碳酸盐岩储层原油裂解过程中的钙、硫分子地球化学研究—同步辐射XANES技术的应用

为了研究碳酸盐岩储层原油裂解过程中硫、钙元素赋存状态的变化,采集塔河油田TK772井奥陶系鹰山组产层的原油,通过半开放实验体系"地层孔隙热压生排烃模拟仪"开展仿真地层条件的成气模拟实验,利用同步辐射X射线吸收近边结物(XANES)技术对固体产物中的硫、钙元素的化学赋存状态进行精确检测。结果表明,原油直接裂解(原油+灰岩实验(系列1))固体产物中含硫化合物以噻吩类和硫酸钙为主,是原油裂解过程中部分噻吩类物质被氧化的结果;含钙化合物以碳酸钙为主。有溶解硫酸盐存在的原油裂解(原油+灰岩+硫酸镁实验(系列2))固体产物中含硫化合物以硫酸钙为主,噻吩类为辅,可能是溶解硫酸盐(硫酸镁)的加入、硫酸盐热化学还原反应(TSR)和溶蚀-沉淀作用共同作用的结果。系列2中伴随着温压的升高,H2S的生成和硫酸钙相对百分含量增加,指示原油裂解过程中发生了硫酸盐热化学还原反应(TSR);硫酸钙的生成和富集表明,TSR过程产生的酸性流体可以对碳酸盐岩储层产生明显的溶蚀作用,同时可能会生成次生膏盐。     

四川盆地志留系页岩成岩特征及其对孔隙发育与保存的控制

四川盆地五峰组—龙马溪组富有机质页岩成岩过程较为复杂,成岩作用类型多样,对页岩孔隙尤其是有机孔隙的发育和保存具有重要控制作用.在早—中成岩期,泥质页岩主要遭受机械压实、黄铁矿与碳酸盐胶结、蒙脱石伊利石化等作用的破坏改造,导致大量原生无机孔隙丧失,而硅质页岩主要经历机械压实和生物蛋白石重结晶作用,由于生物蛋白石重结晶作用...     

川东北地区上二叠统吴家坪组烃源岩评价

围绕川东北吴家坪组烃源岩的形成环境和资源潜力等问题,基于钻井和露头剖面资料及地球化学 资料,重点探讨了川东北吴家坪组烃源岩的品质、规模及生烃潜力。研究表明,川东北地区吴家坪组烃源岩的 发育显示出强烈的非均质性,表现为多元的有机质类型和不稳定的时空展布。在吴家坪期,川东北巴中-达州 一带沉积了富含Ⅰ－ Ⅱ型有机质的黑色页岩和泥灰岩等,发育了一套海相优质烃源岩,生烃潜力高,倾油型,是 川东北地区内一个重要的生烃中心,可为川东北长兴组-飞仙关组的油气藏提供丰富的物质基础。     

中国南方海相烃源岩中笔石生烃能力研究

我国南方海相页岩中普遍发育的笔石与海相页岩气成因具有密切的关系,但笔石是否具有页岩气生烃能力,一直未有可靠的、直接的相关实验证实。本文通过采集笔石含量丰富的黑色页岩,手工挑选纯笔石样品并进行热解生烃模拟实验研究,证实了笔石页岩中的笔石是一种较好的生烃母质。笔石样品的碳含量较高,贡献了笔石页岩的大部分碳来源。达到生油高峰后的笔石热解生烃产物主要为天然气-轻质油,这两部分生烃产物占总生烃产物的94%以上,且其中的气态烃占总烃比例达到了54%左右。分析认为,笔石的热解生烃特征介于Ⅲ型有机质和Ⅱ型有机质之间,近似于Ⅲ型有机质生烃特征,以气态烃产物为主。由此推论,在笔石热成熟演化过程中,其有机质生烃能力可能更高,与目前南方广泛发育页岩气的成因息息相关。     

