运移分馏作用凝析油和蜡质油形成的一种重要机制

地下深部的烃类物质在由断裂诱导的压力释放和过量干气注入的共同作用下会导致油、气两相流体的产生．由于不同原油组分在气液两相中的分配系数不同,低碳数的烃类更易溶解在气相中,形成凝析油;而高碳数的烃类则残留在油相中,形成蜡质含量较高的油藏．这种分馏过程同时导致通常与源岩有机质或热成熟度有关的原油组分参数（如饱和烃／芳烃值）和甾萜烷分子参数的广泛变化,原油δ~(１３)Ｃ值也因此变重１％左右．     

烷基二苯并噻吩类: 示踪油藏充注途径的分子标志物

基于分子结构的热稳定性以及氢键形成机理, 烷基二苯并噻吩类参数4-/1-MDBT, 2,4-/1,4- DMDBT和4,6-/1,4-DMDBT, 兼具备表征有机质成熟度以及油气运移的属性, 可以作为示踪油藏充注方向与途径的有效分子参数. 这些参数在珠江口盆地新近系砂岩孔隙型油藏与塔里木盆地塔河油田奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞网络型油藏两种例证中首次试用, 均取得良好效果. 烷基二苯并噻吩类示踪参数具有较为广泛的应用范畴, 可应用于不同成熟度的原油, 特别是较为缺乏有效分子参数的高成熟~过成熟原油, 也可应用于遭受过强烈生物降解作用的原油, 甚至于同源石油两期充注的混合油, 但对于混源油油藏则要慎重使用.     

煤层气羽状水平井开采的影响因素分析及增产机理

采用数值模拟的方法，分析了煤层气羽状水平井的增产机理，指出羽状水平井的主支和分支在地层中广泛均匀延伸，使整个控制区域地层压力均匀、快速下降，增大了气体解吸扩散的机会，是羽状分支水平井促使煤层气产量提高的根本原因．讨论了渗透率、朗谬尔常数、吸附时间等地层参数对羽状水平井煤层气产量的影响，并得到结论：地层绝对渗透率越大，相渗曲线越陡，残余气饱和度越小，含气饱和度越高，地层压力越大，对气产出越有利；朗氏常数通过改变等温吸附线在地层压力变化范围内的缓陡程度决定吸附量改变幅度的大小，从而影响气产量的变化，吸附时间对直井开采前期气产量到达高峰期的时间长短有影响，而对于羽状水平井，吸附时间对产量的变化几乎没有影响．     

纳米杂化材料对高蜡原油降凝降黏作用的研究

高蜡原油的管道输送一直是国内外油气储运领域研究的重点. 研制了一种新型纳米杂化材料, 对高蜡原油具有显著的降凝降黏作用. 原油中加入纳米杂化材料后, 原油的凝点和黏度大幅下降, 并且比传统的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)降凝剂具有更好的时效稳定性. 通过X射线衍射(XRD)和偏光显微镜(POM)研究了纳米杂化材料对原油结晶过程的影响. 加入该纳米杂化材料后, 原油的晶体结构和结晶行为发生变化, 蜡晶的数量变少且不容易缠结, 原油析蜡温度降低. 该研究发现纳米杂化材料对原油具有显著的降凝降黏效果, 对实现高蜡原油的安全、高效、节能输送具有重大意义.     

塔北沙18井石炭系蒸发分馏成因凝析油确认的地球化学证据

目前的观点认为腐泥型于酪根来源的凝析油均是成岩作用晚期有机质高成熟阶段(R_0>1.3%)或早期大分子烃类热裂解的产物;近来的研究表明,原油蒸发分馏机制是一种非常重要且发生频率很高但仍未得到充分重视和深入认识的原油蚀变及凝析油成因机制;作者的研究表明塔里木盆地具备发生原油蒸发分馏的若干地质地球化学条件且有相关残油和凝析油形成.本文选择沙18井石炭系(C)海相凝析油和与之相关性最密切的沙14井奥陶系(O)海相高蜡原油进行重点讨论.沙18井和沙14井位于塔北桑塔木断块构造中部,沿构造发现诸多油气藏的事实表明其两侧断裂可充当原油蒸发分馏的通道.     

