渤海近海柱样沉积物中石油烃类化合物的地球化学特征

【目的】揭示人类活动对渤海生态环境的影响,为人类活动对近海生态环境的影响评价和决策管理提供科学依据。【方法】用色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析位于渤海埕岛油田石油钻井平台附近的沉积物柱样,研究柱样沉积物中烃类化合物的地球化学特征,并探讨其沉积环境的指示意义。【结果】黄河的陆源物质输运是渤海沉积物中有机质的重要来源。此外,表层沉积环境以氧化为主,15cm深度后的沉积环境由相对偏氧化向偏还原过渡。【结论】对比于渤海烃类化合物的沉积记录发现,渤海柱样沉积物分子组成特征变化趋势与渤海石油开发勘探的历程基本相似。     

深部岩石圈温压条件下烃类存在的实验研究

在密闭体系中压力高达3 GPa, 温度高达700℃的条件下进行了褐煤加水的模拟实验, 分析了实验产物中的烷烃生物标志化合物的变化规律, 并讨论了高压高温对有机质演化的影响. 实验结果表明, 高压抑制了液态烃的生成, 使高峰值后移; 相同压力条件下, 温度升高有利于有机质的成熟演化; 压力增加会抑制或延迟油气的生成和有机质成熟. 高碳数烷烃在地幔高压力条件下仍可以存在, 这不仅突破了“生油窗”的传统概念, 而且还加深了在异常高压高温区寻找油带富集区的认识.     

煤层气组分的形成演化模拟实验研究

采用封闭高压高温热解实验装置，在336.8～600℃模拟温度和50MPa模拟压力及20℃/h和2℃/h升温速率条件下，对泥炭和煤岩进行了热解生气模拟实验，研究了煤层气组分的形成演化．结果表明，煤岩热解煤层气主要由烃类气体组成，其次为非烃气体，而泥炭则相反．烃类气体以甲烷(CH_4)为主，重烃气体(C_2～C_5)较少；非烃气体以二氧化碳(CO_2)为主，氢气(H_2)和硫化氢(H_2S)含量微量．温度是控制煤层气生成演化的主要因素，随着R_o值增大，热解煤层气CH_4生成量呈单向快速增加，CO_2则表现为缓慢增加趋势，C_2～C_5先增后降；泥炭与煤岩及山西组煤岩与太原组煤岩相比较，前者具有更高的煤层气生成潜力，反映了成气物质性质对煤层气组分的生成特征的影响；低温速率有利于CH_4，H_2和CO_2气体的生成以及C_2～C_5气体的裂解，说明时间对煤层气组分的生成演化具有重要的控制作用．结合研究结果，讨论了地质环境下煤层气研究的应用意义．     

山西沁水盆地煤生烃动力学研究

以生烃动力学方法对煤的生烃潜力进行定量评价是近些年发展起来的一种新方法. 文中通过对煤岩在高温高压封闭体系条件下的热模拟实验, 取得了热解产物烃类气体组分的动力学参数, 应用这些参数对沁水盆地上古生界煤生烃动力学特征和生烃史进行了研究. 结果表明, T末到J₂末期间, 地质时间相对较长, 古地温较低, 使沁水盆地煤层甲烷产率增长比较缓慢, 煤的产烃能力较弱; 而J₃到K₁期间, 地质时间持续相对较短, 但是古地温较高, 这一阶段的甲烷产率增长最快, 煤岩产烃能力较强. 模拟和实测资料对比表明, 根据甲烷和C₂~C₄生成史所计算的干燥系数为判识沁水盆地不同研究地区煤层气成因提供了证据; 首次对成煤物质泥炭进行了生气动力学实验模拟, 并将模拟结果应用于沁水盆地的古地温演化史中, 与煤岩的生烃动力学特征进行了对比, 表明了泥炭比煤岩具有更高的生气能力; 具有较高演化程度的煤岩样品的化学动力学模拟实验结果不能完全恢复该煤岩的生烃能力, 会导致煤层气资源量评价结果偏小; 用泥炭生烃的动力学模拟结果进行煤层气生成量预测, 估算了研究地区的煤层气生成量的上限. 对研究地区不同煤层的煤层气生成量范围的计算结果显示, 所研究的阳城地区太原组和山西组煤层气生成量最高, 是最有利的煤层气形成地区之一; 沁源地区太原组和山西组煤层气生成量也较高, 是比较有利于形成煤层气的地区; 霍山地区煤层气的生成量最小, 煤层气形成条件最差.