烃源岩中黏土与可溶有机质相互作用研究展望

黏土吸附可溶有机质在沉积物和烃源岩中普遍存在,它将在烃源岩的研究中扮演重要的角色.烃源岩中可溶有机质与不可溶有机质都与黏土共存,但黏土吸附的可溶有机质在烃源岩中占有较大的比重,其形成贯穿于有机质的聚集、沉积、保存和成岩的全过程,可能是烃源岩中油气生成的一种天然母质.可溶有机质赋存于黏土矿物微孔隙、表面和层问,以多种键合方式结合形成了有机黏土复合体,具有自己独特的性质,这与烃源岩中的不可溶有机质--干酪根的特征完全不同.采用不同有机溶剂抽提得到的可溶有机质的量存在差异;不同类型的黏土矿物吸附有机质方式和数量也存在差异,展现了烃源岩中可溶有机质-黏土的关系极其复杂.因此,从黏土一可溶有机质的相互作用角度开拓烃源岩研究的思路,对有机质生烃机理的研究以及油气资源量的计算都具有重要的意义.     

泥质烃源岩不同有机显微组分的原始赋存态

利用密度分组将泥质烃源岩划分为不同的密度组分,通过对各密度组分进行孢粉相分析和激光粒度检测,结果表明:密度分组获得的ρ<1.6 g.cm3组分以游离态生物有机质为主,富集了全岩干酪根中大粒级的形态有机质组分;1.6g.cm-3<ρ<2.2 g.cm-3和ρ>2.2 g.cm-3组分表现为有机质与矿物共生的赋存态特点,富集大量细粒级的颗粒无定形和海绵无定形有机质,说明这些无定形物质通过与矿物(主要是粘土矿物)紧密共生而获得保存.分组结果反映不同有机显微组分在烃源岩中的赋存态存在差异,大量的无定形物质与矿物(主要是粘土矿物)紧密共生,说明有机质与矿物共生组分对于烃源岩油气生成具有十分重要的意义.     

泥质烃源岩密度分组及有机质赋存类型初探

选取济阳坳陷沙河街组深湖相暗色泥岩为研究对象,通过不同密度ZnBr2重液浮选,将样品分离成多个密度组分,对各组分检测透射光、荧光、X光衍射等,揭示不同组分有机质赋存类型的差异性.分析结果表明,①组分(密度ρ<1.6g.cm-3)以颗粒有机质为主,有机质与矿物无明显紧密结合关系;②,③组分(1.6g.cm-3<ρ<2.2g.cm-3,ρ>2.2g.cm-3)多见无定形有机质分散于细粒矿物相中,呈橙黄-亮黄色荧光,反映有机质与矿物颗粒紧密共生的赋存特征.进一步对不同密度组分有机质分配的研究表明,①组分结合了烃源岩总有机质质量不到1%;②,③组分结合了烃源岩中90%以上质量的有机质.这反映了有机质和矿物颗粒共生的赋存形式在有机质保存中不可忽视的重要地位.     

烃源岩发育与生烃过程中无机元素的参加及其作用

烃源岩生成演化是一个长时间的复杂过程,无机组分在此过程中起到重要作用。研究后可知,水、矿物、过渡族元素及放射性元素等可以作为反应物或催化剂,对油气形成和演化的全过程都有影响;铀、钍、钾等放射性元素除了具有催化作用以外,其放射性辐射作用可使微生物在生存繁殖过程中快速勃发,为油气的生成提供超过正常生存环境的有机物质;细粒黏土矿物、各类氧化物氢氧化物等由于其吸附性,是决定地层中有机质含量及其生烃潜力的重要条件之一。其他无机元素,如锗、镓等均存在与有机矿产共存的现象。研究后认为,在油气形成过程中,有机、无机相互作用普遍存在,并且扮演着重要的角色。     

矿物组分对混合酯水解及生烃的催化作用

选择十六烷酸甲酯和十八烷酸甲酯组成的混合酯为模型反应物,考察低压下矿物低温催化混合酯水解及生烃的影响因素,并进行活性评价.先考察6种天然矿物和7种未熟烃源岩低温催化酯水解及生烃的作用,然后对天然矿物组分与未熟烃源岩就低温催化混合酯水解及生烃的作用进行关联,再考察不同比例复配的黏土和碳酸盐矿物的低温催化酯水解及生烃的作用.实验结果表明:未熟烃源岩低温催化混合酯水解及生烃率的趋势与6种天然矿物含量加权处理关系较好;不同比例复配的黏土矿物和碳酸盐矿物体现了不同的催化作用,在确定的实验条件下黏土矿物与碳酸盐矿物质量比为1:1时生烃效率最高.     

