中国石化石勘院无锡石油地质研究所实验地质技术之壤中游离气采集钻具

<正>土壤颗粒孔隙中的游离态烃类是油气藏微渗漏烃类在地表的赋存状态之一。壤中游离烃方法以其直接、快速、受干扰小而成为油气地球化学勘探最受推崇的方法之一。国内壤中游离气采集钻具——机械动力钻的真空螺旋钻具,因需车载,装备庞大,在绝大多数地形地貌区都受到应用限制。针对以往壤中游离气采集装置存在的问题和不足,中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所经过研究和反复试验,自行设计研制了可     

油气地球化学勘探在大宛齐油田滚动勘探开发中的应用

通过高密度采样,将以壤中游离烃油气直接检测技术和土壤吸附烃热释偏提取技术相结合的地表化探新方法、新技术应用于大宛齐浅层油气田的滚动勘探开发中,应用现代石油地质理论——成油体系分析的新思路,结合地震构造对化探异常进行综合油气预测,使钻井成功率大幅度提高,油田产量迅速上升,揭示了这一方法技术在浅层油气田勘探领域良好的应用前景。     

吸附烃提取新技术及其在地表油气化探中的应用

依据烃类垂向运移理论和物质吸附作用原理,自行设计开发、研制了一套吸附烃脱气装置,建立了土壤吸附烃提取新技术和检测方法。脱气装置结构科学,操作方便,适用于野外现场处理;检测方法的各技术要素保证了烃类气体脱附充分,检测到的烃类组分齐全。研究认为,当前油气化探中常用的酸解烃法检测出的烃不能定义为"吸附烃",它的基本原理和烃类气体提取过程决定了其获取的不是吸附烃,因此原生烃的影响往往造成酸解烃构成的异常真假难辨,具有多解性,影响其应用效果。吸附烃法可以弥补目前常用的一些烃类检测法的不足,获取油气系统的动态信息,提高油气地球化学勘探的效果。      

木里冻土带天然气水合物赋存区浅层土壤地球化学特征及指示意义

青海省祁连山木里是中国陆上唯一通过钻探发现天然气水合物样品的地区。在木里天然气水合物赋存区开展了土壤油气化探的研究工作,采用了顶空气、酸解烃和蚀变碳酸盐3种烃类检测技术,其中顶空气和酸解烃方法在木里冻土带比较有效,而蚀变碳酸盐方法相对较差。顶空气法提取的游离烃和酸解烃法提取的吸附烃显示：木里天然气水合物赋存区土壤中烃类气体组分复杂,除了主要成分甲烷外,还含有少量乙烷、丙烷、丁烷和戊烷。烃类气体既有热解成因,又有生物成因;气体类型包括油型气、煤成气和生物气。根据甲烷衬度异常图,结合研究区地质资料和发现天然气水合物的钻井资料,认为工区中东部的甲烷高异常区断裂发育,应该是天然气水合物的有利赋存区。     

游离烃技术及其应用效果

地球化学应用于油气勘探领域，即油气化探已经走过了几十年历程，根据油气化探原理，近地表烃气主要有三种存在形式；游离烃、吸附烃和溶解烃，油气化探的最初设想，就是要直接检测游离烃，由于受当时采样和分析技术的制约，该方法没有得到成功地应用，于是开始开发土壤样品吸附烃气及其相关伴生物质的检测手段。20世纪90年代初，我处引进并发展了现场采集且直接进样的游离烃气相色谱分析技术，实现了采集，分析、处理解释现场化，在多年的生产实践中，充分发挥了其快速，经济、实效的特点，取得了显著的地质效果和经济效益。     

油气地球化学勘探在大宛齐油田滚动开发中的应用

通过高密度采样,将土壤游离烃直接检测技术和土壤吸附烃热释偏提取技术相结合的地表化探新方法、新技术应用于大宛齐浅层油气田的滚动开发中,并运用现代石油地质理论――成油体系分析,再结合地震构造资料,对该油田进行了综合油气预测,结果使钻井成功率大幅度提高,油田产量迅速上升,说明了地表化探技术在浅层油气田勘探方面有良好的应用前景。     

