理的应用大大提高了塔里木盆地台盆区古生界找气的潜力和希望。     

烃源岩生排烃动力学研究〗——以惠民凹陷临南洼陷沙河街组烃源岩为例

本研究以惠民凹陷临南洼陷沙河街组为例,应用GOR—Evaluation模拟软件,提出了以动力学为基础、定量评价烃源岩生排烃历史的方法。该方法的要点在于:应用黄金管—高压釜限定体系热模拟实验装置,研究典型烃源岩生烃动力学参数;结合临南洼陷烃源岩EOM/TOC—-深度剖面,模拟计算烃源岩开始排烃时的烃产率(Hpm);通过分析烃源岩地球化学资料,进行烃源岩分类、建立生排烃模拟的综合地球化学参数。应用该方法研究了临南洼陷Es13暗色泥岩、Es2-33暗色泥岩与暗色页岩的生排烃特征。研究结果表明:临南洼陷Es2-33暗色页岩与暗色泥岩Hpm值分别为150 mg/g与170 mg/g;临南洼陷X101井Es2-33暗色页岩、Es2-33暗色泥岩及Es13底暗色泥岩生油门限分别出现在20 Ma、13 Ma与19 Ma,排油门限分别出现在10 Ma、8 Ma及2 Ma。这三类烃源岩的生烃门限对应Easy Ro在0.55%左右,但他们的排油门限存在明显的差别,Easy Ro变化范围0.61%～0.69%。该研究方法的优点在于,将实验数据模拟与实际地球化学资料相结合,避免了复杂排烃参数的设定与排烃机理的解释,研究结果可应用于烃源岩生排烃定量评价、有效烃源岩圈定及油气资源量预测等方面。     

低丰度碳酸盐岩有效烃源岩存在的 证据及其TOC下限

中国碳酸盐岩分布面积广、热演化程度高、有机质丰度普遍较低,研究低丰度碳酸盐岩能否成为有效烃源岩对评价碳酸盐岩油气潜力和勘探前景具有重要意义。多方面研究表明,随着深度增大或热演化程度的提高,碳酸盐岩烃源岩TOC降低、生烃潜力和残留烃量均表现出先增大后减小的趋势,生烃热模拟实验结果等都表明低丰度碳酸盐岩烃源岩可以发生生排烃作用,国外勘探实践亦发现低丰度碳酸盐岩作为烃源岩的油气田,这都表明低丰度碳酸盐岩可以成为有效烃源岩。确定碳酸盐岩烃源岩TOC下限需要考虑多个因素,研究认为碳酸盐岩烃源岩的TOC下限应该比泥页岩的05%低一些。根据排烃门限,利用生烃潜力法和物质平衡数值模拟计算法确定了不同成熟阶段有效烃源岩TOC下限,结合前人研究成果和勘探实践,综合确定低成熟阶段、成熟阶段和高过成熟阶段碳酸盐岩有效烃源岩的TOC下限分别为TOC≥14%、TOC=01%~14%和TOC＜01%。     

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。     

焉耆盆地煤系源岩特征、生烃机理及烃源岩倾向性研究

焉耆盆地位于南天山造山带东部,是在华力西期褶皱基底上形成的中新生代含煤沉积盆地。作为西部地区一个小型的侏罗纪含油气盆地,焉耆盆地除与周缘的塔里木、吐哈盆地有相似性外,亦有自己独特的地质条件,即:改造型盆地、煤系生烃和高地温梯度。通过研究认为,煤系源岩特征是决定生烃能力的内因,高地温梯度则是促使油气生成的外因。笔者通过现今地温的测量和岩石热导率的分析,认为焉耆盆地博湖坳陷现今地温梯度较高,其原因主要是该盆地大地热流值较高,认为地温梯度高的原因来自地内深处。从侏罗系煤系源岩的类型、特征、分布,到对其有机显微组分:镜质组、惰性组、壳质组、腐泥组的组成,开展了侏罗纪煤系烃源岩倾气倾油性评价;尤其是进行热压模拟实验,开展中下侏罗统煤岩、碳质泥岩和煤系泥岩热压模拟液态烃、气态烃产率分析。指出侏罗系煤系源岩液态产烃率以煤岩为最高、泥岩次之、碳质泥岩最差;气态产烃率则以泥岩为最高、煤岩次之、碳质泥岩最差。