吐哈盆地十三间房地区煤系烃源岩特征及其埋藏演化史

利用大量的烃源岩地球化学数据,从有机质显微组分、有机质丰度、有机质类型及有机质成熟度四个方面,对吐哈盆地十三间房地区煤系烃源岩地球化学特征进行了分析,结果表明,侏罗系西山窑组在研究区内厚度较大,分布较为连续,烃源岩成熟度较高,是研究区内主力烃源岩层段。对研究区烃源岩成熟度史模拟研究结果表明:1十三间房地区烃源岩生烃门限深度为1 800 m,门限温度为95℃,进入生烃门限的时间约为162 Ma;2在西山窑组现今地层温度为50~110℃,Ro达0.6%~1.1%,正处于生油高峰期;3研究区内烃源岩成熟度表现为西高东低、北高南低,其有利勘探区主要位于研究区西北部。     

高演化碳酸盐岩烃源岩生烃演化特征与评价方法

中国在下古生界海相碳酸盐岩层系的油气勘探取得了重大突破,在此背景下,下古生界广泛发育的高演化、低TOC丰度的碳酸盐岩能否成为有效烃源备受关注。碳酸盐岩烃源岩中的成烃生物主要以浮游藻类为主,有机质除了干酪根之外,还存在丰富的可溶有机质和酸溶有机质,这些特殊性质决定了碳酸盐岩中有机质具有较高的生烃转化率。另一方面,在高过成熟阶段,碳酸盐岩烃源岩中存在显著的有机碳向无机碳转化过程,其机理主要与TSR作用和有机酸盐生烃有关,并表现出碳酸盐岩碳同位素组成的负漂。这些因素是导致高演化碳酸盐岩烃源岩表观TOC低的重要因素。因此,不能以TOC低否定高演化碳酸盐岩烃源岩经历的生烃过程和生成烃量。高过成熟碳酸盐岩烃源岩评价应综合考虑成烃生物类型与数量、有机碳同位素组成和无机碳同位素负漂等因素。     

烃源岩评价中的若干问题

烃源岩评价一直是分析盆地或凹陷油气勘探前景的一项重要工作,然而目前烃源岩评价及其生烃潜力估算还存在一些问题,为正确评价盆地或凹陷的烃源岩,正确估算其生烃潜力,从烃源岩有机质丰度、有机质类型、成熟度、规模和生烃模拟5个方面分析了当前烃源岩评价中存在的问题,并分别提出了改进的方法或评价思路.     

有机质对未熟烃源岩低温催化混合酯水解生烃的影响

选择十六烷酸甲酯和十八烷酸甲酯组成的混合酯为模型反应物,采用不同的方法对未熟烃源岩进行有机质抽提,以连串反应的动力学模型考察抽提前后未熟烃源岩低温催化混合酯水解率及生烃率的变化,分析有机质组分对催化反应的影响.结果表明:相比于抽提有机质后的未熟烃源岩,含有有机质的未熟烃源岩低温催化混合酯的水解率和生烃率更高.     

南祁连冻土区中下侏罗统有机地球化学特征

为测试南祁连冻土中下侏罗统窑街组烃源岩中有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度,利用岩石热解测试方法,测得窑街组有机碳含量的平均值为7.141%,游离烃平均值为0.432 mg/g、热解烃平均值为4.636 mg/g、产油潜率平均值为5.068、残余碳平均值为29.04mg/g、产率指数为0.273、有效碳平均值为0.421%,烃指数平均值为47.085;有机质的类型主要为Ⅱ2型和Ⅲ型;有机质的热演化达到了成熟阶段。窑街组中泥质岩类的有机质较为丰富,是一套很有潜力的烃源岩。     

东北黑土不同粒级有机质化学特征及其对长期有机培肥的响应

为探究长期有机培肥条件下黑土中不同粒级土壤的有机质含量及化学特征的变化情况,以公主岭黑土长期施肥试验地的黑土为研究对象,分别采集不同施肥处理下的土壤.采用粒级分组法得到土壤有机质粗颗粒组分(>250μm)、细颗粒组分(53～250μm)、矿质结合组分(<53μm),利用元素分析仪测定碳、氮含量,并应用热裂解-气相色谱/...     