川渝地区龙马溪组页岩孔隙结构演化研究

页岩储层孔隙结构是影响页岩气赋存形式和流动行为的关键因素,有关孔隙结构演化的研究受到越来越多的关注.利用低压氮气吸附、脱附实验分析了不同成熟度龙马溪组页岩地质实际样品的孔隙结构特征.结果表明:随着热成熟度的升高,龙马溪组页岩氮气吸附脱附曲线迟滞环形态由H3型向H2型演变,这说明龙马溪组页岩在成熟阶段以黏土矿物有关的狭缝形孔隙为主、有机质孔不发育的孔隙结构,逐渐转变为过成熟阶段由狭缝形孔和圆柱形孔等不同形态和孔径的多种孔隙类型(有机质孔和矿物基质孔)所构成的具复杂网络效应的孔隙结构(墨水瓶结构).有机质孔隙的形成与发育导致不同成熟度的龙马溪组页岩在孔隙体积、比表面积和孔径分布上存在显著的差异,造成孔隙结构的转变.影响页岩孔隙结构的因素包括成熟度、总有机碳(TOC)含量和矿物组成,其中TOC含量和成熟度共同控制页岩孔隙发育,TOC含量控制页岩孔隙发育程度,成熟度决定页岩孔隙发育阶段,矿物组成对孔隙结构的影响居次要位置.基于以上研究,海相Ⅰ～Ⅱ型富有机质页岩孔隙演化可大致划分为三个阶段:原生孔隙压实和次生孔隙开始形成阶段(Ro,V<2.0％)、次生孔隙大量发育阶段(2.0％≤Ro,V<3.6％)和孔隙消亡阶段(Ro,V≥3.6％).     

不同成烃生物的拉曼光谱特征

为了区分不同的成烃生物,本文利用拉曼光谱对烃源岩中两种常见的成烃生物,即浮游藻类和底栖藻类进行了研究。
发现不同生源有机质成烃后的拉曼光谱各具特征。G 峰与D 峰间的位移差能够指示不同成烃生物分子结构中芳环的稠合程
度,D 峰和G 峰的强度比可以反映有机质芳香结构有序度。通过对比不同成烃生物的拉曼光谱参数,发现成烃后浮游藻类
的芳环稠合程度明显小于底栖藻类,芳香结构有序度也低于底栖藻类。相同层位烃源岩中不同成烃生物的G 峰与D 峰位移
差有明显区别,即可以通过拉曼光谱检测芳环的稠合程度来区分不同的成烃生物。D 峰与G 峰强度比不仅受成熟度控制,
而且成烃生物的性质对其有重要的影响,也能作为区分不同成烃生物的参考标准。     

海相碳酸盐烃源岩评价的地球生物学方法

中国前侏罗纪海相烃源岩评价的难点,在于其通常处于高-过成熟阶段,因而多数传统评价方法不适用.唯一常用的参数TOC（%）,在用于评价碳酸盐岩烃源岩时,其下限值在国内尚有争议.本文旨在寻找另一种途径以补充对此类烃源岩的传统评价方法,为此研究了中上扬子地台及黔湘桂盆地的19个显生宙剖面.我们应用了地球生物学途径,以追踪从生物生活阶段（初级生产力）到死后沉积阶段,再到埋藏保存阶段,有机碳（OC）的产出聚积.应用了四个生物学与地质学的参数,以代表上述三阶段有机碳的产聚状况.本文讨论了上述参数的一系列替代标志,并予以综合,从而建立了与TOC及其他传统方法评价不同的地球生物学评价体系.我们以四川广元剖面为例,进行了地球生物学评价.结果显示,碎屑岩中用地球生物学方法得出的优质烃源岩与高TOC烃源岩一致;但在碳酸盐岩中,地球生物学参数所选中的烃源岩,其TOC范围很广,为0.03%~1.59%,多数小于0.3%.因此我们认为,目前将华南前侏罗纪碳酸岩烃源岩的下限设为0.3%或0.5%,尚有可以进一步商榷之处.     

