烃源岩显微组分成烃作用的动态分析

烃源岩的生油门限及油气生成规律主要受控于其显微组分组成。处于同一烃源岩中的不同显微组分会具有不同特征的“液态窗”,尤其是生油门限差别明显。要客观认识显微组分成烃作用的差别,有机岩石学是唯一有效的研究手段。本文详细研究了中国典型烃源岩显微     

陆相烃源岩未-低成熟无定形干酪根的荧光变化特征及其类型划分

无定形干酪根在烃源岩中占有极其重要的地位,是成烃作用最主要的物质基础,其含量一般占总有机质的70%以上.然而,其研究程度最低,分类术语也较混乱,对烃源岩生烃评价有很大影响.因此,加强无定形干酪根光性、成因及生烃潜力的综合研究对油气勘探具有重要意义.本研究应用显微荧光分析技术对我国典型陆相烃源岩无定形干酪根荧光变化规律进行了系统研究,提出应用二项荧光参数I_(546)~(20)(激发20min后546nm处荧光强度)与R(I_(546)~(20)/I_(546)~0,激发20min荧光强度与开始激发时荧光强度之比)划分其类型的方法.在此基础上,应用RockEval研究不同类型无定形干酪根的生烃潜力     

塔里木盆地和四川盆地海相烃源岩成烃演化模式探讨

通过系统分析源岩沉积样式并结合区域地温场，综合研究了塔里木盆地下古生界和四川盆地古生界海相烃源岩的热演化特征，建立了相应的成烃模式，探讨了各自的生烃潜力．海相烃源岩可划分为4种成烃演化模式：早期快速演化型、中期快速演化型、持续演化型和多期演化型．其中，早期快速演化型对形成工业性油气藏直接贡献不大，以寻找古油藏或原油裂解气为主：中期快速演化型虽然已发现较多气藏，但总体规模有限；后两种类型都取决于前期的演化程度，若较低后期仍可生成液态原油，否则以生气为主．四川盆地古油藏得以较好地保存，源岩普遍经历了干酪根-油-气的演化过程，这对于塔里木盆地天然气勘探具有一定的借鉴意义．     

吐哈盆地煤及显微组分生烃模式

<正> 吐哈盆地是典型的煤成油气盆地,主力烃源岩为中下侏罗统煤及含煤有机质.有机岩石学研究表明,吐哈盆地侏罗系烃源岩生油组分,在显微层次主要表现为基质镜质体、壳质组(主要是薄壁角质体、小孢子体和木栓质体)和少量腐泥组(主要是藻类体和沥青质体),在超微层次则主要表现为分布在基质镜质体和粗粒体中细菌成因的超微类脂体.基质镜质体是吐哈盆地煤成烃最主要的母质.壳质组(含腐泥组)在煤成烃中具有不可忽视的贡献. 采用密度梯度分离法从煤中分离出纯度较高的单组分(表1),进行热解气相色谱和核磁共振波谱测试,确定各显微组分生烃性质,并结合显微荧光性质确定其生烃阶段,由此建立煤与显微组分成烃模式.     

在成烃作用中干酪根的结构演化图解

人们已经查明,生油岩中的不溶有机质——干酪根,是一种最主要的成烃母质。随埋藏加深,在热力作用下,干酪根将发生成烃降解作用,而本身则愈益缩合了,并最终石墨化。为了表现这一过程,人们普遍采用的方法是:在分别以H/C原子比和O/C原子比为纵、横坐标的范氏(Van Krevden)图解上,来标示不同类型干酪根元素组成的自然演化的轨迹。这种图解     

用干酪根红外光谱划分烃源岩有机相

干酪根红外光谱不仅在宏观上可以划分有机质类型和成熟度,而且能很好地区分烃源岩形成环境,反映有机相的差异。本文提出了干酪根脂族结构指数和芳香族结构指数,划分出煤沼相,湖泊－煤沼过渡相和湖相三种不同的有机相。同时,这些参数也很好地反映了有机质类型成烃潜力和烃类产物类型的细微差异。     

煤岩显微组分的成烃实验研究与评价

选取了一批有代表性的煤和煤岩显微组分样品进行煤成油、成气的模拟实验、Ｒｏｃｋ－Ｅｖａｌ热解、色谱、色总－质谱等分析测定,提供了不同热演化阶段各类煤样的气态烃、轻烃、氯仿沥青Ａ、液态烃和总烃产率数据和曲线。综合研讨了煤的成油和成气规律及煤岩组成、热演化程度等对油气产率和产物组成的影响,并通过新疆吐哈盆地、塔里木盆地等煤成油气田样品的分析测定与各类煤岩样品生油生气模拟实验结果的对比研究,提出了烟煤阶段     