柴达木盆地东部地区古生界烃源岩研究

从有机碳含量,可溶有机质含量及其转化率、热解参数、饱和烃的生物标志化合物特征,饱和烃单体烃碳同位素分布特征等方面,综合分析了柴达木盆地东部地区古生界各时代岩样的有机质丰度,类型和成熟度,并对其生烃潜力进行了评价。研究结果表明：91）古生界岩样的有机质丰度变化较大,其中,石炭系泥岩可能为比较好的生油岩（须证实）,石炭系灰岩在部分地区（如羊肠子沟-石灰沟和德令哈北）也可能为烃源岩,而其他古生界层系可能不是本区有利的烃源岩;（2）烃源岩的有机质类型为Ⅰ,Ⅱ型干酪根,且大多达到成熟一高,过成熟阶段;（3）烃源岩多数为强还原环境下沉积的海相碳酸盐岩,泥页岩,部分为海陆过渡相的弱氧化至弱还原环境沉积。     

孙吴-嘉荫盆地太平林场组烃源岩生物标志化合物地球化学特征

应用气相色谱和色谱质谱等分析方法,对孙吴嘉荫盆地太平林场组湖相暗色泥岩样品的地球化学特征进行研究.结果表明:太平林场组烃源岩可溶烃含量已达到烃源岩标准,族组分中可溶烃类含量高,饱/芳比值高,有机质类型好;正构烷烃及生物标志化合物特征均反映了烃源岩具有未熟低熟特点;烃源岩有机质具有混合型母质的特点,菌藻类低等生物在成烃母质中含量丰富;烃源岩沉积和保存于盐度较高的还原弱还原环境,水体存在着化学成分分层,有利于有机质的埋藏保存,可以为孙吴嘉荫盆地的油气生成提供物质基础.     

三江盆地绥滨坳陷下白垩统煤系烃源岩评价

根据烃源岩热解地球化学分析成果,应用所测岩样中有机碳(TOC)、吸附烃(S1)、干酪根热解烃(S2)含量及氢指数IH(S2/有机碳),对绥滨坳陷滨参1井和绥D1井下白垩统煤系地层中的煤系泥岩、碳质泥岩和煤岩从有机质丰度、有机质类型和成熟度三个方面进行了烃源岩分析评价。这三种岩石样品中各项生油岩指标绝大多数都达到了中-好烃源岩评价标准。绥滨坳陷下白垩统城子河组和穆棱组为两套具生烃潜力的煤系烃源岩。     

柴达木盆地东部地区古生界烃源岩研究

从有机碳含量、可溶有机质含量及其转化率、热解参数、饱和烃的生物标志化合物特征、饱和烃单体烃碳同位素分布特征等方面 ,综合分析了柴达木盆地东部地区古生界各时代岩样的有机质丰度、类型和成熟度 ,并对其生烃潜力进行了评价。研究结果表明 :①古生界岩样的有机质丰度变化较大 ,其中 ,石炭系泥岩可能为比较好的生油岩 (须证实 ) ,石炭系灰岩在部分地区 (如羊肠子沟石灰沟和德令哈北 )也可能为烃源岩 ,而其他古生界层系可能不是本区有利的烃源岩 ;②烃源岩的有机质类型为Ⅰ ,Ⅱ型干酪根 ,且大多达到成熟—高、过成熟阶段 ;③烃源岩多数为强还原环境下沉积的海相碳酸盐岩、泥页岩 ,部分为海陆过渡相的弱氧化至弱还原环境沉积。     

