有机质初次生烃升温速率对二次生烃的控制作用

对不同升温速率下加水热模拟残余样品热解生烃动力学特征进行了分析,并就初次生烃时的升温速率对残余有机质成烃动力学特征的影响进行了研究.结果表明,初次生烃时较慢的升温速率有利于烃类的初次生成,而残余有机质的二次生烃潜力明显降低,二次生烃时的启动温度增加;初次生烃时较快的升温速率不利于烃类的初次生成,但残余有机质二次生烃潜力大,再次生烃时的启动温度降低.通过模拟条件与实际地质条件的对比分析认为,在地质条件下也存在上述规律.在确定不同地区、不同地质时期的构造演化和地温变化情况下,可以对烃源岩的初次生烃量和二次成烃潜力进行合理的分析.     

生烃热模拟实验方法述评

生烃热模拟实验是烃源岩成烃潜力与资源评价的重要手段,可再现地质体中有机质热解演化过程,为评价盆地成烃潜力、过程与机理、推导成烃模式及动力学提供理论依据和实验资料。模拟实验样品的选择取决于研究目的和沉积盆地中有机质的类型及演化程度,实验模拟装置体系主要有开放体系和封闭体系两种,开放体系模拟有机质初始裂解反应,封闭体系模拟原油和天然气的二次裂解反应。通过温度、压力、水介质及矿物质等不同实验条件下有机质成烃的模拟实验研究,使实验条件尽量接近地质实际条件,结合沉积盆地热史、沉积史,实验结果可揭示生烃史与沉积盆地的演化关系,为盆地模拟提供重要参数;模拟结果可有效外推到地质实际揭示烃类形成机理和排烃效率。开发岩石围压控制等新的实验技术,加强天然气二次裂解动力学研究、有机质、地层水和矿物质相互作用及孔隙发育条件下的高温高压模拟是生烃热模拟实验领域的发展方向,对页岩气等非常规油气资源评价具有重要意义。     

用生油岩生烃动力学模型计算生油气量

本文采用埋藏较浅的未成熟的东濮生油岩样,在岩石评价仪上进行不同升温速率的热解模拟实验,用Friedman方法处理,求得一系列在不同生烃率时不同的动力学参数。将此样品热解生烃动力学模型与该地区沉积速率、地温梯度等地质参数结合,用龙格-库塔法计算出在天然地质条件下,不同埋深处生油岩的生烃率及已生成油气量的数值解。     

不同类型干酪根热解生烃动力学研究(一)

采用岩石评价仪对不同类型未成熟干酪根的热解生烃动力学特征进行了研究,分析了所得出的热解反应生烃率-温度和反应速率-温度曲线及其特征值。研究结果表明,不同类型干酪根具有不同的热解生烃动力学特征,三种类型干酪根的主要生烃阶段的温度范围(△T)不同,其规律是Ⅲ类干酪根的温度范围大于Ⅱ类干酪根,Ⅱ类干酪根又大于Ⅰ类。同一试样在不同升温速率的实验中,其最大反应速率点对应于相同的生烃率。     

不同类型干酪根热解生烃动力学研究（一）

采用岩石评价仪对不同类型未成熟干酪根的热解生烃动力学特征进行了研究，分析了所得出的热解反应生烃率－温度和反应速率－温度曲线及其特征值。研究结果表明，不同类型干酪根具有不同的热解生烃动力学特征，三种类型干酪根的主要生烃阶段的温度范围（△T）不同，其规律是Ⅲ类干酪根的温度范围大于Ⅱ类干酪根，Ⅱ类干格根又大于I类。同一试样在不同升温速率试验中，其最大反应速率点对应于相同的生烃率。     