塔里木盆地塔河油田AT2井区高精度化探异常及其开发地质意义

为了评价塔里木盆地塔河油田AT2井区三叠系中、上油组多个圈闭的含油气性,采用基于烃类微渗漏的高精度化探技术在该井区进行了油气地球化学精查研究。选用的地球化学勘探指标均为活动态指标,包括游离烃、物理吸附烃以及顶空气。采用测网方式采集了近地表土壤样品,网度为0.25 km×0.25 km,在重点圈闭上方采用了0.1 km×0.1 km加密采样网格。以游离烃甲烷、物理吸附烃甲烷、顶空气甲烷为代表性指标,研究了AT2井区地球化学异常特征。在此基础上,确定了5个综合地球化学异常区（对应于5个圈闭）。通过化探—地质双因素评价方法,对上述5个化探异常区进行了排序,评价了圈闭的含油气性,为油田滚动开发提供了地球化学依据。      

不同洗脱法分离沥青质吸附烃的对比

沥青质是烃源岩抽提物和原油中具有复杂分子结构的重组分，能够吸附很多小分子烃类。前人多利用各种洗脱法来分离被沥青质吸附的小分子烃类，但并未进行系统对比。利用川西北矿山梁地区的天然沥青样品，通过沉淀法、抽提法、离心法和柱层析法分离沥青质中的吸附烃。研究结果表明，不同的洗脱法对沥青质吸附烃的分离效果是不同的，这会使产物的族组成及部分分子标志物产生分馏。沉淀法、抽提法对沥青质吸附烃的分离效果有限，而离心法能够明显分离出吸附组分。部分分子标志物参数的变异揭示了样品中游离烃遭受了中等—严重程度的生物降解，而吸附烃则得到了沥青质的保护，能够在一定程度上反映更真实的地球化学信息。     

一种物理吸附烃解吸密封罐及其化探应用效果

油气藏中的轻烃可以以微弱但可检出的量近似垂直地渗漏到地表土壤中,其中一部分烃类以物理吸附态赋存在土壤或岩石颗粒表面。物理吸附烃是反映现今油气藏是否存在的最直接指标之一,因此在油气地球化学勘探中得到了广泛的重视和应用。以往对于提取土壤物理吸附烃的方法主要有密封盐水瓶顶空间轻烃技术和物理吸附气技术,在方法手段上存在一定的缺陷。针对以往技术存在的问题,自行设计、研制一种新型土壤物理吸附烃真空解吸密封罐,集样品全密封、移动活塞负压脱气、正压抽气,能够充分提取土壤、岩石、水介质样品中物理吸附烃组分和含量,装置小巧,操作简单,方便实用,适合批量样品的气体解吸实验。经过对济阳坳陷惠民凹陷南坡临南油田上方野外现场采集的新鲜土壤样品进行处理,获得的烃类组分含量远远高于传统顶空气技术所提取的烃类含量的3～4倍,且C₁-C₅组分齐全,所反映的油气微渗漏异常区与背景区分离明显,先验效果显著,为预测地下油气藏提供了有效的技术指标,具有良好的推广应用前景。     