硫在干酪根裂解生烃中的作用

对茂名油页岩干酪根及其加硫醚、加硫磺进行了干体系的热裂解模拟．实验结果表明：硫的存在提高了干酪根的产烃率，并使重烃的生烃高峰温度降低了20％，芳烃的生烃高峰温度降低了40℃，脱氢芳构化作用加快．从裂解产物的组成看，加硫的干酪根裂解产物与文献报道的高硫干酪根裂解产物相似，从而证明高硫干酪根除较弱的C—S键和S—S键断裂之外，硫的催化或脱氢作用也可能是使高硫干酪根裂解生烃高峰温度降低的一个主要因素．     

奥陶系类Ⅲ型烃源岩及其生成天然气的特征

在塔里木盆地烃源岩的评价和研究中,发现成熟阶段的奥陶系地层中存在一种以生成轻质油和天然气为主的烃源岩,其主要生物构成为底栖褐藻类,其显微组分构成,组成结构及地球化学特征都具有类于腐殖型生烃母质的特点,生成的天然气也与腐泥型天然气有明显的不同。     

吐哈盆地煤及显微组分生烃模式

吐哈盆地是典型的煤成油气盆地,主力烃源岩为中下侏罗统煤及含煤有机质.有机岩石学研究表明,吐哈盆地侏罗系烃源岩生油组分,在显微层次主要表现为基质镜质体、壳质组(主要是薄壁角质体、小孢子体和木栓质体)和少量腐泥组(主要是藻类体和沥青质体),在超微层次则主要表现为分布在基质镜质体和粗粒体中细菌成因的超微类脂体.基质镜质体是吐哈盆地煤成烃最主要的母质.壳质组(含腐泥组)在煤成烃中具有不可忽视的贡献. 采用密度梯度分离法从煤中分离出纯度较高的单组分(表1),进行热解气相色谱和核磁共振波谱测试,确定各显微组分生烃性质,并结合显微荧光性质确定其生烃阶段,由此建立煤与显微组分成烃模式.     

塔北轮南地区原油沥青质生烃动力学研究

利用限定体系下的黄金管热解技术，研究了轮南地区原油沥青质生烃过程中气态烃的分子组成和分子碳同位素的变化特征．结果表明，轮南地区原油沥青质具有较高的生成甲烷的潜力，生烃过程中气态烃成分和碳同位素的变化规律与干酪根初次裂解气以及原油二次裂解气有所差异。根据原油储层的古地温史对沥青质生成甲烷的动力学计算结果表明，沥青质生成的甲烷具有碳同位素较轻的特征，与已报道的轮南地区天然气甲烷偏重的碳同位素组成不符。轮南地区天然气可能主要来自烃源岩干酪根高温裂解的贡献．     

香港坪洲岛早第三纪地层发现优质烃源岩

香港地区至今没有发现过优质烃源岩, 坪洲组是香港及其周边地区惟一出露的中-新生代沉积岩, 坪洲组烃源岩有机质丰度高, 有机碳含量平均达1.9%, 氯仿沥青“A”含量0.14%~0.24%, 总烃含量880~1800 mg/g, 烃转化率在5~9之间, 热解氢指数达400~600 mgHC/gC, 显示为优质烃源岩的丰度特 征, 层状藻类体是坪洲组源岩的主要有机显微组分, 地球化学特征亦显示了坪洲组烃源岩的有机质类型为Ⅰ和Ⅱ₁, 含有较丰富的伽玛蜡烷和g, b-胡萝卜烷及C₂₄四环萜烷, 表明其形成于咸水和半咸水的沉积环境, 且该套烃源岩处于成熟期的生油窗阶段, 源岩裂隙方解石脉中有机包裹体的大量存在表明了其已经生成了一定数量的石油并发生了二次运移. 坪洲组地层厚度大, 优质烃源岩的厚度在200~300 m以上, 表明其油气生成潜力十分可观. 坪洲组优质烃源岩的发现, 对我国南部海域的油气资源勘探将具有十分重要的意义.     