判识缺氧事件的地球化学新标志——钼同位素

V/（V＋Ni）,U自生（自生U）,V/Cr,Ceanom和U/Th是传统的氧化还原判别指标,但是这些微量元素的富集不仅与氧化还原环境有关,有机质的类型、沉积速率以及后期成岩作用都有可能使得元素的赋存形式发生变化,使得这些指标对氧化还原的判别出现多解性.δ98Mo作为一个新的氧化还原条件判别指标,已经得到人们的广泛关注.本文对宜昌王家湾剖面晚奥陶世五峰组-早志留世龙马溪组和四川上寺剖面晚二叠世大隆组两套黑色岩系（硅泥质组合）的δ98Mo和微量元素进行系统测定,比较δ98Mo与传统氧化还原判别指标之间的相关性,初步结果表明,这两套黑色岩系的V/（V＋Ni）,U自生,V/Cr,Ceanom和U/Th等有较大变化范围,总体上处于缺氧的范围,与δ98Mo没有明显的相关性.U/Mo比值可以作为指示氧化还原条件变化的指示剂,也许与U和Mo在不同成岩阶段相对富集程度不同有关,这种规律在静水环境更加明显,表现为在滞留环境中（δ98Mo〉1.5‰）,U/Mo比值明显偏小,似乎与同期以硫酸盐还原作用带为主的滞留沉积环境有关,暗示在这种静水滞留的缺氧环境下,后期生物扰动的机会要少很多.而在δ98Mo在0~1.5‰范围内,U/Mo比值有较大的变化范围,不排除在相对常氧的情况下,生物扰动和水循环改变了孔隙水的氧化还原条件,导致元素的重新分配.     

高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识--以鄂尔多斯盆地为例

针对中国海相碳酸盐岩烃源岩的成熟度高、有机质丰度低等特殊性,以鄂尔多斯盆地下古生界为例, 通过微量元素富集系数计算、稀土元素的配分模式、元素和碳同位素等的数理统计分析及三维图解等多元综合分析, 结合必要的有机参数, 反演了盆地烃源岩发育环境, 评价碳酸盐岩烃源岩及其分布. 就鄂尔多斯盆地而言, TOC为0.2%是个重要的界限值, 研究表明: 在TOC>0.2%的层段中, Ba富集,δ13Ccarb正偏移, δ13Corg<-28‰, 反映出古生产力、有机质埋藏量较高, 具较好生烃潜力, 稀土元素分异强, 指示沉降速率低, 有机质保存条件好, 利于烃源岩发育.克里摩里组、乌拉力克组具一定规模, 可视为潜在有效烃源岩. 而TOC＜0.2%的层段, Ba含量低, δ13Ccarb多为负值,δ13Corg为-24‰～-28‰,指示有机质埋藏量低,生烃潜力差,稀土元素分异弱,沉降速率较快,多属浅水高能氧化环境,不利于烃源岩发育.利用无机与有机地球化学方法综合评价高演化海相有潜力的碳酸盐岩烃源岩及分布是可行的.     

高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识

针对中国海相碳酸盐岩烃源岩的成熟度高、有机质丰度低等特殊性, 以鄂尔多斯盆地下古生界为例, 通过微量元素富集系数计算、稀土元素的配分模式、元素和碳同位素等的数理统计分析及三维图解等多元综合分析, 结合必要的有机参数, 反演了盆地烃源岩发育环境, 评价碳酸盐岩烃源岩及其分布. 就鄂尔多斯盆地而言, TOC为0.2%是个重要的界限值, 研究表明: 在TOC>0.2%的层段中, Ba富集, δ¹³C_carb正偏移, δ¹³C_org<&#8722;28‰, 反映出古生产力、有机质埋藏量较高, 具较好生烃潜力, 稀土元素分异强, 指示沉降速率低, 有机质保存条件好, 利于烃源岩发育. 克里摩里组、乌拉力克组具一定规模, 可视为潜在有效烃源岩. 而TOC＜0.2%的层段, Ba含量低, δ¹³C_carb多为负值, δ¹³C_org为&#8722;24‰~&#8722;28‰, 指示有机质埋藏量低, 生烃潜力差, 稀土元素分异弱, 沉降速率较快, 多属浅水高能氧化环境, 不利于烃源岩发育. 利用无机与有机地球化学方法综合评价高演化海相有潜力的碳酸盐岩烃源岩及分布是可行的.