准噶尔盆地侏罗纪煤有机岩石学研究

有机岩石学方法是研究煤成油的重要方法之一。显微镜下反射光及荧光分析研究认为，准噶尔盆地侏罗纪煤中存在大量的生烃组分，大部分基质镜质体都发一定强度的荧光。煤的生烃性与主要生烃组分的含量密切相关。本区相当数量的煤有机质类型为Ⅱ２型，部分为Ⅱ１型。成熟度研究表明，本区侏罗纪煤已达到或超过生烃门限并产出大量的液态烃，是准噶尔盆地重要的烃源岩之一。     

中国西北地区侏罗纪煤系油气形成（之三）

西北地区侏罗纪煤系中主要成烃显微组分是孢子体、角质体、藻类体、沥青质体、碎屑类脂体和基质镜质体等，木栓质体和树脂体等早期成烃组分含量极低。侏罗纪煤系有机质成烃演化特征与一般湖相有机质稍有差异，但基本上仍然遵循一般有机质热降解成熟生油模式，主要生油阶段的Ｒｏ值为０．７％～１．２％，生油高峰Ｒｏ值约为０．９５％。目前西北地区侏罗纪煤系烃源岩Ｒｏ值一般为０．４％～１．３％，多数地区成熟度较低，在山前深坳陷地区成熟度较高，烃源岩Ｒｏ值大于０．７％，进入大量生油阶段，西北地区主要煤系含油气盆地油气田均分布于这些地区，烃源岩成熟度对油气田形成有明显的控制作用。西北地区侏罗系有利的生烃区域基本分布在侏罗纪是沉降、沉积中心而后续埋藏又较深的山前坳陷。图４表１参４５（王孝陵摘）     

有机岩石学研究有机质类型和成熟度的改进

作者对我国两个盆地的43个干酪根和煤包体样品进行了有机岩石学研究。用透射光、反射光和荧光相结合的方法进行了显微组份定量,测定了荧光光谱和镜质体反射率,并建立了荧光参数与镜质体反射率的关系图版。结果表明,通常所用的类型指数划分干酪根类型的方法存在很大的缺陷。无定形为主的干酪根可以属于任何一种化学类型,它的富氢程度取决于其来源及沉积和早期成岩环境,荧光方法可以有效地区分富氢和贫氢无定形,建立干酪根的光学分类与元素分析的关系;另外一些干酪根样品的镜质体反射率异常低(系吸附效应的结果),不能反映有机质成熟度,荧光参数可以弥补R°的不足,建立荧光参数与R°的关系图版,用荧光参数推测镜质体反射率值。      

中国西北地区侏罗纪煤系油气形成（之一）

侏罗纪是中国西北地区最主要的聚煤期。侏罗纪西北地区气候温暖潮湿，植被繁盛，发育六大原盆地沉降带，形成沼泽、浅湖、半深湖沉积环境，广泛沉积了河流相—沼泽相—湖相煤系地层，普遍发育煤、炭质泥岩（页岩）、油页岩和湖相暗色泥岩这４类烃源岩。侏罗系烃源岩在阿尔金断裂带南、北两侧差异较大：北侧新疆地区中、下侏罗统煤系泥岩和煤均很发育；南侧蒙甘青地区早侏罗世沉积范围很小，中侏罗世虽发育泥岩，但一般不发育煤层。侏罗系烃源岩中主要的成烃显微组分是壳质体、藻类体、基质镜质体等，木栓质体和树脂体等早期成烃组分含量很低。煤系泥岩一般为中等到差油源岩，少数为好油源岩，煤一般为差油源岩。新疆地区下侏罗统烃源岩生烃潜力高于中侏罗统烃源岩。图３（王孝陵摘     

