中国含油气盆地的多种生烃机制

中国含油气盆地的生烃机制因生烃物质来源不同,可分为有机生烃、无机生烃及合成生烃机制。有机生烃除常规的区带生烃模式外,应对灶体生烃模式及催化生烃模式引起足够的重视。灶体生烃模式是指高温岩浆喷出或侵入沉积层之上、之中或之下,加速沉积体中有机质的成熟作用。目前已知元素Pd,Fe,Mn,Zn,Cu等能使有机碳更多的与氢结合生成更多的烃类,我国的松辽盆地、大港和新疆油田等地区可能存在这种催化生烃现象。无机生烃的重要标志是甲烷同系物碳同位素比值出现反序现象,塔里木及松辽盆地存在此类生烃机制。实验结果表明 :以熔融铁作媒介,CO₂ 和H₂ 可以合成烷烃类物质。地下深处的玄武岩、橄榄玄武岩和橄榄岩与实验室条件下的熔融铁类似。因此,在地球深处应存在合成生烃机制。     

泥质烃源岩有机质保存研究

在泥质烃源岩中,存在多种有机质保存方式。除外部缺氧环境外,有机质通过降解缩聚、选择性保存、自然硫化以及黏土保护等得以稳定存在。不同保存机制的有机质,构成了干酪根中多样的有机质显微组分类型,并在生烃时间和生烃性能方面存在显著差异性,这可能是造成泥质烃源岩具有宽生烃区间的重要原因。对多种有机质保存机制进行深入认识,探讨不同保存机制与外部环境的关系,尤其是矿物与有机质的相互作用,可能是未来石油地质领域有机质保存研究中的重要问题。这对于深化油气成因理论研究,更科学地开展油气资源评价,探索油气勘探新领域,具有十分重要的意义。     

论石油与天然气的多元成因

中国是发现和利用石油、天然气最早的国家之一,中国油气资源的持续发展需要新的适合于中国地质特色的石油地质理论。从生命起源的角度看问题,“生命物质”也来源于“无机物合成的沥青”,油气的有机与无机成因说都只说到了物质演化不同阶段的作用,依中国地质特征分析,油气应具有多种生成机制与模型。中国含油气盆地的特殊风格是火山活动活跃,由此引出了多种生烃机制：火山活动贡献了有机生烃机制灶体生烃模型与催化生烃模型、贡献了无机生烃机制,还贡献了可以再生的合成生烃机制。     

博兴洼陷下第三系沙四上亚段和沙三段岩性油藏形成机制

博兴洼陷下第三系岩性油藏的形成具有“复式排烃、排聚耦合和四元控藏”的总体特征,而其独特的烃源岩结构和地层压力系统决定了沙四上亚段和沙三段烃源岩在排烃方式、排烃机制以及岩性油藏成藏特点上的不同。沙四上亚段烃源岩有机质富集,地层压力较高,多为微裂缝排烃;其排烃效率高、范围大,油气顺层侧向运移至洼陷南斜坡鼻状构造的储层发育带聚集成藏。而沙三段烃源岩有机质较分散,地层压力低,多为差异突破压力排烃;其排烃效率低、范围小,只有在有效排烃体内的储集体才可能聚集成藏。断层排烃可以提高其排烃效率和成藏有效性,沙三段岩性油藏主要分布在洼陷中心附近。     

多旋回盆地复杂生烃史条件下烃源岩生烃量研究

通过热模拟实验的方法,探讨了复杂生烃史条件下烃源岩生烃量的变化特征。热模拟实验结果表明,复杂生烃史条件下,烃源岩的生烃量与简单连续生烃相比并不相同。烃源岩两次不连续累计生烃量大于连续生烃量;不同的两次不连续生烃中,烃源岩累计生烃量也不相同。对热模拟实验结果的讨论认为,不连续生烃量与连续生烃量的差别主要反映了生烃过程、排烃条件以及可能存在的外界环境的影响。多旋回盆地中的古老烃源岩,在漫长而复杂的生烃过程中,其生烃量与简单的连续生烃相比可能存在显著差异。      