油气藏上方地层中不同赋存态微渗漏轻烃特征初步模拟实验研究

油气藏的微渗漏烃类在岩石和土壤中的赋存状态,现阶段都已经建立起相应的分析方法,包括酸解烃、热释烃、顶空气轻烃、游离烃等,但各方法分析的静态数据尚不能准确描述微渗漏烃类在上覆地层和土壤介质中的赋存状态及特征。以往对于微渗漏轻烃赋存机理大多数研究限于理论层面,一直缺乏可靠的模拟实验结果支持,导致化探工作者对上述各类轻烃指标在应用上存在不同认识,以及对指标具有独立性存在质疑,从而影响了方法的合理应用和化探异常的解释。针对上述问题,以烃类微渗漏的简化理论模型为基础,开展烃类通过盖层及上覆地层垂向微渗漏模拟实验,对实验后的模拟柱体进行解剖,根据不同类别样品（气、岩）的分析测试结果,对游离烃、顶空气轻烃、热释烃、酸解烃在地层中的赋存机理进行了初步研究。结果表明,游离烃指标最能反映烃类垂向微渗漏的现今面貌,酸解烃指标短期内不受气体运移的影响,热释烃指标短期内受到气体运移的影响,顶空气轻烃指标受气体运移影响最显著。不同相态的烃类在岩石和土壤中赋存机理不同,受到影响因素不同,能从不同侧面反映油气微渗漏特征。上述实验结果有助于加深对油气化探不同类型轻烃指标的认识,更好地解释地球化学异常的地质意义。      

天然气分析技术的进展和应用

地球化学分析技术的新进展1.1 土壤、岩石酸解烃脱气与色谱分析 在油气化探中,通过分析近地表土壤和井中岩石酸解烃含量来评价油气藏的位置。酸解烃是指吸附在土壤颗粒表面,通过酸处理由土壤中释放出来的烃类气体。以往用气相色谱仪只能检测出C1—C5烃共10个组,为了提取酸解烃中更多的有用信息,将色谱议的填充柱改     

化探车上的复合阻尼隔振器

前言 油气化探中检测土壤游离烃必须在采样现场进行,由于游离烃浓度极低(PPb级),因此要求气相色谱分析仪在很稳定的状态下工作。我国首台化探车上选用美国的HP 5890Ⅱ型气相色谱仪,该仪器结构牢固,温控稳定度高达0.01℃,检测器灵敏度高,氢火焰离子化检测的碳含量最小限小于5pg/s,对仪器安装条件要求高,微小的振动会造成基线不稳、信号杂乱、尖峰和噪音大,还会时常出现“鬼峰”,使较小的色谱峰淹没在噪声之中,降     

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介绍了游离烃技术方法，该方法通过抽取土壤中气体，检测其中与油气微渗漏有关的烃类组分，确定油气化探异常。研究了游离烃组分的浓度分布特征，揭示出烷烃中甲烷(以YC₁表示)是独立因子，加之其浓度分布分异性好，证明了YC₁中储存与油气有关的信息，具有重要的化探意义。通过游离烃组分与其它化探指标关系的分析研究，得出了与其它化探指标不相关的认识，证明游离烃在其它化探指标中是独立因子，指出其具有独立的化探意义。最后阐述了其化探意义表现的3个方面：已知区验证效果良好；应用地域广阔，不仅适用于北方碱性土壤区，更适用于南方酸性土壤区；YC₁的δ13C₁具有良好的应用前景。     

湖相页岩中矿物和干酪根留油能力实验研究

利用化学实验方法研究了陆相页岩中常见的矿物以及页岩的三元抽提残渣在模拟地层温度下吸附滞留烃和原油的能力。结果表明,陆相地层中常见的3种主要矿物吸附滞留烃和原油的能力为:伊利石蒙脱石碳酸盐岩,并且矿物吸附滞留原油的能力要远远大于其对烃类的吸附滞留能力。主要包括无机矿物和干酪根的页岩三元抽提残渣对于烃类和原油的吸附滞留能力要远远大于混合矿物,计算结果表明,矿物对于烃类和原油的吸附滞留能力约在0.20~3.13 mg/g之间,而干酪根对于烃类和原油的吸附滞留能力约在55~150 mg/g之间。     