吐哈盆地侏罗纪煤系有机质成烃作用

吐哈盆地是典型的煤成油气盆地。其主要成烃贡献组分为基质镜质体。应用重液分离富集技术获得较高纯度的单显微组分，并采用核磁共振波谱（13CNMR）和热解气相色谱（Py－GC）对其生烃性进行评价。结果表明，显微组分生油能力大小顺序为孢子体、角质体、基质镜质体、木栓质体和丝质体，基质镜质体生油能力为孢子体的一半；进入生油高峰早晚顺序为基质镜质体、角质作、木栓质体、孢子体。在此基础上，结合显微组分荧光机理，并考虑显微组分在烃源岩中所占比例，建立了吐哈盆地煤及其显微组分生烃模式。通过煤相分析，指出下三角洲平原及其上发育的分流间湾沼泽是煤系烃源岩发育的有利场所，流水沼泽相是煤成烃最有利相带。依据化学键能分析，提出O、S等杂原子的存在是煤中有机显微组分早期成烃的先决条件，非烃在煤成烃演化进程中具有重要作用。     

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镜状体是我国下古生界高过成熟烃源岩中常见的显微组分，它主要来源于藻类及其降解产物热解成烃后原地残留物。镜状体反射率随埋深加大呈线性增加。根据对奥陶系主要成烃母质粘球形藻和相同热成熟度的黄县褐煤热模拟残渣的对比分析，建立了镜状体（ＶＬ）、粘球形藻藻类体、镜质体（Ｖ）光性演化的相关关系，镜质体和镜状体反射率关系表示为ＶＲｏ＝０．５３３ＶＬＲｏ＋０．６６７。镜状体反射率作为下古生界烃源岩有机成熟度指标主要适用于镜质体反射率１．０％～２．０％Ｒｏ阶段，它可作为我国下古生界高过成熟烃源岩成熟度标尺     

高过成熟烃源岩成熟度指标—镜状体反射率

如何评价下古生界高过成熟烃源岩是当前急需解决的问题。笔者通过对塔里木，鄂尔多斯盆地和华北东部寒武系，奥陶系烃源岩的有机岩石学分析，确认其烃源岩中普遍存在镜状，并通过热模拟实验建立了镜状体反射率与镜质体反射率之间的关系。     

异常低的镜质体反射率(抑制作用)——生油岩研究的一个重要问题

镜质体反射率在石油地球化学中是一种很有用的工具,但目前研究中还存在一些问题,其中一个主要问题只有少数研究者认识到了,这就是镜质体反射率的反常下降(R_o 抑制作用)。丰富的文献资料表明,镜质体反射率是被相当浓度的富氢煤素质抑制,或者被富氢煤素质本身抑制。作者提出 R_o 抑制作用的原因是镜质体的富氢和高活化能。作者建议用实验验证该假定。     

南襄盆地泌阳凹陷烃源岩成熟度厘定及其意义

利用FAMM技术对取自南襄盆地泌阳凹陷15口钻井的19件核桃园组湖相烃源岩样品进行了成熟度厘定。结果显示,烃源岩的镜质体反射率(R_o)抑制程度显著,抑制校正值介于0.08%~0.39%,有机质类型越好,镜质体反射率抑制程度越高。19件烃源岩样品的成熟度均已处于生油窗内(等效镜质体反射率值介于0.58%~1.29%),而非镜质体反射率结果所反映的处于0.38%~1.05%。根据4个钻井不同深度段烃源岩的成熟度确定古地温梯度为36~45℃/km,成烃门限深度为1 800~1 400 m。核桃园组烃源岩成熟度的正确厘定,为合理评价泌阳凹陷石油资源潜力奠定了基础。      