济阳坳陷下第三系烃源岩的热解实验

关于有机酸对岩层的作用,近些年已逐渐被人们重视。Surdam等人注意到了油田水中有机酸和CO_2含量的变化及对次生孔隙形成的影响,Banth等人曾对烃源岩进行了热解实验。但未见到不同类型干酪根在不同温度下产出有机酸的系统报道。为了系统考察陆相地层烃源岩在成熟过程中有机酸和CO_2的产出情况,研究岩层中次生孔隙的形成机制,扩大油气储集层的评价领域,对沙河街组不同类型的未成熟烃源岩(表1)进行了系统的加水热解实验。     

塔里木盆地克拉通区油气藏形成主控因素与油气分布

塔里木盆地克拉通区位于盆地腹部, 主要发育寒武系海相烃源岩, 其次是中、上奥陶统海相和石炭-二叠系海陆过渡相烃源岩. 烃源岩分区、分期成熟, 形成不同时期的多个供烃中心. 克拉通区经历了多期构造运动, 形成多个古隆起. 不同时期有效供烃中心与古隆起相匹配是控制油气藏形成与分布的最主要因素, 古隆起具有多期油气充注历史, 并经历了多期调整甚至破坏, 有效供烃中心周围的古隆起及其斜坡区最有利于油气聚集, 油气相态与供烃中心演化历史有关. 海西晚期是塔里木盆地克拉通区最广泛的成藏时期, 毗邻烃源岩、保存条件良好的原生油气藏是勘探的最有利目标; 区域盖层之下、断裂带周围、不整合面上和下油气最富集; 石炭系砂岩、奥陶系风化壳岩溶、内幕碳酸盐岩储层是油气聚集的主要层段; 石炭系、志留系砂岩尖灭油气藏、碳酸盐岩缝洞型岩性油气藏是进一步勘探的主要对象.     

煤成气及鉴别理论研究进展

煤系成烃理论形成经历了3个阶段:20世纪40年代发现煤能生气并可成藏,但未关注成油,创立了纯朴的煤成气理论;60年代发现煤中壳质组成油贡献大,可形成煤成油田,产生煤成油理论,但未关注成烃中的油气比例;70年代中国学者发现煤系成烃以气为主以油为辅,创立了完整的煤成气理论.煤系成烃以气为主以油为辅的根据:一是8个煤种中都发现有成气作用产物的气孔;二是煤的原始物质是由生气为主、低H/C原子值的纤维素和木质素组成;三是化学结构上煤以利于生气的甲基和缩合芳环为主;四是从泥炭至无烟煤热模拟实验获得大量气346~422 m3/t,只有少量轻质油.以往天然气类型鉴别以气相组分为主,现在把鉴别指标发展为气液固(干酪根)三相,扩大了鉴别范畴.从碳同位素、轻烃和生物标志物三方面,综合研制了鉴别煤成气和油型气的26个指标,还研编了若干鉴别图版和δ~(13)C-Ro关系式,提高了天然气鉴别可信度.煤成气理论开辟了天然气勘探新领域,使指导勘探天然气理论从"一元论"(油型气)发展为"两元论"(煤成气和油型气),为中国天然气工业快速发展提供了理论依据.2016年中国天然气和煤成气储量、产量与煤成气理论出现之前的1978年相比,分别提高了52,408,10和216.6倍,使中国从贫气国变为世界第6产气大国.     

海相干酪根天然气生成成熟度上限与生气潜力极限探讨——以塔里木盆地研究为例

塔里木盆地海相寒武系-奥陶系烃源岩的热解、干酪根元素、高温热解气相色谱及黄金管封闭热模拟实验揭示，海相Ⅰ，Ⅱ型干酪根的天然气生成成熟度上限或“生气死亡线”为镜质体反射率3．0％；以煤为代表的Ⅲ型有机质的“生气死亡线”最高可达镜质体反射率10％．不同类型有机质生成天然气的极限量存在明显差别．干酪根元素物质平衡法计算，海相Ⅱ型干酪根在R0〉1．5％以后演化阶段的生气量极限小于185m^3／t（TOC），不足其总生烃量的30％；在R0〉2．0％演化阶段的生气量极限小于110m^3／t（TOC），不足其总生烃量的20％．岩石热解法获得的相同演化阶段天然气生成量仅为干酪根元素质量平衡法计算值的1／10左右．黄金管封闭高温高压热模拟和高温热解方法获得的生气量介干两者之间，镜质体反射率1.3％以后的生气量极限为60～90m^3／t（TOC）．岩石热解法获得的生气量是最小生气潜力，而干酪根元素质量平衡法获得的生气量是其极限生气潜力，实际生气量应低干元素质量平衡法计算出来的生气量极限．     