黏土矿物对不同类型烃源岩热解参数影响

选取高岭石、伊利石和绿泥石3种黏土矿物,以不同比例分别与Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型干酪根混合并进行热解实验,探讨黏土矿物种类及含量对不同类型烃源岩热解参数影响。实验结果表明,黏土矿物对干酪根热解生烃作用同时具有层间吸附作用和表面吸附作用,黏土矿物的表面吸附作用会增大矿物的催化能力,层间吸附会造成大分子烃类被吸附在层间沉淀,抑制热解烃(S2)的生成。小分子烃类不易被层间吸附,因此,高岭石、伊利石、绿泥石对Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型干酪根游离烃(S1)生成表现为催化作用,黏土矿物+干酪根混合样S1比纯干酪根S1高,大分子烃类易被催化裂解为小分子烃类,导致S2峰前移,使干酪根Tmax值减小,且随着黏土矿物含量越高,Tmax值越小。伊利石和绿泥石存在层间吸附作用,对母质类型好、易形成大分子烃类的Ⅰ型干酪根S2层间吸附作用较强,导致黏土矿物+干酪根混合样S2比纯干酪根S2低,这种层间吸附作用使S2峰出现滞后,使Ⅰ型干酪根Tmax偏高。     

非气相烃采样有助于探测油苗异常

地下油藏会有油气渗漏且溢出的气体可导致几种可探测的异常变化,这已经是确信无疑的了。最常用的探测烃类气体的方法是从近地表土层中捕集低分子气相烃并进行分析。捕集土壤中的烃类气体需要专门的采样设备和特别的处理,因此不能将各个地点的采样进行适当的整合,而且分析也很贵。现在已经有可直接探测烃类的方法,该方法不需要捕集气体,也不需要专门的采样工具,其样品可以充分整合,价格也有竞争力。     

化探在我国石油普查勘探中的应用与成就

1929年,苏联的 B.A.索科洛夫提出了普查石油和天然气的气体测量法,德国的 G.劳伯梅采用地表游离壤中气里的饱和烃总量和甲烷含量探测油气田,从而开拓了油气田的地球化学勘探法(简称石油化探)。石油化探曾一度颇受重视,人们陆续提出了气测井、岩心气测法、发光沥青法、水化学法、细菌法及与烃类物质有关的土壤盐法、重金属微量元素法、放射性法等。     

黄土覆盖区游离烃技术与应用

黄土覆盖区有其特殊的地形及地质特点,一些常规的油气勘探方法在该地区的应用受到很大的限制,而油气化探方法凭借自身的特点和优势,在黄土覆盖区的油气勘探中发挥了重要的作用。但随着勘探程度的深入,已有的一些油气化探方法已不能满足油气勘探的需要,而游离烃方法作为目前国内外普遍开展的一种油气化探方法,由于其良好的油气勘探效果,正得到越来越广泛的应用。但由于黄土区地貌特征的制约,游离烃方法在黄土区还没有得到广泛利用。无锡石油地质研究所从采样工具的改进入手,研制开发了便携式游离烃采样装置,并使用该装置在黄土覆盖区开展了油气勘探的试验研究工作,试验取得了良好的效果,展现了游离烃方法在黄土覆盖区的良好应用前景。     

页岩岩心样品烃类散失特征与地质意义

游离烃含量是页岩油资源评价中最关键参数之一,但由于烃类散失的影响,实验测得的游离烃含量往往与真实含量差异较大,从而导致含油性评价结果“失真”。为研究含油泥页岩烃类散失过程,获取烃类散失量及校正系数,本文利用成熟度相近、不同岩相的新鲜含油岩心样品,对不同放置时间后样品的烃类残留量及残留组分开展实验并进行综合分析。研究认为,页岩样品烃类散失分早期快速散失和后期缓慢散失2个过程,挥发组分主要为C₁₃—C₁₅以前的低碳数烃类,中质—重质组分受影响较小;储集物性条件及原始含油量共同控制了烃类散失量及散失过程。原始含油量越高、储集物性越好的泥页岩样品烃类散失量越大,因此,在评价储集物性好的高含油的页岩油“甜点”段时,更需要注意原始烃含量的恢复。      

微量烃分析在井中化探录井中的应用

井中油气地球化学勘探(井中油气化探)是以预测和评价井中油气储层为目的的一种新方法。微量烃分析是用吸附丝对岩样散发出的烃类进行直接吸附并分析各组份含量的一种方法。根据烃类的组成特点并结合物上气、酸解烃和荧光分析等方法,可发现油气层和判别油气构成特征。