源于宏观藻类的镜状体反射率——前泥盆纪海相地层成熟度标尺

塔里木盆地和华北地台前泥盆纪海相地层中广泛存在源于宏观藻类的炭质薄膜化石,显微镜下表现为均质的条带状镜状体,这类镜状体反射率随埋深呈现规律性增高。通过富含这类镜状体的上元古界青白口系下马岭页岩(等效镜质体反射率0.66%)和塔中北斜坡上奥陶统泥灰岩(等效镜质体反射率0.97%)与相应成熟度腐殖煤共存的加水热解和干法热解模拟实验,建立起源于宏观藻类镜状体反射率与镜质体反射率的相关关系。对源于宏观藻类镜状体富集物的NMR和Py-GC-MS分析显示,宏观藻类有机质中存在聚酚类大分子,而酚类和烷基酚类化合物正是镜质体先驱物木质素的典型热解产物,说明源于宏观藻类的镜状体无论是光性和形态还是化学成分和结构均呈现出与镜质体的相似性,源于宏观藻类的镜状体的反射率可作为前泥盆纪海相地层成熟度标尺。图5表1参33     

塔里木盆地天然气地球化学及成因与分布特征

塔里木盆地天然气主要分布在前陆区和台盆区，分别是煤成气和油型气，目前探明的天然气主要是煤成气。迄今盆地所探明的大部分气田以及83％以上的探明储量都分布在中亚煤成气聚集域上；气藏主要分布在上部储盖组合中，且无一例外地都分布在断裂带上。构造运动产生的断裂在天然气成藏中起气源断层沟通气源的作用，形成的断层相关褶皱为气藏的形成提供了优越的圈闭条件。塔里木盆地天然气为多期成藏，以晚期成藏为主。最后一次成藏期发生并定型于喜山晚期。与塔东侏罗系相比，库车坳陷煤系具有较高的生气速率，更有利于大中型气藏的形成。图6表2参41     

新疆三塘湖盆地侏罗系煤成油初次运移机理探讨

通过对新疆三塘湖盆地侏罗系煤的物理性质及其演化规律的剖析,结合煤生油的有机岩石学及有机地球化学特性研究,认为,镜质体反射率R_0在0.65%～0.85%演化阶段煤的生油量大于其孔隙的容纳量,构成了煤成油初次运移的基本条件.在煤可塑性传递上覆压力产生的煤层内孔隙流体高压作用下,导致孔隙连通并形成微裂隙,煤成油沿微裂隙以连续“沥青网络”的形式发生初次运移.由于侏罗系煤处于有机质成熟阶段早期,在排驱时间上存在“早生早排”的可能性.侏罗系煤中特定的生油母质、有机质成熟度及排驱机理决定了煤成油的重质、高蜡和高粘度特点.     

吐哈盆地"煤成油"问题再认识

吐哈盆地被认为是典型的煤成油盆地。通过煤岩的富氢显微组成、模拟生烃特征、特殊的油气成藏规律及不同地区预测资源量与探明油气资源量之间的对比分析发现,吐哈盆地侏罗系煤岩并不具有大规模生、排液态烃并形成商业性油田的能力。结合其他地质、地球化学证据,认为台北凹陷中侏罗统油气并不是严格意义上的“煤成油”。而是深层湖相与煤系的“混源油”。     

浙北煤山龙潭煤系煤成油剖析

浙江长兴一带上二叠统龙潭煤系砂岩中有原油流出,本文根据地化资料,论证了这些原油是龙潭煤系树皮煤和暗色泥岩生成的煤成油。     

乐平煤系树皮煤生油研究

江西省东北乐平地区的上二叠统龙潭组煤层因富含树皮体而称之树皮煤，为了明确龙潭组煤成油的机理和勘探前景，文章用有机岩石学方法获得树皮煤显微组分以树皮体为主，同时富含基质镜质体、小孢子体等富氢组分；用生烃模拟实验方法得到树皮煤的产烃率很高，是迄今已知的最好的煤成油烃源岩；通过单组分生烃模拟实验证实树皮体最有利于生成液态烃；树皮煤形成于热带-亚热带潮间带（部分潮上带）泥炭坪，成煤物质来自于红树林-半红树林植物群。     