高压生烃模拟实验及其成油滞后特征

为探究压力对泥质烃源岩热演化和生烃特征的影响,利用高温-高压模拟仪对辽河盆地东部凹陷桃10井的泥质烃源岩进行了研究,在半开放体系条件下开展了恒压和增压系列生烃热模拟实验。发现2个系列实验热解油产率峰值出现在500～520℃,与辽河盆地同层位烃源岩常规模拟实验结果相比滞后至少150℃,表明半开放体系生烃模拟实验中的生油高峰可能滞后于常规封闭体系模拟结果,利用常规封闭体系模拟实验进行烃源岩评价可能低估了泥质烃源岩的生烃潜力,尤其是在评价深层泥质烃源岩时可能存在较大偏差。研究认为,在半开放体系中流体压力的升高和频繁排烃作用是导致成油滞后现象的原因。该研究为重新认识泥质烃源岩自然演化提供了依据,在泥质烃源岩的生烃潜力评价方面取得了新的认识,为评价盆地或凹陷深层泥质烃源岩的生烃潜力提供了理论指导。     

烃源岩生烃抑制模拟实验及机理

为探索高压条件下烃源岩生烃抑制机理,利用济阳坳陷页岩样品,以热解实验求取了开放体系生烃动力学参数,并进行了高压条件下和封闭条件下生烃模拟实验。对比高压生烃模拟实验转化率和利用动力学参数计算的开放体系转化率:在高压条件下各个样品的生烃转化均受到一定程度的抑制,但生烃抑制程度不同,有机质原始生烃能力越强(原始热解S_2越高),其抑制作用越明显;生烃转化率的抑制程度与烃源岩内滞留烃量正相关,滞留烃含量越高、生烃抑制越明显。封闭条件模拟实验表明:在同样的封闭条件下,生烃转化率与有机质原始生烃能力负相关,原始生烃能力越高、转化率越低;烃源岩生烃过程中存在着化学平衡,而生成烃类的大量滞留会导致有机质生烃的逆反应速率增加,减缓整体反应速度;烃源岩生烃抑制可能是生成的烃类流体排出不畅、生烃逆反应速率增加等原因所导致,而高压只是封闭性的客观反应,烃源岩非生烃成因导致的异常高压与生烃抑制可能不存在必然联系。     

中国陆壳是富烃陆壳

中国陆壳是全球九大陆壳中唯一一个四面受挤的陆壳,是火山活动最活跃而广泛的陆壳,也是世界上板内地震的主要发生地区。从中国陆壳所含C、H元素质量分数分析,中国陆壳的C、H元素质量分数高于全球平均含量的克拉克值。因此,由C、H元素组成的烃类物质理应高于全球陆壳含烃量的平均值。而火山活动活跃正是中国陆壳富烃的原因之一:火山活动为有机生烃机制贡献了灶体生烃模型;火山活动的热液流体为有机生烃机制贡献了催化生烃模型;火山活动带来的幔源CO2和H2贡献了合成生烃机制;火山活动带来的热液水贡献了无机碳化物生烃模型;火山活动还直接贡献了幔源烃。所以中国陆壳理应为富烃陆壳。根据中国陆壳和上陆壳的C、H元素质量分数均高于全球平均值推论,中国的陆壳和上陆壳也应富含烃类物质。已有70年开发史的玉门油区于2002年在盆地的基底岩石中又找到了一个新的玉门油区,表明在我国陆壳深层仍有大量的油气资源有待勘探、发现。     