未熟烃源岩低温催化脂肪酸酯生烃动力学研究

采用低温催化法研究未熟烃源岩催化脂肪酸酯生烃的动力学具有地质学上的实际意义。在模拟未熟油生成的地质条件下,选择十八烷酸甲酯作为模型化合物,以6种抽提有机质的未熟烃源岩作为载体,通过动力学的方法考察了未熟烃源岩矿物对脂肪酸酯生烃反应的催化作用。实验结果表明,在地质温度小于200℃的条件下,未熟烃源岩矿物催化脂肪酸酯生烃反应的活化能与碳酸盐含量、粘土总含量有一定的相关性。     

利用生烃动力学模型计算烃源岩的生烃量——以冀东探区为例

生烃量的研究是油气资源评价中的一个重要环节。生烃量的计算结果直接影响研究区的油气资源潜力评价结果。冀东探区为一小型富油气探区,其烃源岩生成了多少油气缺乏系统认识。本文以烃源岩的基本地质条件分析为基础,采用生烃动力学模型来进行模拟计算,由此获得合理的生烃量。研究表明,冀东探区发育三套主力烃源岩,即沙三段烃源岩、沙一段烃源岩和东三段烃源岩。三套主力烃源岩具有规模大、有机质丰度高的特点。其有机质类型以Ⅱ2型为主且普遍进入中-高等成熟度、发生了大规模的生排烃过程。本区生烃条件优越、油源充足。基于地球化学实验数据,确定了各个化学动力学参数的取值标准;采用生烃动力学模型,计算获得研究区生烃量为197.43×108t。     

低成熟海相黑色页岩生烃特征的热模拟实验

页岩气是黑色富有机质页岩生烃演化完成后滞留在页岩中的烃类气体,为了查明海相黑色页岩生排烃过程中产物的变化规律及影响因素,揭示海相富有机质页岩的生烃潜力,采用地层孔隙热压生烃模拟仪对四川盆地广元地区上寺剖面大隆组黑色页岩进行热压模拟实验.结果表明:①黑色页岩具有极高的生烃潜力,最高产烃量达452.43 mg/gTOC(总有机碳),其中气态烃总产率195.45 mL/gTOC,液态烃最高产率为377.8 mg/gTOC;②油的产率随热模拟温度升高表现为先升后降的特征,生油演化成峰型尖锐的单峰特征,生油高峰在360℃,甲烷随成熟度升高而增加,而重烃气C2-5则表现为先升后降的特征,甲烷主要由油裂解形成,其次是干酪根热解和重烃气裂解;③气态烷烃呈现δ13 C1<δ13 C2<δ13 C3<δ13 C4,且随热模拟温度增加,气态烃的碳同位素值均表现为逐渐富集13 C,说明了热模拟过程中只发生了碳同位素的动力学分馏.基于本次热模拟产物产率随热成熟度变化特征,建立了黑色富有机质页岩的生烃模式,分为两个主要阶段:热催化生油气阶段和热裂解生湿气阶段,特别是在很高热模拟温度下仍未进入生干气阶段,表明在过成熟阶段黑色页岩仍具有一定的生烃潜力.研究结果对拓展高过成熟页岩气勘探领域具有较好的参考意义.     

未熟烃源岩低温催化脂肪酸酯生烃动力学研究

采用低温催化法研究未熟烃源岩催化脂肪酸酯生烃的动力学具有地质学上的实际意义。在模拟未熟油生成的地质条件下，选择十八烷酸甲酯作为模型化合物，以6种抽提有机质的未熟烃源岩作为载体，通过动力学的方法考察了未熟烃源岩矿物对脂肪酸酯生烃反应的催化作用。实验结果表明，在地质温度小于200℃的条件下，未熟烃源岩矿物催化脂肪酸酯生烃反应的活化能与碳酸盐含量、粘土总含量有一定的相关性。     

东营凹陷Es4-Ek油气资源评价

设计开放和封闭两种模拟实验体系进行东营凹陷有机质初次裂解生烃(成油、成气)和原油二次裂解成气的模拟实验.根据模拟实验结果建立并标定相应的化学动力学模型,进而结合该凹陷地史、热史资料进行地质应用得出生烃剖面.利用生烃剖面对研究区的有机质丰度和生烃潜力进行恢复.最终结合烃源岩发育和残留烃情况对研究区进行了生、排烃量的计算,...     