地史时期超压对沁水盆地南部煤层气藏形成的作用

根据沁水盆地南部3号煤吸附等温线及实测含气量，部分钻井吸附气含量达高饱和到饱和状态，这种高饱和度高含气量很难从理论上得到解释，而且该地区并不具备后期热成因气和生物成因等气源补充的条件，文中提出地史时期超压是促成现今煤层气藏高饱和度的主要原因．早自垩世煤系源岩大量生气，由于较好的顶底板条件及向斜核部的构造部位，煤层气藏具有超压和饱和含气特征，晚白垩世以后煤层气藏急剧抬升，在温度和压力降低过程中，超压吸附气转化为常压或欠压吸附气而使得现今煤层气藏维持高饱和度高含气量的状态．     

塔里木盆地海相原油的油源问题的综合述评

塔里木盆地台盆区油气源问题争论已久,争论的焦点是盆地内已发现的海相油气资源主要来源于寒武系-下奥陶统烃源岩还是中、上奥陶统烃源岩.文中对前人的主要观点及其论据进行了总结,并对塔里木盆地台盆区油源研究中的有关核心问题,如对比参数的选择、成熟作用及物理分异作用对油源对比参数的影响、有关对比参数的地质、地球化学意义等问题进行了讨论.认为在应用那些受成熟度、物理分异效应等影响较大的参数进行油源对比时引起的歧义可能较大,只有那些地球化学意义明确、受成熟度影响小、次生变化过程中变化小的参数才是有效的油源对比参数.塔里木盆地海相原油包括了这两套烃源岩贡献,广泛存在混源油,发现有来源于寒武系的原油.建议塔里木盆地海相原油成因的进一步研究应优化油源对比参数,采用综合的地质地球化学方法.     

海相原油裂解生气实验产物的物质平衡计算: 一个基于储层固体沥青分析的原油裂解气资源量预测模型

原油裂解气在中国高-过成熟地区的天然气资源中举足轻重, 对其资源量的有效预测和评估是勘探决策的关键. 通过高压封闭体系原油裂解模拟实验, 对海相原油裂解生成的气、液、固三相产物(总气体、残余液烃、固态焦沥青)进行定量分析, 在实验数据和生烃动力学计算的基础上, 回归拟合出原油裂解过程中气、液、固态产物产率变化的相关关系式. 据此建立了从储层固体沥青入手的、适合原油裂解成因天然气资源量的预测模型, 并建立了基于质量守恒原理的验证公式. 从实验基础和实际应用两个方面讨论了预测模型的影响因素及应用条件. 该模型的提出, 将为中国高-过成熟海相碳酸盐岩地区天然气资源评价和古油藏恢复提供新的思路和启发, 可望具有较好的应用价值.     

储层介质环境对深埋油藏原油热裂解影响的初步实验研究

温度和压力对于原油热裂解的影响已有大量研究, 然而, 油藏所处介质环境对于原油热裂解的影响研究长期以来并未得到足够重视. 本文主要以原油中-高分子量正构烷烃(nC₁₀₊)为研究对象, 重点考察实验过程中轻烃(nC_8–)的生成行为, 通过轻烃这个窗口, 以热压模拟实验为手段, 探视碳酸盐储层和碎屑岩储层环境碳酸盐矿物、黏土矿物、石英的含水体系对于原油热裂解的影响. 研究结果表明, 不同储层介质环境设定实验温度点热裂解后不同实验系统内nC₁₀₊残余量表现为: 原油+伊利石+水>原油+蒙脱石+水>原油+水>原油+石英+水>原油+方解石+水. 若以原油+水系统为基准, 则伊利石和蒙脱石含水系统对原油热裂解有抑制作用, 而石英、尤其方解石含水系统对原油热裂解具有促进作用. nC₁₀₊稳定碳同位素组成表现为: 从原油+伊利石+水、原油+方解石+水、原油+蒙脱石+水、原油+石英+水到原油+水逐渐亏损¹³C. 不同储层介质环境作用的差异性是导致nC₁₀₊含量与对应稳定碳同位素值之间无显著协变关系的重要原因. 不同实验系统内nC_8–生成量等也存在较为显著的差异显示储层介质环境对轻烃生成及其裂解生气和nC₁₀₊烃类C—C键断裂及异构化、环烷-芳构化反应均具有重要影响. 本项研究对于原油热裂解化学动力学模型准确建立具有一定启示意义.     

热声振荡器的二端口网络模型及起振条件

热声发动机的起振过程是发生在非均匀声介质中的自激振荡过程, 揭示各影响因素之间的耦合关系是热声学基础研究的重要课题. 将热声发动机视为由主动网络与被动网络组成的热声振荡器. 相应地, 推导了组件对应的二端口Y参数, 采用负阻模型和反馈模型分别描述了驻波和行波热声发动机, 并给出了对应的二端口网络拓扑, 应用Nyquist失稳判据获得了热声振荡器的起振条件. 模型预测的起振参数, 特别是起振频率及模态特征与文献实验报道相符; 此外, 通过拓扑图论证了驻波热声发动机起振于负阻状态、热声——斯特林发动机存在高频模态. 该方法通过考察热声系统的频域响应, 实现了以解析方式反映发动机运行参数和系统结构对起振模态、起振温度的影响; 能避免使用经验频率设计热声系统, 在系统设计阶段提供热稳定性校核的途径.     

