惠民凹陷南坡石炭二叠系煤层二次生气模式

利用开放体系程序升温热模拟实验方法,对惠民凹陷南坡石炭—二叠系煤岩样品的热演化规律进行了研究,建立了该区石炭二叠系含煤地层有机质的生气模式,探讨了影响二次生气潜力的各种主控因素,为准确评价其资源潜力和计算远景资源量奠定了基础,对渤海湾盆地其他类似地区煤型气勘探具有指导意义。      

Differential Thermal Regimes of the Tarim and Sichuan Basins in China: Implications for Hydrocarbon Generation and Conservation

The uncertainty surrounding the thermal regimes of the ultra-deep strata in the Tarim and Sichuan basins, China, is unfavorable for further hydrocarbon exploration. This study summarizes and contrasts the present-day and paleo heat flow, geothermal gradient and deep formation temperatures of the Tarim and Sichuan basins. The average heat flow of the Tarim and Sichuan basins are 42.5 ± 7.6 mW/m2 and 53.8 ± 7.6 mW/m2, respectively, reflecting the characteristics of ‘cold’ and ‘warm’ basins. The geothermal gradient with unified depths of 0–5,000 m, 0–6,000 m and 0–7,000 m in the Tarim Basin are 21.6 ± 2.9 °C/km, 20.5 ± 2.8 °C/km and 19.6 ± 2.8 °C/km, respectively, while the geothermal gradient with unified depths of 0–5,000 m, 0–6,000m and 0–7,000 m in the Sichuan Basin are 21.9 ± 2.3 °C/km, 22.1 ± 2.5 °C/km and 23.3 ± 2.4 °C/km, respectively. The differential change of the geothermal gradient between the Tarim and Sichuan basins with depth probably results from the rock thermal conductivity and heat production rate. The formation temperatures at depths of 6,000 m, 7,000 m, 8,000 m, 9,000 m and 10,000 m in the Tarim Basin are 80°C–190°C, 90°C–220°C, 100°C–230°C, 110°C–240°C and 120°C–250°C, respectively, while the formation temperatures at depths of 6,000 m, 7,000 m, 8,000 m and 9,000 m in the Sichuan Basin are 120°C–200°C, 140°C–210°C, 160°C–260°C and 180°C–280°C, respectively. The horizontal distribution pattern of the ultra-deep formation temperatures in the Tarim and Sichuan basins is mainly affected by the basement relief, fault activity and hydrothermal upwelling. The thermal modeling revealed that the paleo-heat flow in the interior of the Tarim Basin decreased since the early Cambrian with an early Permian abrupt peak, while that in the Sichuan Basin experienced three stages of steady state from Cambrian to early Permian, rapidly rising at the end of the early Permian and declining since the late Permian. The thermal regime of the Sichuan Basin was always higher than that of the Tarim Basin, which results in differential oil and gas generation and conservation in the ultra-deep ancient strata. This study not only promotes theoretical development in the exploration of ultra-deep geothermal fields, but also plays an important role in determining the maturation phase of the ultra-deep source rocks and the occurrence state of hydrocarbons in the Tarim and Sichuan basins.     

近临界特性的地层水及其对烃源岩生排烃过程的影响

研究利用特制的地层孔隙热压模拟实验装置, 开展了模拟地层孔隙空间高压液态水热体系烃源岩生排烃模拟实验.模拟实验施加的流体压力为38±2 MPa, 温度为290~390 ℃.模拟实验结果显示了有关高压液态水及其与之相联系的流体压力和孔隙空间等因素对烃源岩生排烃影响作用的一些重要现象, 实验发现高压液态水介质条件有利于液态油的生成和保存, 不利于液态油向气态烃的转化, 而且干酪根的生烃潜力和排油效率有一定的提高.这些新的实验现象可能主要与近临界特性的高压液态地层水的作用有关, 进一步推断近临界特性的高压液态水参与干酪根向油气的转化反应, 增加了水对油气的溶解能力.在地下实际烃源岩生排烃的温压(100~200 ℃, 30~120 MPa)条件下, 岩石孔隙中的地层水是一种相对低温高压压缩液态水, 这种地层水可能具有近临界特性, 对烃源岩生排烃过程有重要影响.但目前对这种现象的机理和石油地质意义还知之较少.因此, 加强高压地层水近临界条件下烃源岩生排烃热压模拟实验研究, 对进一步深入理解地层条件下的近临界水介质、流体压力、孔隙空间因素对生排烃过程的影响, 深化烃源岩生排烃机理的探讨, 建立地质尺度上的烃源岩生排烃动力学模型, 都具有重要的理论和实际意义.      

