烃源岩中粘土对有机质保存的研究进展

有机质通过与粘土结合而获得长期保存,这在自然界是普遍存在的。通过总结前人在粘土与有机质关系方面的研究成果,包括粘土结合有机质的数量,结合有机质的类型,二者结合的差异性,为探讨烃源岩中有机粘土复合体保存方式及生烃机理问题奠定基础。     

有机粘土复合体抽提特征及其石油地质意义

对合成的(0号样)和天然的(从烃源岩中提取粒度小于2μm的1号样)有机粘土复合体,经氯仿和超临界流体相继抽提后进行抽提量、族组分及色谱分析,并对相继抽提的残渣进行总有机碳(TOC)、X-衍射(XRD)、红外(IR)和热分析检测,研究烃源岩中有机质的赋存方式及其石油地质意义。对有机粘土复合体进行氯仿和超临界流体相继抽提后,抽提量发生较大的变化,超临界流体抽提色谱的主峰碳向高碳数方向移动,反应了不同强度抽提剂获取有机质特征的差异。但是,抽提残渣的TOC含量仍较高,表明经相继抽提后粘土仍结合有大量的有机质。在抽提残渣的XRD曲线上,250℃时d001反射峰大于1.0 nm,直至升温到550℃时d001反射峰移至1.0 nm处,表明蒙脱石层间存在有机质。抽提前、后的有机粘土复合体,在差热(DTA)曲线上350℃附近出现显著的放热峰;在IR曲线上的有机质特征峰(2 924,2 852,1 388和725 cm~(-1))和水的特征峰(1 634 cm~(-1)),仅是强度有所减弱而均未发生位移,表明相继抽提并没有破坏粘土矿物层间结合的有机质。对比抽提前、后的特征认为,抽提获取了粘土表面吸附的的或孔隙间的有机质,而抽提残渣仍保留了粘土矿物层间结合的有机质,且数量较大和稳定,这些都与干酪根的特征不同。因此,应探索有机质生烃和资源评价参数研究的新思路,这对深化认识有机质生烃机理和油气勘探策略都具有重要的意义。     

鸡西盆地下白垩统煤系烃源岩生物标志物地球化学特征

应用气相色谱和色谱—质谱等分析方法,对鸡西盆地下白垩统煤系烃源岩的泥岩和煤岩生物标志物进行研究。结果表明,泥岩正构烷烃为前高单峰型,主峰碳为C₁₆或C₁₈,Pr/Ph分布于1.16-2.90,Pr/nC₁₇大于1;煤岩正构烷烃为后高单峰型,主峰碳为C₂₃或C₂₂,Pr/Ph分布于2.86-11.22,Pr/nC₁₇为2.1-3.33;泥岩和煤岩OEP和CPI值集中在1.0附近,已进入成熟阶段。生标中泥岩三、四环萜烷/C₃₀藿烷比值为2.37-3.62,C₃₁22S/22(S+R)值为0.57-0.61,Ts/Tm为0.47-0.81,γ-蜡烷/C₃₀藿烷为0.11-0.34之间,规则甾烷内ααα20R构型呈"V"型分布,母质来源以水生生物为主,形成于还原环境,沉积介质咸化程度高,有利于有机质的保存和转化;煤岩三、四环萜烷/C₃₀藿烷比值低于泥岩,C₃₁22S/22(S+R)值在0.6附近,Ts/Tm和γ-蜡烷/C₃₀藿烷值极低,规则甾烷ααα20R构型分布呈反"L"型,母质来源以高等植物为主,形成于氧化环境,经历了较强的降解作用。      

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。     

鸡西盆地下白垩统煤系烃源岩生油潜力

应用有机地球化学的多种分析方法,对鸡西盆地下白垩统烃源岩的有机岩石学特征、有机质丰度、成熟度及有机质的类型进行了讨论。有机显微组分以壳质组为主,煤岩和碳质泥岩的镜质组含量较高;有机碳、热解氢指数I_H及产烃潜量(S₁+S₂)反映烃源岩达到中等—好的级别。有机质为Ⅲ型干酪根,部分Ⅱ_B型,镜质体反射率R_o主要集中于0.5%~1.1%.依据Ⅲ型干酪根的成烃模式,正处于产生液态烃的高峰期,具备生成油气的潜力。与典型的煤成油盆地如Gippsland盆地和吐哈盆地有很好的可比性,具有很好的油气勘探前景。     

西台吉乃尔盐湖盐田与模拟蒸发过程卤水钾、锂的损失研究

目前，西台吉乃尔盐湖的基本生产工艺路线是卤水经过盐田蒸发进行自然浓缩，然后利用钾盐结晶阶段析出的钾混盐、光卤石及蒸发后期残留的富锂老卤加工生产钾、锂产品，但收率均不高。通过盐田固-液相定点取样观测和模拟蒸发实验的设计，对西台吉乃尔盐湖卤水蒸发过程中钾锂损失的情况进行对比研究。结果表明，卤水中钾在富集达20 g/L时开始析出钾混盐矿，锂则在此过程中不断富集，由0.19 g/L浓缩至2.12 g/L，蒸发实验结果基本符合盐田实际生产情况。根据实验结果估算盐田中不同阶段的钾、锂损失，得出钠盐田中钾损失率约为12.3%，钾盐田中钾总回收率约为84.4%；锂在钠盐阶段损失率约为6.50%，在钾混盐阶段损失率约为11.59%，在光卤石阶段损失率约为6.21%，在老卤阶段损失率约为6.44%，锂在盐田系统中总损失率约为30.74%，其中在钾混盐结晶阶段锂损失量最大。