银额盆地哈日凹陷下白垩统烃源岩特征及资源潜力

哈日凹陷下白垩统发育多套湖相暗色泥岩,各组烃源岩对该区油气勘探具有重要意义。文中利用钻井及岩心分析化验资料,研究了下白垩统各组烃源岩特征,通过开展岩石热解、干酪根显微组分、镜质体反射率、可溶有机质组分及饱和烃色谱-质谱等有机地球化学测试和分析,评价了银根组、苏红图组和巴音戈壁组的烃源岩有机质丰度、类型和成熟度,认为银根组烃源岩属低成熟、偏腐泥型、好烃源岩、苏红图组烃源岩属成熟、腐泥-腐殖混合型、差-中等好烃源岩、巴音戈壁组烃源岩属成熟-高成熟、腐泥-腐殖混合型、中等-好烃源岩,进而分析其生烃潜力,其中银根组生烃潜力最大,其次为巴音戈壁组,苏红图组相对较差,预测哈日凹陷下白垩统总油气资源量为1. 13×10~8t.     

黄河口凹陷古近系烃源岩的地球化学特征

渤海湾盆地黄河口凹陷古近系发育有3套烃源岩,分别是沙三段、沙一至二段和东三段湖相烃源岩.3套烃源岩在整个凹陷内都有分布,岩性以灰色、深灰色、灰黑色以及黑色的泥岩和油页岩为主.沙三段和沙一至二段烃源岩有机质丰度高,有机质类型好,以ⅡA型和ⅡB型为主,有机质正处于生烃的高峰阶段,这2套烃源岩是黄河口凹陷最有利的烃源岩.     

库车坳陷侏罗系煤系烃源岩评价

根据烃源岩热解地化分析成果,应用所测岩样中有机碳TOC、吸附烃(S₁)、干酪根热解烃(S₂)含量及氢指数I_H(S₂/有机碳),对库车坳陷阳1井及吐格尔明露头煤系地层中的泥岩、碳质泥岩和煤岩从有机质丰度、有机质类型和成熟度三个方面进行了烃源岩分析评价,这三种岩石样品中各项生油岩指标绝大多数都达到了中—好烃源岩评价标准。指出库车坳陷侏罗系中—下统阿合—克孜勒努尔组为一套极具生烃潜力的煤系烃源岩。     

烃源岩中有机质测定及分布规律研究

烃源岩是一种富含有机质和各种无机矿物的集合体,而有机质是未熟-低熟原油和烃源岩抽提物的常见组分。采用不同方法对烃源岩进行有机质抽提并进行了四组分分析,考察了不同层位和深度有机质总抽提率和四组分的分布规律。结果表明,三元溶剂的抽提率相对较高,并且总体含量上在Es3有机质的含量较高,颜色深的页岩含有机质的量较高。     

柴东地区石炭系烃源岩地球化学特征

柴达木盆地东部祁连山南缘石炭系海相地层发育全、分布广且厚度大,岩性多以暗色泥质岩(包括碳质泥岩)和灰色碳酸盐岩为主.借助于有机元素分析仪、碳硫分析仪、岩石热解仪、色谱-质谱仪、显微镜等分析测试手段,对该区地表30个暗色泥质岩样品有机质丰度、类型、成熟度及生物标志化合物等有机地球化学特征进行了分析.结果表明:石炭系泥质烃源岩氯仿沥青"A"和生烃潜量(S1+S2)含量较低;但有机碳含量较高,介于0.40%-4.93%,平均为1.13%(除两个碳质泥岩样品外).有机质类型以Ⅲ型干酪根为主,部分为Ⅱ2型;烃源岩形成于还原性的较成水环境,母源以陆生生物为主,也有较丰富的低等水生生物.除北部中务隆山前石灰窑、红山中沟及柏树山地区石炭系烃源岩已变质外,盆地内部都兰地区烃源岩Ro值介于2.44%-2.70%(平均为2.60%),处于过成熟的生干气阶段;石灰沟、城墙沟及扎布萨尕秀等地区烃源岩Ro值介于0.85%-1.39%(平均为1.12%),正处于成熟阶段的生、排烃高峰期.综合评价该区石炭系泥质烃原岩为中等烃源岩,具有一定的生烃潜力,主要以生气为主.