柴达木盆地德令哈拗陷中侏罗统烃源岩有机地球化学特征

柴达木盆地德令哈拗陷中侏罗统广泛发育,是该区主要的烃源岩层系.野外地质调查及有机地球化学分析表明,中侏罗统烃源岩主要以油页岩、泥岩、碳质泥岩和煤为主.油页岩有机碳的质量分数平均为7.95%,有机质类型属Ⅰ-Ⅱ型,为好生油岩;泥岩的有机质丰度交化大,但80%以上的样品有机碳的质量分数大于1%,65%样品的有机碳的质量分数...     

Dating hydrocarbon generation and migration based on bitumen reflectance

On the basis of thermal maturation theories of organic matter in sediments and an improved Karweil’s method, a method for dating hydrocarbon generation and migration by means of bitumen reflectance has been suggested. A few representative boreholes in the Tazhong Area of the Tarim Basin was investigated by this method. The results indicate that the three phases of bitumen from the Tazhong Area formed during Middle and Late Ordovician, Late Cretaceous-Early Tertiary, and Late Tertiary, respectively. This implicates that there were three phases of hydrocarbon generation and migration occurring in this area during geological history. This study provided a new idea for the geological application of geochemical data of bitumen.     

铀对Ⅰ型低熟烃源岩生烃演化的影响

在Ⅰ型低熟烃源岩中加入砂岩型铀矿石的条件下进行生烃模拟实验,对比无铀-加铀样品生烃模拟实验产物的相关参数,探讨油气生成过程中无机铀所起的作用。结果表明:铀的存在促使长链烃类在400℃后裂解成低相对分子质量短链烃,烃类相对分子质量降低,向干气演化,CO2和H2大量生成,且铀的存在使得这一变化的温度点提前50℃;铀可以促进总油生成高峰的提前到来;350℃为铀使烯烃产量变化的转折温度点,烯烃开始向烷烃转变;铀的存在能提高模拟实验中生成的烯烃的异构化程度,并在整体上使生成的烯烃分子在晶格中排得更加紧密;加铀的烃源岩样品的生烃模拟实验产物在族组成、饱和烃气相色谱、生物标志化合物等方面表现出更加成熟的特征,铀可以使有机质的成熟度提高,有利于低熟烃源岩早期生成低熟油气,使铀的存在成为未熟-低熟油气形成的可能无机促进因素之一,这种提前生成的少量油气可以使所在储层变为亲油性,为后期大规模生成的油气运移成藏提供有利的条件,使得即使是致密的储层,也能形成大规模的工业油气藏。     

Thermal simulation experiment on the hydrocarbon regeneration of marine carbonate source rock

Hydrocarbon regeneration of marine carbonate source rock was simulated with thermal experiments in a laboratory. The results reveal that hydrocarbon regeneration does not simply continue the primary hydrocarbon generation process, and that, for marine carbonate source rock, discontinuous hydrocarbon generation differs greatly from the continuous generation. Several different features of hydrocarbon regeneration were observed in the experiments. First, the liquid hydrocarbon generation peak was always observed no matter what the initial maturity of the sample was. Moreover, the maturity and the liquid hydrocarbon yield corresponding to the peak varied with the sample’s initial maturity. Second, the hydrocarbon regeneration started earlier than the continuous one. In the experiments, the hydrocarbon could be re-generated when the sample maturity did not rise to any great extent. Third, the accumulative hydrocarbon-generating quantity during discontinuous generation was always more than that during continuous generation. And the hydrocarbon-generating quantity varied with the discontinuous generation history. Chemical kinetic analysis suggests that discontinuous hydrocarbon generation should not only be explained by the parallel reaction mechanism but also by the consecutive reaction mechanism which has been ignored in the traditional chemical kinetic model for continuous hydrocarbon generation.     