中国海相烃源岩研究进展及面临的挑战

中国海相烃源岩研究成果丰富,在形成环境、生排烃机制、评价技术和勘探指导等方面都取得了显著进展,上述成果不仅发展了中国海相油气勘探理论和技术方法,也提出了更多的挑战。为利于今后深入研究和有效评价海相烃源岩,从中国海相烃源岩的形成环境、生排烃机制、综合识别和动态评价技术、勘探理论等方面着重讨论了近10 a来的主要研究进展,包括多元生烃和分散可溶有机质等相关概念的提出、地球化学综合判识和地球生物学评价体系等新方法及其地质应用、海相有机质富集的动力学模式和不同类型烃源的多元生烃动态演化模式的建立等,并探讨了传统生烃理论面临的挑战、叠合盆地油气勘探对成烃成藏理论的更高要求及能够解决相关问题的基本思路或技术方法。     

渤海湾盆地石炭系—二叠系煤系烃源岩二次生烃研究进展与关键问题

渤海湾盆地下伏石炭系—二叠系煤系烃源岩自古近纪以来的二次生烃具有重要的油气成藏意义,成为中国东部深层油气研究的热点。综合前人对该套烃源岩的分布特征、地化特征、二次生烃研究方法以及二次生烃模式等研究成果,认为研究区石炭系—二叠系煤系烃源岩的二次生烃起始点确定、二次生烃动力学机制分析以及二次生烃有效性评价是研究的关键问题;此外,构造演化解析和烃源岩生烃史的恢复可以确定二次生烃起始点,开展不同二次生烃起始点的热模拟实验可以揭示二次生烃过程中形成油气的有机质性质及其生烃动力学机制,结合研究区不同构造单元的温度和压力条件可以预测二次生烃资源量,达到深层油气资源预测的目的。     

两种灰岩的生气特征比较研究

依据较纯灰岩和泥灰岩的加水热模拟实验结果,探讨了二者的生气特征。认为二者生气特征存在差异主要与有机质类型和岩石矿物成分有关。泥灰岩比纯灰岩所产气体中含有更多的甲烷、乙烷、异丁烷和异戊烷。在中、低温度段,泥灰岩所产气体的C1/ΣC+1、C2/C3值和所产氢气、氮气的量高于纯灰岩。氢气主要形成于较高和较低温度段,氮气主要形成于中、低温度段。二氧化碳含量与碳酸盐含量有关。在中、低温度段,纯灰岩的总气体、总烃气产率高于泥灰岩,当温度更高时,烃气产率大小则相反。     

USE OF THERMOGRAVIMETRY FOR CLASSIFICATION OF CHEMICAL NATURE OF DEPOSITS OF PETROLEUM INDUSTRY

Based on the recognition of three main classes of materials in deposits found in petroleum production operations, i.e., paraffins, asphaltenes and inorganics, it is proposed that the classification of these deposits may be performed by thermogravimetry. The analysis of organic deposits consists of the vaporization of paraffinic material until 700°C under inert atmosphere, and further burning of the residue yielded. Materials may also be classified as inorganics if there are large amounts of residue after burning. This approached has allowed ready classification of deposits from several origins.     

孤北洼陷沙四段油气成藏规律分析

孤北洼陷沙四段具有良好的油气成藏条件，但油气控制因素非常复杂。本文系统研究了孤北洼陷沙四段的沉积及储层特征，分析了油气成藏条件与油藏类型，总结了油气控制因素与油藏分布规律，指出了孤北鼻状构造带的缓坡扇三角洲砂体与滨浅湖滩坝是主要的勘探方向．对指导孤北洼陷沙四段的油气勘探具有重要意义。     

地下水封石洞油库规模经济性研究

介绍了地下水封石洞油库储存原油应具备的条件和储油原理;对不同规模地下水封石洞油库进行了投资估算和运营费用分析.结果表明:与地面钢罐油库相比,其在安全、环保、造价、生产成本等方面具有明显的优势;根据测算分析,一定规模的地下水封石洞油库比同规模的地面钢罐油库经济.     