低等水生生物: 高蜡油形成的重要来源

尽管对原油中高分子量化合物的形成途径有多种解释, 但其真正来源并不很清楚. 通过对辽河盆地大民屯凹陷典型高蜡油区不同性质源岩抽提物中显晶蜡和微晶蜡含量和组成的定量分析, 并结合源岩有机岩石学和热解色谱特征分析, 揭示富含低等水生生物的油页岩是大民屯凹陷高蜡油的主要母源. 高蜡油的主要生源组分是藻类体和无定形基质体, 它们富含脂肪族结构, 生成长链烷烃的潜力很高. 源岩蜡产率受有机质丰度和成熟度的控制, 高丰度和低成熟源岩有利于蜡的形成与保存, 随源岩有机质丰度降低和成熟度增高, 源岩蜡产率降低, 表明原油中的蜡主要是富含低等水生生物有机质在热演化阶段早期(R_O = 0.4%~0.7%)形成的产物. 尽管陆源高等植物的表皮和孢粉类同样能够提供蜡的生源母质, 但湖相低等水生生物的贡献可能更加重要.     

气悬微粒声凝聚效率与声场参数的关系

用声学方法凝聚和沉降气悬微粒时,合适地选择声波频率和声场强度等参数以提高声凝聚效率十分重要。早在本世纪三十年代,Brandt等人曾得到计算声凝聚过程最佳声波频率的近似公式:     

原油裂解成气动力学模拟及其意义

应用封闭金管高压釜体系, 对塔里木盆地轮南14井三叠系原油进行了热解生气模拟实验. 通过对C₁～C₅气态烃及热解原油残余可溶烃组分的分析, 发现原油裂解成气的过程可明显分为气体初次生成与二次裂解两个阶段. 前者以液态烃裂解为湿气为主, 后者则以C_2~5组分继续裂解为甲烷和碳沥青, 气体组分逐渐变干为特征. 根据实验结果与化学动力学原理, 建立了原油裂解气初次生成与二次裂解的动力学模型, 获取了相应的动力学参数. 在此基础上, 进一步研究了原油在地质条件下的稳定性及其评价方法, 探讨了原油裂解气初次生成与二次裂解过程对原油裂解气成藏的控制作用, 发现凝析油/湿气热演化阶段是原油裂解气藏形成的关键时刻之一.     

地层水促进原油裂解成气的模拟实验证据

原油裂解成气是决定深部油气资源勘探潜力和策略的关键,查明影响原油裂解成气下限、潜力大小及可能影响因素将为深层油气勘探提供科学依据.本文通过对比原油、原油加水及各种水介质的恒温(350℃)热解模拟实验,发现水在原油裂解成气过程中起着巨大的作用:①有水参与的情况下,天然气产量有明显的增加,这其中包括烷烃气和非烃类气体:烷烃气产量增加幅度为1.8～3倍;H2,CO2产量也有明显增加.表明水参与了原油裂解生气过程,为其提供了氢.因此,水的存在将大幅提高原油裂解气的潜力;②地层水中Mg2+对原油+水的反应有一定促进作用,使烷烃气总量、H2与CO2产量均有所增加;更为有意思的是,i-C4/n-C4与i-C5/n-C5比值具有明显的增加.说明地层水中Mg2+起到催化作用,在原油+水的反应中增加了歧化反应进程.本项研究对认识影响原油裂解气的因素、评价沉积盆地中的油气资源具有重要意义.     

西藏地热异常区CO2 脱气研究: 以朗久和搭格架地热区为例

地球CO₂ 脱气作用在长时间尺度上对大气CO₂ 浓度有着巨大的影响, 是全球碳循环模型的重要组成部分. 西藏地区独特的构造条件形成大量水热异常区, 为研究热液运移过程中CO₂ 脱气作用提供了绝好的条件. 通过对朗久和搭格架地热异常区地质环境、水汽特征的研究表明两区热液组成成分均由钾长石和钠长石控制, 但出露温泉水朗久地区为Na-Cl 型, 搭格架地区为Na-HCO₃ 型. 两个地热田温泉水中CO₂ 分压模拟结果显示温泉水在从含水层向地表迁移过程中发生脱气作用. 通过对朗久地热田和搭格架地热田不同CO₂ 脱气机理的研究, 分析出不同的CO₂ 脱气量计算公式并计算出朗久地热田CO₂ 的脱气通量约为3.6×10⁶ kg km^-2 a^-1, 搭格架地热区CO₂ 的脱气通量约为3.3×10⁶ kg km^-2 a^-1.     

