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     

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。     

密闭体系与开放体系模拟实验结果的比较研究及其意义

利用广泛应用的高压釜和Rock Eval热解实验技术，对松辽盆地3个有机质样品同时进行了密闭条件下的加水恒温热解实验和开放条件下的恒速升温热解实验。利用后一实验数据所标定得到的化学动力学模型计算了与高压釜相同实验条件下的有机质产油、产气率。结果表明，在线计量的恒速升温Rock Eval实验方法由于不损失C6—C13的轻质烃组分，在计量液态油的产量方面较需要抽提、恒重的高压釜实验方法更为准确。因此为解决热模拟实验中难以计量、但对成烃评价有重要意义的C6—C13组分的计量问题提供了一条有效的途经。这可能也表明，先由实验数据建立有关的化学动力学模型，之后由它来进一步计算有机质的成烃率，不仅是可行的，而且应该更为准确。     

利用生烃动力学和碳同位素生烃动力学探索油气田气体来源

利用气体碳同位素探索油气来源的传统方法由于受源岩类型、源岩成熟度等因素的影响,其实际应用受到很大的限制。生烃动力学和碳同位素动力学结合在这方面具有非常明显的优越性。本文利用热模拟实验,通过生烃动力学和碳同位素动力学计算,表明鄂尔多斯盆地上古生界苏里格气田气体的主要是他源阶段累积气,来源于气田南部高成熟区域、西部的天环坳凹陷气体的贡献比例分别为49%、22%,气田区域的源岩累积气体占29%。     

惠民凹陷上古生界烃源岩的生烃动力学研究

以化学动力学方法定量评价烃源岩是近些年发展起来的一种新方法。本文采用金管-高压釜封闭体系研究了惠民凹陷上古生界烃源岩(碳质泥岩)生烃动力学,取得了热解产物C1和C2～C5烃类气体组分生成动力学参数,结合Kinetics生烃动力学专用软件计算,模拟了具体地质条件下的成烃规律。结果表明,生成CH4所需活化能较高,分布范围较宽;随着碳数的增加(C2～C5),所需活化能与甲烷相反。结合惠民凹陷埋藏史与受热史,烃源岩发生过二次生烃过程,模拟计算结果与实际地质背景相吻合,指出古地温演化模式对烃源岩的生烃行为有重要的影响。生烃动力学参数为计算含油气盆地烃源岩油气生成量提供了科学依据。     

二次生烃过程中升温速率对生烃途径的影响 --以鄂尔多斯烃源岩生烃动力学研究为例

采用生烃动力学方法对鄂尔多斯已熟烃源岩进行模拟实验,与以往结果有所不同,实验证明在源岩二次生烃过程中,慢速升温并不利于液态烃的生成,而快速升温才更有利于生成液态烃。这可能是因为在慢速升温条件下,有机质可以有足够长时间缩聚成超大基团,而快速升温则易造成中等分子链的断裂,从而导致快速升温时抽提物产率高于慢速升温。因此,升温速率的差异对有机质的演化影响不只是影响反应速率,更重要的是会改变反应路径,从而对于像鄂尔多斯这样存在二次生烃的盆地,应适当重视那些高地温梯度区块石油资源的寻找。     

煤岩、泥岩密闭体系下热解产物特征及动力学分析

通过密闭体系热模拟实验考察了煤岩和泥岩产物产率及动力学特征,结果表明高温阶段甲烷的来源除了重烃气的裂解外,还有有机质直接裂解的贡献。泥岩有机质在初次裂解过程中易于生甲烷的组分较少且热稳定性要高,煤岩有机质在初次裂解过程中易于生甲烷的组分相对较多且稳定性较弱。煤岩在低温阶段热解的液态烃中正构烷烃通过环化和芳香化作用与沥青...     

海相油页岩的生烃动力学特征——以燕山地区下马岭组油页岩为例

油页岩是未来重要的补充与替代能源。通过开放体系程序升温热模拟实验,对燕山地区下马岭组海相油页岩进行了研究。结果表明:其热裂解反应主要发生在440～480℃,表观生烃活化能集中分布于170～290 kJ/mol,主峰约为240 kJ/mol,明显高于陆相油页岩(抚顺油页岩和茂名油页岩),而与下古生界海相烃源岩(甘肃平凉奥陶系灰岩及爱沙尼亚奥陶系Kukersite油页岩)活化能分布范围及主峰位置相似。以ICP技术规范为例,在相同热历史条件下,通过数值模拟认识到下马岭组海相油页岩主生烃温度为275～325℃,高于湖相油页岩(265～305℃),而与下古生界海相烃源岩相似,表明其可能具有与古生界海相有机质相似的生烃机理。     

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。     

金刚石压腔实验技术应用于生烃动力学研究浅析

金刚石压腔实验技术自发明以来就被广泛应用于高压领域的研究,成为高压下进行物质结构、性质等方面实验研究的重要方法。另一方面,生烃动力学近年来被广泛应用于含油气盆地烃源岩评价与勘探。文中对生烃动力学原理进行了介绍,对当前确定生烃动力学参数的热解实验装置进行评述,并对金刚石压腔实验技术应用于生烃动力学研究进行了分析。     