流体间歇压裂运移——石油初次运移的重要方式之一

将济阳坳陷已成熟但未排过油的烃源岩样品粉碎、加水，在近似地层的温度和静岩压力下，用专门设备－－油气生成运移模拟系统模拟流体运称。通过对模拟产物及济阳坳陷－系统地层剖面样品的物性及地化参数的分析与对比，提示了在沉积岩达到某一深度后，流体是以流体间歇压裂泥岩的不连通也隙，形成间歇流的方式进行初次运移，并对间歇流的特征进行了讨论，指出它是石油进行初次运移的重要方式之一。     

地堑两侧块体分离方向的确定

本文提出利用地堑构造的几何学资料,确定地堑形成时两侧块体分离方向的简易方法,并应用此方法确定辽东湾盆地的地堑分离方向为N6°W,这与辽东湾盆地北延的伊兰-伊舒地堑根据野外调查和应用微构造应力张量反演方法得出的地堑两侧块体分高方向N5°W的一致佐互为印证。      

再生斜管衬里大面积脱落原因分析及改造对策

针对中国石化金陵分公司1.30Mt/a重油催化裂化装置再生斜管过渡段等特殊部位多次出现红斑等衬里问题,分析其原因如下:(1)施工不均匀;(2)施工工期过短,使斜管衬里预制部分和现场施工部分没有较好的过渡;(3)再生斜管运行条件恶劣;(4)特殊部位衬里的材质无法满足生产需要.提出了相应的改造对策:(1)适应生产工艺要求,提高衬里材质的品级;(2)部署、组织施工,提高施工过程中的各项技术水平;(3)优化工艺操作条件;(4)密切观察运行时的再生斜管.改造效果好.     

THE INFLUENCE OF NATURE OF COKE ON KINETICS OF CATALYST REGENERATION

Experiments have been carried out to study the effects of coke composition on combustion parameters and burn-off time in the regeneration of coke-deactivated supported alumina catalyst. At high temperatures, results showed that the combustion behaviour is dependent on coke type as oxidizable and reduceable coke profiles versus time showed different trends. The curves of coke burn-off profiles were found to depend on the initial amount of coke deposited and on the oxygen concentration in the regenerating gas mixture. The higher the oxygen concentration, the shorter the time it takes to burn the same amount of coke. The high temperature combustion was assumed to follow the unreacted core model on the basis of which a model relating various parameters in coke deactivation was derived and the various dependencies demonstrated graphically for the different coke types. Oxidizable coke data fitted the linear model equation adequately while reducible coke data did not—another evidence of the difference in the kinetics of removal. Results further show a direct proportionality relationship between amount of coke accumulated under the same conditions and amount removed, confirming that the type of coke deposited is a function of accumulation conditions.     

THE INFLUENCE OF NATURE OF COKE ON KINETICS OF CATALYST REGENERATION

ABSTRACT

Experiments have been carried out to study the effects of coke composition on combustion parameters and burn-off time in the regeneration of coke-deactivated supported alumina catalyst. At high temperatures, results showed that the combustion behaviour is dependent on coke type as oxidizable and reduceable coke profiles versus time showed different trends. The curves of coke burn-off profiles were found to depend on the initial amount of coke deposited and on the oxygen concentration in the regenerating gas mixture. The higher the oxygen concentration, the shorter the time it takes to burn the same amount of coke. The high temperature combustion was assumed to follow the unreacted core model on the basis of which a model relating various parameters in coke deactivation was derived and the various dependencies demonstrated graphically for the different coke types. Oxidizable coke data fitted the linear model equation adequately while reducible coke data did not—another evidence of the difference in the kinetics of removal. Results further show a direct proportionality relationship between amount of coke accumulated under the same conditions and amount removed, confirming that the type of coke deposited is a function of accumulation conditions.     

催化裂化装置吸收稳定系统优化改造

介绍了中国石油大连石化分公司Ⅰ套催化裂化装置为解决干气不干的问题而对吸收稳定系统进行的两次工艺技术改造。改造后 ,干气质量明显改善 ,C3 及其以上的组分由 3.6 4%降低到 0 .17% ,完全满足下游乙苯装置的工艺指标要求。两次改造总投资仅 134.3× 10 4RMB $,效益达 112 0× 10 4RMB $/a。