Organic Petrological Studies on Immature Source Rocks

Organic petrology is a marginal science that is quite practicable. At present, it has developed into a routine research tool that is widely applied in petroleum exploration and assessment. Based on several years‘ research of the authors, this paper presents the advances in organic petrological studies on immature source rocks, including the classification and characteristics of macerals, the composition of macerals and types of organic matter, the abundance and evolution of organic matter, oil-prone macerals, hydrocarbon generation and expulsion. All these results show that organic petrology is of considerable value pertaining to its application in the assessment of immature oil and gas. The immature source rocks consist of various macerals with obvious heterogeneity, contain different hydrocarbon-generating macerals with different oil thresholds and oil peaks, and show a two-staged evolutionary pattern of organic matter.     

Ruthenium-ion-catalyzed oxidation of asphaltenes and oil-source correlation of heavy oils from the Lunnan and Tahe oilfields in the Tarim Basin, NW China

The identification of marine source rocks in the Tarim Basin is debated vigorously. The intention of this paper is to investigate the asphahenes in heavy oils from the Lunnan and Tabe oilfields and Well TD2 with ruthenium-ions-catalyzed oxidation technique (RICO), in order to explore its role in oil-oil and oil-source correlations, The RICO products included n-alkanoic acids, α,ω-di-n-alkanoic acids, branched alkanoic acids, tricyclic terpanoic acids, hopanoic acids, gammacerane carboxylic acid , regular sterane carboxylic acids and 4-methylsterane carboxylic acids. The n-alkyl chains and biomarkers bounded on the asphaltenes were of unsusceptibility to biodegradation. The distribution and absolute concentrations of n-alkanoic acids in the RICO products of heavy oils from the Lunnan and Tabe oilfields are different from those of Well TD2. The biomarkers bounded on the asphahenes, especially steranes, have a distribution trend similar to that of the counterparts in saturates. The sterane carboxylic acids and 4-methylsterane carboxylic acids in the RICO products of heavy oils from the Lunnan and Tahe oilfields, dominated by C30 sterane and C31 4-methylsterane carboxylic acids, respectively, are significantly different from those of the heavy oils of Well TD2, whose dominating sterane and 4-methylsterane carboxylic acids are C28 sterane and C29 4-methylsterane acids, respectively. The RICO products of the asphaltenes further indicate that the Middle-Upper Ordovician may be the main source rocks for heavy oils from the Lunnan and Tabe oilfields.     

塔里木盆地寒武-奥陶系烃源岩的分子地球化学特征

对塔里木盆地下古生界样品的地球化学分析表明,上奥陶统良里塔格组、中上奥陶统却尔却克群烃源岩与其他烃源岩具有明显的差异,具有低的C28甾烷、24-降胆甾烷、甲藻甾烷、甲藻三芳甾烷与伽马蜡烷含量以及高的C24四环萜烷、重排甾烷含量等特点。柯坪地区中上奥陶统萨尔干组、印干组页岩伽马蜡烷、C28甾烷相对含量与寒武系、中下奥陶统黑土凹组烃源岩具有相似性。萨尔干组、印干组烃源岩中生物标志物的绝对含量很低。柯坪地区寒武系玉尔吐斯组、中上奥陶统萨尔干组、上奥陶统印干组、满东地区中下奥陶统黑土凹组等较强沉积环境的泥质烃源岩伽马蜡烷、C28甾烷、特殊甾烷的相对含量与海相原油主体有较大差异。上奥陶统印干组烃源岩较高含量的三芳甲藻甾烷、24-降重排胆甾烷和24-降胆甾烷化合物的检出表明,断代生物标志物的提法值得商榷。     

用元素守恒法估算塔里木盆地台盆区寒武系高过成熟烃源岩产烃率

干酪根产烃率是盆地模拟计算油气资源的一项非常重要的参数,以往采用岩石样品热模拟建立产烃率图解的方法对于高过成熟烃源岩有一定的局限.根据元素守恒相关理论,建立了一种通过H/C原子比变化来估算烃源岩产烃率的方法,作为热模拟实验方法的补充.与模拟实验相比,该方法简单易行,结果较为可靠.将这一方法应用到塔里木盆地台盆区寒武系烃源岩,估算了这套烃源岩的晚期生气潜力,取得了一定的成果.     

陆相生物气纵向分布特征及形成机理研究——以柴达木盆地涩北一号为例

生物气主要有两种生成途径:乙酸发酵和二氧化碳还原.一般,海相环境以二氧化碳还原型为主,而陆相淡水-微咸水沉积环境主要以乙酸发酵型为主,随着深度增加,二氧化碳还原所占比例提高.通过对中国柴达木盆地三湖地区涩北一号构造区新涩3-4井系列取样分析认为,生物甲烷的两种产生途径并不严格按照深度分布.乙酸发酵成因类型分布在浅层(160～400 m)及井底部位(1650～1700 m); 近地表(50～160 m)及中深部是二氧化碳还原型.浅层乙酸发酵型甲烷明显偏重的稳定碳同位素值与相对封闭的泥岩环境及相对有限的母质来源有关; 而井底部位(1650～1700 m)正常乙酸发酵型生物甲烷与粉砂岩为主的相对开放的环境有关,该层段水中极高的乙酸含量说明充分的营养供给不会造成甲烷碳同位素明显变化,同时也意味着本层段地下水活动强烈,从外界携带大量营养底物进入.分析结果同时表明一定浓度的烯类气体暗示着该区细菌活动性强的事实.商业性的聚集以CO2还原成因类型为主,乙酸发酵所占比例较少.     