吐哈盆地油源研究新进展

根据吐哈盆地烃源岩和原油的生物标志物组成特征及系统油源对比结果,并佐以原油正构烷烃单体烃碳同位素资料,可将盆地原油分为三大类,即煤成油、成水湖相泥岩成油和淡水湖相泥岩成油。为了进一步确定煤成油的主要烃源岩是煤岩还是煤系泥岩,在亚稳定状态下用GC-MS-MS研究m／z233-m／z262的二萜类化合物,并用其进行油源精细对比,认为吐哈盆地台北凹陷煤成油主要来自中侏罗统煤岩。     

煤结构组成与成烃作用

在论述煤中存在共价键 交联结构和非共价键缔合结构的基础上,进一步提出水进相成煤环境有利于煤中类脂物的保存和煤的非共价键缔合结构发育,有利于煤成烃。应用固体¹³C核磁波谱分析技术,采用自然演化与热压模拟相结合探讨了干酪根热演化过程中碳骨架与官能团的变化规律,提出脂碳是生烃主要贡献者。在对比研究不同母质类型的湖相泥岩、煤和煤系泥岩干酪根中碳骨架与官能团组成属性及其在热演化“液态窗”阶段的倾油倾气性,进而提出亚甲基[(-CH²-)ⁿ]是干酪根官能中生油的主体,煤成油的实质就是煤干酪根中存在一定数量的亚甲基官能团。这一认识.适用于湖相生油和海相生油的研究。     

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通过对松辽盆地北部天然气的烃类和非烃类组成、甲烷碳同位素、分子量、重烃气浓度、甲烷系数、重烃系数等资料的分析，研究了盆地北部不同地区天然气化学组成特征和物理性质。同时根据天然气地化特征，对盆地北部天然气的成因类型进行了划分，并探讨了生物甲烷气、成熟—高成熟油型气、高成熟煤型气和过成熟煤型气的化学组成及分布规律。研究结果表明：生物甲烷气埋深浅、碳同位素轻、气组分甲烷含量高、氮气含量高；油型气主要分布于盆地中部含油组合（萨、葡、高油层），甲烷碳同位素重于生物气，轻于煤型气，烃气成分变化较大，受各种因素的影响，表现出不同的干湿性；高成熟和过成熟煤型气主要分布于深部含油气组合（扶余油层以下），碳同位素重，气组分甲烷含量高，天然气分子量低     

塔里木盆地库车坳陷天然气气源对比

库车坳陷近年陆续发现了克拉2号、吐孜洛克、大北1号、迪那2号4个大型气田和依南2号、依深等天然气藏,展示了该区天然气勘探的广阔前景,为西气东输战略的顺利实施奠定了物质基础.为判明目前发现的天然气是来源于煤系烃源岩还是来源于湖相泥岩,利用苯、甲苯、二甲苯、甲基环己烷等轻烃单体碳同位素等气源对比新技术,结合天然气形成的地质背景进行气-源岩的追踪对比.对比结果表明,库车坳陷主要气藏的天然气属于煤型气.中、西段克拉苏构造带E、K产层的天然气为高-过成熟煤型气;东段依奇克里克侏罗系产层的天然气为成熟-高成熟煤型气,吉迪克组产层的天然气为高-过成熟煤型气;大宛齐油田上第三系-第四系天然气属成熟-高成熟煤型气.库车坳陷主要气藏的天然气主要来源于侏罗系-三叠系煤系烃源岩.图6表2参6(李剑摘)     

东濮凹陷马厂构造深层混源气藏气源探讨

根据东濮凹陷马厂深层气藏天然气常规组成、C1-C5单体气态烃碳同位素组成以及轻烃色谱指纹3方面微观信息的分析，并与文留气田文23井典型石炭系-二叠系煤成气以及白庙、刘庄、桥口煤成气-油型气混合天然气进行气／气对比，揭示了马厂深部气藏沙三段-沙四段天然气以煤成气为主，渗混入少量Es3-Es4油型气的混源特征，证实了东濮凹陷南部石炭系-二叠系煤系烃源岩具有一定煤成气供烃能力。