中国中新生代咸化湖盆烃源岩沉积的问题及相关进展

我国东部断陷湖盆和西部坳陷湖盆第三系均有蒸发岩与烃源岩共生现象。前者水体深、咸化范围小，在氯化盐和碳酸盐沉积环境中形成了优质烃源岩，后者水体浅、咸化范围大，在氯化盐和硫酸盐沉积环境中发育了优质烃源岩，作者认为两种湖盆出现的水体分层是有机质堆积和保存的重要条件。济阳坳陷和柴达木盆地为两类咸化湖盆的典型代表，对它们的研究可以深化蒸发岩-烃源岩共生区油气地质的认识、促进勘探发展。     

玄武岩浆起源和演化的一些基本概念以及对中国东部中-新生代基性火山岩成因的新思路

以全球大地构造为背景讨论了玄武岩浆起源和演化的一些基本概念.这些概念的正确理解有助于合理解释各种环境中火成岩的形成机制,也有助于依据野外岩石组合来判别古构造环境.在此基础上结合已有资料和观察,对中国东部中生代岩石圈减薄及中-新生代基性火山岩成因提出了一些新解释.这些解释与地质观察相吻合,且符合基本的物理学原理.虽然中国东部基性火山活动可称为"板内"火山活动,但它实际上是板块构造的特殊产物.中国东部中生代岩石圈减薄是其下部被改造为软流层的缘故.这种改造是加水"软化"所致.水则源于中国东部地幔过渡带(410～660 km)内古太平洋(或其前身)俯冲板块脱水作用.其将岩石圈底部改造为软流层的过程,实际上就是岩石圈减薄的过程.因为软流层是地幔对流的重要部分,而大陆岩石圈则不直接参与地幔对流.中生代玄武岩具有εNd＜0的特征,说明其源于新近改造而成的软流层,亦即原古老岩石圈之底部.中国大陆北北东-南南西向的海拔梯度突变界线与东-西部重力异常,陆壳厚度变化,以及地幔地震波速变化梯度吻合.因此可将北北东-南南西向梯度线称为"东-西梯度界".该界东-西海拔高差(西部高原与东部丘陵平原),陆壳厚度差异(西部厚而东部薄)和100～150 km的深度范围地幔地震波速差异(西部快而东部慢),均受控于上地幔重力均衡原理.这表明西部高原岩石圈厚度＞150～200 km,而东部丘陵平原岩石圈厚度＜80km."遥远"的西太平洋俯冲带具有自然的地幔楔吸引作用.此吸引作用可引起中国东部"新生"软流层东流.软流层东流必将引起西部高原底部软流层的东向补给(流动).这一过程必然导致东移软流层的减压,即从西部的深源(岩石圈深度＞150～200 km处)到东部的浅源(岩石圈深度～80km处).东移软流层的减压分熔可合理解释具有软流圈地球化学特征(εNd＞0)的新生代中国东部基性火山活动及玄武岩的成因.这些对中国东部中-新生代地质过程的解释,将为更加细致的,以岩石学和地球化学为主的讨论所验证.     

Immature Oils in China and Their Genetic Mechanisms

Immature crude oils are a kind of unconventional petroleum resources. They are generated through early low-temperature biochemical/chemical reactions of some specific organic matter. Their geological reserves explored are as high as several hundred million tons in China. Based on a detailed organic geochemical study, five genetic mechanisms of immature oils have been proposed in this paper for early hydrocarbon generation from suberinite, resinite, bacteria-reworked terrestrial organic matter, biolipids and sulphur-rich macromolecules respectively.     

构造煤与原生结构煤的热解成烃特征研究

通过对平顶山、郑州和南票3大矿区石炭二叠纪含煤岩系中高煤级烟煤和无烟煤的热解成烃潜力分析,探讨了构造煤热解产烃潜力与原生结构煤的不同演化特征及其影响因素。结果表明,构造应力,尤其是剪切应力对煤大分子聚合物的侧链及官能团,具有一定的降解能力,促进了成烃的演化速率。      

东海西湖凹陷早第三纪烃源岩生烃组分剖析

采用有机岩石学分析方法，结合有机地球化学资料，剖析了东海盆地西湖凹陷早第三纪烃源岩。该烃源岩富镜质组，贫惰性组，含一定数量的壳质组和腐泥组（１０％～３０％）。壳质组＋腐泥组含量与氯仿沥青、总烃和有效碳等参数密切正相关；树脂体和孢子体＋藻类体分别是早期生烃和晚期生烃的重要组分。在此基础上提出了西湖凹陷烃源岩的生烃模式。     

应用荧光显微组分定量评价煤的生烃排烃潜力

在研究镜质组类型基础上，把富氢镜质组（荧光镜质体）作为有折扣的富氢显微组分（类脂组）对待，提出了利用荧光显微组分丰度－ＦＭＴ参数作为评价不同还原类型煤生烃，排烃的定量指标。煤岩学标志，有机地球化学参数和热模拟实验产烃率数据为ＦＭＴ值定量评价煤生烃排烃潜力的适用性和有效性提供了佐证。     

准噶尔盆地陆东-五彩湾石炭系烃源岩特征及生烃动力学研究

准噶尔盆地陆东-五彩湾地区石炭系具有良好的勘探前景,该地区石炭系烃源岩有机质丰度较高,成熟度范围宽,主要处于成熟-高成熟演化阶段,主要由Ⅲ型有机质组成。在对烃源岩样品进行常规评价的基础上,用开放体系进行了热解实验和动力学模拟,对陆东-五彩湾地区的生烃特征进行了研究,尝试了高成熟烃源岩生烃过程研究及Ⅲ型干酪根液态烃排烃时间的估计,并对石炭系地层产烃率进行了计算。结果显示,陆东-五彩湾地区石炭系最早在二叠纪（距今264 Ma左右）开始生烃,后期由于地层抬升,在古近纪早期（距今61 Ma左右）结束生烃。下石炭统产烃率大,液态烃排出时间估计在距今232~196 Ma之间;上石炭统产烃率较小,液态烃排出时间估计在距今196~178 Ma 之间,但天然气生成相对较晚,有利于天然气的保存。天然气可能主要来源于上石炭统烃源岩。