柴达木盆地涩北生物气藏充注-散失过程及其富集规律研究

柴达木盆地东部涩北气田是我国发现的最大生物气田,为了揭示其充注-散失过程与生物气富集规律,利用不同深度生物气组成和稳定碳同位素分馏现象,结合成藏地质模式分析,用扩散模型计算了其成藏以来的生物气散失量,并与现存储量相加得到充注量.涩北生物气田为多储盖组合叠置的背斜气田,其深部储层为气源直接充注、浅部储层接收下伏气层扩散来的生物气为间接充注.提出的某一储层相对散失量(散失量与充注量的比值)可以表征生物气富集程度,当相对散失量<0.6,有利于生物气富集并形成高效气藏,相对散失量>0.6则不利于生物气聚集、或者形成低效气藏.     

不同地质环境下原油裂解生气条件

烃源岩生成的油主要有3种赋存形式:源内分散液态烃、源外分散液态烃和源外聚集液态烃.3种赋存状态液态烃由于所处温压环境不同,周围介质的条件不同,有机无机的相互作用导致原油发生裂解条件有差异.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差异较大,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,体现在油裂解温度的降低;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%.压力对原油裂解作用的影响较为复杂,在慢速升温条件下,压力对油裂解生气有抑制作用,而在快速升温条件下,压力对油裂解生气作用影响不显著;压力的大小在原油裂解的不同演化阶段作用效果也不同.以塔里木盆地中下寒武统为例研究油裂解生气量,原始生油量2232.24×108t,剩余油量806.21×108t,油裂解气量106.95×1012m3.     

聚集过程对克拉2气田天然气地球化学特征的影响

西方学者认为生成过程中的分馏是控制烃类气体组成的主要因素(如Clayton等,1991;Cramer等,1998),但是另一些学者则详述了后生分馏作用的重要性,强调扩散过程中的分馏作用(如Bondar,1987;Krooss等,1992,1998)。我国学者在天然气成因及源岩类型方面深入研究了天然气组分和碳同位素的变化(戴金星等,1992;徐永昌等,1994),其中     

塔里木盆地中深1C井原油高聚硫代金刚烷及金刚烷硫醇的检出及意义

中深1井、中深1C井为塔里木盆地寒武系盐下油气突破的钻井,中下寒武统油气藏地球化学特征及次生蚀变作用存在差异.对中深1C井下寒武统肖尔布拉克组原油进行浓缩,浓缩原油的含硫非烃组分中检测到高聚硫代金刚烷和金刚烷硫醇系列,包括硫代四金刚烷、四金刚烷硫醇、硫代五金刚烷、五金刚烷硫醇,浓缩原油的饱和烃组分中检测到高聚金刚烷系列,包括四金刚烷、五金刚烷、六金刚烷、环六金刚烷.分析了上述化合物质谱,并与国外文献比对,确定了上述化合物的存在.高聚硫代金刚烷可能是在TSR作用下高聚金刚烷受到硫自由基攻击,发生开笼作用,先形成似高聚金刚烷硫醇,然后进一步环化形成高聚硫代金刚烷.使用D16-单金刚烷作为定量内标,中深1C井下寒武统原油低聚金刚烷和低聚硫代金刚烷含量分别为83874和8578μg/g,远高于中深1井中寒武统原油及相关奥陶系原油中的低聚金刚烷和低聚硫代金刚烷含量.高含量的低聚金刚烷、高含量的低聚硫代金刚烷及高聚硫代金刚烷和高聚金刚烷硫醇系列的检出进一步证实中深1C井原油为强烈TSR作用的残余油.     

中国海相烃源岩发育控制因素

烃源岩的形成取决于生烃母质生物的生存环境和有机质良好的保存条件,这两大因素从根本上来说又取决于生物繁殖时和埋藏时的古气候、古洋流、古构造及古环境等各要素的良好匹配。海相高有机质丰度烃源岩的形成与大气中的中等含氧量、干热的气候、冰期-冰后期之交的气温快速转暖、冰川迅速融化所导致的海平面快速上升等密切相关。大洋环流的形成和演变也是控制海相高有机质丰度烃源岩形成的主要因素,上升洋流富磷、富硅、富铁族元素等营养盐和富绿硫细菌极大地促进了有机质生产力、埋藏率的激增。通过研究,建立了中国华南和塔里木盆地寒武系上升洋流分布模式、塔里木盆地上奥陶统良里塔格组台缘斜坡灰泥丘相源岩形成时的反气旋洋流分布模式。研究发现,优质烃源岩仅发育于被动大陆边缘背景下的裂谷、克拉通内裂谷、克拉通内坳陷盆地和克拉通边缘坳陷盆地。欠补偿盆地、蒸发潟湖、台缘斜坡(灰泥丘)和半闭塞—闭塞欠补偿海湾,是高丰度烃源岩发育的有利环境;低的无机物输入和低的沉积速率,有利于高有机质丰度烃源岩形成;呈斜坡的海底地貌,有利于烃源岩形成。