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。     

南黄海盆地南二凹古近系泥岩生烃动力学特征

南黄海盆地油气资源潜力一直是中国海上油气勘探关心的问题，但仍未取得突破性进展。生烃动力学研究对烃源岩生烃潜力评价至关重要，而该区古近系烃源岩的生烃动力学的研究十分薄弱。为此，在对南黄海盆地南部凹陷烃源岩常规地球化学分析统计基础上，着重选择南二凹低成熟样品开展PY-GC，SRA 和MSSV 等实验分析及动力学模拟。结果表明：南二凹阜四段烃源岩已进入生烃阶段，其产出的石油类型为石蜡-环烷-芳香基低蜡型，活化能分布范围为43~60 kcal/mol，其活化能主峰为51 kcal/mol，占72%，指前因子A=9.66×1012，生烃窗温度为128~158℃。该套烃源岩生烃历程中所生成的烃类在渐新世末期（23~30 Ma）以气液两相共存的形式存在，其余时期均以单一液相存在于该地层，至今转化率仍处于50%~60%。研究获得的南黄海盆地南二凹古近系泥岩的生烃动力学特征对于估算该盆地油气资源潜力极为重要，可为该区下一步油气勘探开发决策提供参考依据。     

未熟-低熟油生成机理的化学动力学研究及其初步应用

对树脂体、木栓质体、可溶有机质、富硫有机质、经细菌强烈改造过的有机质等各类与未熟─低熟油产出密切相关的样品及部分参照样品所进行的系统的化学动力学定量研究显示,虽然未熟─低熟油的产出和富集可能与多种不同的地质条件或因素有关,但它们的共同之处在于这些有机质较常规有机质具有明显偏低的成烃活化能。化学动力学模型的初步应用显示,这些有机质的确能在浅于常规生烃门限的地质条件下开始大量成烃,从而定量阐明了业已报道的各种地质条件下未熟─低熟油产出和富集的机理.     

南黄海盆地南二凹古近系泥岩生烃动力学特征

南黄海盆地油气资源潜力一直是中国海上油气勘探关心的问题,但仍未取得突破性进展。生烃动力学研究对烃源岩生烃潜力评价至关重要,而该区古近系烃源岩的生烃动力学的研究十分薄弱。为此,在对南黄海盆地南部凹陷烃源岩常规地球化学分析统计基础上,着重选择南二凹低成熟样品开展PY-GC,SRA 和MSSV 等实验分析及动力学模拟。结果表明：南二凹阜四段烃源岩已进入生烃阶段,其产出的石油类型为石蜡-环烷-芳香基低蜡型,活化能分布范围为43~60 kcal/mol,其活化能主峰为51 kcal/mol,占72%,指前因子A=9.66×1012,生烃窗温度为128~158℃。该套烃源岩生烃历程中所生成的烃类在渐新世末期（23~30 Ma）以气液两相共存的形式存在,其余时期均以单一液相存在于该地层,至今转化率仍处于50%~60%。研究获得的南黄海盆地南二凹古近系泥岩的生烃动力学特征对于估算该盆地油气资源潜力极为重要,可为该区下一步油气勘探开发决策提供参考依据。     

Petroleum Generation Kinetics and Geological Implications for Jurassic Hydrocarbon Source Rocks,Hongqi Depression,Hailar Basin,Northeast China

A sample from the Jurassic Tamulangou Fm. and two comparison samples from the Cretaceous Fm. were used to document the hydrocarbon generation kinetics and phase behaviors at two heating rates using the confined gold tube system. The results show that the different heating rates affect the reaction rates, paths and levels of organic matter evolution. The average activation energy and dominant frequency activation energy of liquid hydrocarbon are significantly lower than those of gaseous. Moreover...     

济阳坳陷下古生界碳酸盐岩二次生烃及其动力学研究

以济阳坳陷下古生界海相碳酸盐岩作为研究重点,用生烃动力学方法来研究碳酸盐岩生油气过程,对各组分的生烃动力学参数进行标定,并应用热解动力学参数确定海相碳酸盐岩的生烃定量方法.在此基础上进行二次生烃动力学特征和生烃史研究,探讨下古生界碳酸盐岩的生烃潜力.燕山期古地热场具有高地温梯度和高大地热流分布广泛的特征,是古生界二次生...     

东濮凹陷膏盐岩对烃源岩成烃演化的控制作用及其石油地质意义

东濮凹陷北部盐湖相膏盐岩极其发育,膏盐岩对烃源岩性质及生烃特征的影响研究薄弱。采用地质与地球化学相结合途径,探讨了含膏盐岩层系烃源岩特性及其成烃演化规律。结果表明,盐区与无盐区烃源岩的特性有很大差异,北部盐湖相含盐区深灰色、褐色等暗色页岩有机质丰度一般大于15%,有机质类型以Ⅱ1型和Ⅰ型为主,是区内主要的优质烃源岩;南部淡水湖相无盐区主要发育有利生气的Ⅱ—Ⅲ型干酪根,反映东濮凹陷烃源岩的质量及生烃潜能与膏盐岩的发育密切相关。观察到膏盐岩影响烃源岩的成烃演化进程,当膏盐层厚度为50 m时,生油窗的范围显著增加;随着盐岩厚度(>50 m)的增加,湿气窗的范围也逐渐增加;当膏盐岩厚度约400 m时,生油窗范围开始减小,湿气窗的范围仍有增加趋势。膏盐岩对烃源岩“生油气窗”的影响是基于其较高的热导率属性,通过影响地温场而实现。以地质解剖为依据,建立了文留地区含膏盐岩层系烃源岩成烃演化模式。东濮凹陷含膏盐岩层系烃源岩的演化特征对该凹陷及同类含膏盐岩盆地油气勘探具有重要指示意义。