沁水盆地煤层气藏演化的关键时期分析

在地温梯度、埋藏史研究的基础上，探讨了沁水盆地煤层气藏的成藏过程和聚气历史．通过对沁水盆地南部阳城地区和西部霍州地区的煤层热演化史、煤层气地球化学特征和聚气历史的对比研究表明，现今沁水盆地煤层气藏的形成取决于决定煤层气地化特征的“关键地质时期”和决定现今煤层含气量的“关键地质时刻”．演化程度最高的地质时期决定了煤层气的组分和碳同位素特征，即是决定煤层气地球化学特征的关键地质时期；煤层气的含气量以吸附气为主，因此煤层气的聚气历史(地史上的含气量变化)与决定煤层温度、压力的埋藏史有着直接的关系，而现今煤层气的含气量则主要取决于关键地质时刻的煤层上覆“有效地层厚度”．     

磁场-渗流场耦合作用下的铁磁流体多孔介质流动数值模拟

铁磁流体作为一种新型功能材料,由于同时具备磁性及流体性质被广泛应用于各个技术领域.本文从数值模拟理论上研究了利用磁场控制的铁磁流体驱油问题:针对外磁场作用下的铁磁流体多孔介质流动物理过程,将磁力项引入铁磁流体相运动方程从而耦合磁场-渗流场给出其流动方程,并采用全隐式有限体积法形成相应数值离散格式;通过二维均质填砂平板流动实验验证了模型和算法的正确性,在此基础上,对比了平面及纵向非均质多孔介质中注水及注铁磁流体的驱油效果,计算结果表明通过控制铁磁流体的驱替路径可以提高驱替波及范围继而提高采收率,为提高原油采收率提供了新的思路和方法.     

松辽南部岩性地层油气藏成藏年代研究及其勘探意义

松辽盆地南部扶新隆起的形成时间、演化特征和油气充注时间认识不清, 一直没有公认的统一结论. 文中对扶新隆起扶余油层岩性地层油气藏自生伊利石K-Ar同位素年龄进行了研究. 在伊利石矿物分离提纯、X衍射分析和扫描电镜检测的基础上, 进行了同位素测试和年龄的计算分析. 在松辽南部“六史”演化综合分析的基础上, 剖析了松辽南部扶新隆起的构造-沉积-成藏演化特征, 认为盆地南部整个中央坳陷区油气演化和成藏的地质背景相似, 其中的长岭凹陷和扶新隆起是在青一段烃源岩进入生烃高峰后和扶余油层主成藏期后才发生明显的“隆-凹”分异, 即油气成藏发生于扶新隆起大规模隆升之前. 油藏具有上生下储、本地供源、垂向运移的特征, 澄清了以往油源主要来自长岭凹陷侧向运移的地质认识. 根据自生伊利石同位素年龄, 结合流体包裹体方法, 确定了扶新隆起扶余油层岩性地层油气藏油气充注的完整历史过程. 这一认识有助于正确评价扶新隆起和长岭凹陷及外围地区的资源潜力和勘探方向. 研究表明自生伊利石K-Ar同位素测年和流体包裹体两种技术方法的结合是追溯油气充注历史、确定油藏年龄的行之有效的方法手段.     

分子化石与塔里木盆地油源对比

分析了甾烷类“分子化石”(生物标志化合物)在塔里木盆地某些特定地质年代岩石中的分布特征, 并藉此为“指纹”进行油源对比. 分子化石的分布受成熟作用、运移作用、相分馏作用及生物降解作用等因素的综合影响, 并不是任何一个与生源环境有关的分子化石参数都可作为油源对比的指纹. 甲藻甾烷(C₃₀)、4-甲基-24-乙基胆甾烷(C₃₀)及其芳构化甾烷、24-降胆甾烷(C₂₆)及C₂₈甾烷等来源于沟鞭藻和硅藻等生物的分子化石在塔里木盆地寒武系和奥陶系岩石抽提物中普遍存在, 并且在不同层系中的分布具有明显的差异性. 除塔东2井产自寒武系地层中的重油等少数几个油样与寒武系抽提物有可比性之外, 在塔中、塔北隆起上的海相原油中, 这些化合物的相对含量与上奥陶统抽提物之间表现出惊人的相似性, 这意味着中、上奥陶统生油岩可能是这些海相原油的主要生源.     

三维泡沫石墨烯负载磷酸钴盐(Co-Pi)和硼酸钴盐(Co-Bi)高效电催化分解水析氧性能

<正>氢能源是一种理想的绿色能源,电催化分解水制氢具有很好的发展前景.水分解的过程包含析氢和析氧2个半反应,其中析氧过程更为困难,要经历一个复杂的电质耦合(proton-coulped electron transfer,PCET)过程,过电位更高,消耗更多的能量,为电解水制氢的瓶颈.为此,寻找一种能够有效降低析氧过电位的析氧催化剂至关重要.自然界中,绿色植物能够通过光合作用,在比较温和的条件下将H2O分解得到氧气,主要是由于光系统II中的析氧活性中心(oxygen evolving complex,OEC)Mn4Ca O4团簇蛋白的作用.模拟光合作用分解水析氧制氢是一个很有前