A new method to reconstruct hydrocarbon-generating histories of source rocks in a petroleum-bearing basin——the method of geological and geochemical sections

Via investigating typical Palaeozoic and Mesozoic petroleum-bearing basins in China by using thermal maturation theories of organic matter to improve the conventional Karweil's method,a new method to reconstruct hydrocarbon-generating histories of source rocks has been suggested.This method, combining geological background with geochemical information makes the calculated VRo closer to the measured one. Moreover, it enables us to make clear the hydrocarbon generation trend of source rocks during geological history. The method has the merits of simple calculation and objective presentation, especially suitable to basins whose sedimentation and tectonic movements are complicated.     

Kinetic study of hydrocarbon generation of oil asphaltene from Lunnan area, Tabei uplift

The molecular compositions and molecular carbon isotopic compositions of gas hydrocarbons produced in the hydrocarbon generation of oil asphaltene from Lunnnan area were investigated by pyrolysis of asphaltene sealed in gold tube in a limited system. The experimental results indicated that oil asphaltene from Lunnan area had relatively high generation potential of methane. However, the molecular compositions and molecular carbon isotopic compositions of gas hydrocarbons in the hydrocarbon generation of oil asphaltene exhibited different characteristics from that of gas hydrocarbons by primary cracking of kerogen and secondary cracking of oil. Based on kinetic simulation with paleo-geothermal data of oil reservoir, the methane produced by cracking of oil asphatene was characterized by relatively light carbon isotopic compositions. This result could not explain relatively heavy carbon isotopic compositions of natural gas from Lunnan area. Pyrolysis of kerogen from source rocks under very high temperature probably made remarkable contributions to natural gas from Lunnan area.     

确定有效烃源岩有机质丰度下限的一种新方法——以鄂尔多斯盆地陇东地区上三叠统延长组湖相泥质烃源岩为例

以鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系上三叠统延长组长4+5、长6、长7和长9段暗色泥岩为例,利用有机碳与氯仿沥青"A"转化率、热解有机质相对生烃量(IHC=S1/w(TOC),%)的关系,建立了适合研究区的湖相有效泥质烃源岩的有机质丰度下限值.热解S1和氯仿沥青"A"含量代表烃源岩中的已生烃量,在不排烃情况下,随有机碳含量增加而增大,当其减小时则表明有烃类的排出.代表有机质相对生烃量的热解参数IHC和沥青转化率(w(A)/w(TOC),%)随有机碳含量增加而开始降低的转折部位对应的有机碳含量即为有效烃源岩的下限值,研究区的有机碳质量分数为1.1%,相应的热解S1+S2下限值为2.2 mg/g,氯仿沥青"A"质量分数下限值为0.03%,总烃质量分数下限值为150×10-6.该下限值主要适合于研究区湖相有效烃源岩的识别,不同含油气盆地不同层段的有效烃源岩有机质丰度下限值应根据相应的分析数据加以确定.     

环湾论——鄂尔多斯盆地延长组深层石油成藏规律

探讨鄂尔多斯盆地三叠系延长组湖湾区暗色泥岩生烃潜力及环湖湾区石油成藏规律。通过分析湖湾区暗色泥岩生烃指标(TOC、S1+S2、HI、氯仿沥青"A"含量、烃含量、干酪根类型及有机质成熟度)、原油成熟度,综合湖湾区分流河道砂岩发育特征及与泥岩接触关系分析,结果表明:1湖湾区暗色泥岩为好-中等烃源岩,可以成为生烃灶;2延伸入湖湾区的分流河道砂岩、湖湾砂坝砂岩为石油运移通道,石油由湖湾沿分流河道向外运移;3湖湾西侧发育砂岩上倾尖灭圈闭,湖湾内砂坝为透镜体状岩性圈闭;4由湖湾近源运移到岩性圈闭中形成侧生侧储或自生自储岩性油藏。该结果使鄂尔多斯盆地延长组的生烃区面积及石油勘探区域得到扩大。