中国叠合盆地深层海相油气成藏条件与富集区带

以塔里木、四川、鄂尔多斯三大盆地为例，从海相层系的后期叠加样式、埋藏历史、构造变形演化出发，阐述深层海相油气成藏条件．海相烃源岩埋藏史可划分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，指出不同埋藏类型油气生成、成藏与现今烃类相态有差异．海相层系构造带演化可分为早正断-晚断褶型、早隆起．晚断褶型、早隆起．晚平缓型、早拗陷．晚冲断型等4种类型．提出有机质“接力”成气模式，指出中西部地区“退火”地温场演化与构造沉降耦合以及高．过成熟烃源岩中分散液态烃晚期成气，是海相油气晚期成藏的关键因素．总结提出深层海相优质储层形成的地质条件，即早期烃类充注、风化壳储层、深部溶蚀作用以及埋藏白云岩化作用．总结提出三大类海相油气富集区带，即古隆起复式油气聚集带、古断裂带、高能沉积相带．     

未熟-低熟烃源岩中脂肪酸的热模拟实验及演化

用辽河拗陷低熟烃源岩开展水热模拟实验、有水热模拟实验和抽出沥青热模拟实验,结果表明脂肪酸随温度增高逐渐减少,较高温度时有所增加,减少的原因应与脂肪酸脱羟生烃有关,其增加的现象则可能是干酪根新生脂肪酸和干酪根中的强干酪根脂肪酸解析下来转变为干酪根脂肪酸和沥青脂肪酸的结果,抽出沥青热模拟实验中,干酪根热解新生成的沥青含有脂肪酸,表明干酪根中结合的脂肪酸受热可转移到沥青中,低熟烃原岩沥青中,主要以一元长链脂肪酸占优势,干酪根相对含较多的二元脂肪酸,它们均随热演化增高而由以高碳为主变为以低碳为主的分布,根据模拟实验和低热原油烷烃以长链为主,推测脂肪酸对低熟油的贡献主要在低演化降低（R0＜0．6％）,实验表明,在有水参与下,有利于新生脂肪酸和二元脂肪酸的生成,并使脂肪酸脱羟生烃的速度相对变缓。     

济阳坳陷湖相烃源岩有机质化学组成特征及其石油地质意义

文中选择了在中国东部具典型意义的陆相断陷盆地济阳坳陷下第三系不同沉积环境的4个未成熟烃源岩, 分别采用氯仿、甲醇-丙酮-氯仿三元试剂和CS₂/NMP超强混合溶剂对烃源岩中有机质的结合方式进行了研究. 结果表明, 不同沉积环境形成的烃源岩中有机质结合方式和组成特征有较大差别. 咸水-半咸水环境下的沙四段烃源岩约有79%的有机质以非共价键的结合方式分布, 表明沙四上亚段源岩中的有机质并非严格意义上的干酪根, 而具有可溶有机质的性质. 这种形式结合的有机质转化生烃所需要的温度较低, 这是东营凹陷的未熟-低熟油主要来自咸水-半咸水环境沙四上亚段烃源岩的根本原因. 微咸-淡水环境沉积的沙三段烃源岩有机质则以共价键的结合方式为主, 约占70%, 这就决定了沙三段烃源岩以干酪根晚期热降解为主, 不易形成未熟-低熟油. 对三种有机溶剂相继抽提后的固体残余物进行生烃热模拟, 获得的氯仿抽提物与三种有机溶剂抽提物做对比发现, 奇偶优势(OEP)主要是可溶有机质的特征, 植烷主要以非共价键的缔合方式存在于可溶有机质中, 这与未熟-低熟油特征相吻合.     

寻找来自地球深处的天然气

一、关于油气生成的两种对应观点 在地质界存在着两种截然对立的油气成因说,一种是有机成因说,一种是无机成因说。 有机说认为,油气是“化石燃料”,即由埋藏于沉积地层中的动、植物或动植物混成物质转变而成。此说最早出现于18世纪60年代,先后有动物说、植物说和腐泥说等。现代有机成因说认为,油气是在近海沉积作用过程中,由无数浮游生物、动植物遗体在长期稳定的还原环境和良好的埋藏条件下经化学降解而成。有机质转化为油气通常经过三个阶段:先是在生物化学作用下形成干酪根和天然气;之后干酪根在