陆相页岩形成演化与页岩油富集机理研究进展

在综述国内外研究进展的基础上，探讨了进一步深化陆相页岩油形成演化与富集机理研究需要解决的基础科学问题。细粒沉积学研究表明，全球气候变化和盆地构造演化对富有机质页岩形成分布具有重要的控制作用。混合细粒沉积物非均质性强，不同粒序沉积岩多尺度一体化研究是构建陆相页岩油储层发育模式的关键环节。湖相泥页岩孔缝结构表征技术发展迅速，但成岩过程动态研究不能满足页岩油有效储层预测的要求。陆相页岩热演化过程中生排烃和页岩油赋存机理逐渐清晰，不同构造和沉积背景控制下的页岩油资源分类评价方法还有待完善。陆相富有机质页岩中烃类流体多相多尺度流动机理研究取得重要进展，迫切需要明确不同页岩微相中烃类的流动方式和时间尺度效应。陆相页岩油富集机理研究远远滞后于生产实践，建立适合不同地质条件的陆相页岩油选区评价参数、甜点预测方法和实验技术标准刻不容缓。      

单冷阱热解色谱仪在烃源岩评价中的应用

利用单冷阱热解色谱仪对烃源岩样品进行热解分析,通过电磁切割和冷阱富集的匹配,能实现烃源岩不同演化阶段热解生烃组分色谱分析,气态烃也得到很好分离,从而为烃源岩组分动力学研究提供了技术保障。对不同类型烃源岩的热解分析表明,烃源岩从Ⅰ型到Ⅲ型有机质,甲烷产率快速增加,而轻质油和重质油则逐渐减少,湿气与有机质类型关系不明确,产率变化不大;烃源岩热解产物正烷烃与正烯烃的比值受到热解速率、烃源岩演化阶段及类型的综合影响,不能简单地以烃源岩热解正烷烃与正烯烃的比值来确定有机质类型。建立的烃源岩热解生烃组分动力学分析技术能提供包括C₁(干气)、C₂—C₄(湿气)、C₅—C₁4(轻质油)和C₁₅₊(重质油)的动力学数据,从而为烃源岩定量评价、确定其主成油期、主成气期、油气比和资源量计算提供了重要技术参数。      

渤海湾盆地济阳坳陷樊页1井页岩油与临近页岩中含氮化合物组成特征

采用负离子电喷雾（ESI）—傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS），分析了渤海湾盆地济阳坳陷樊页1井页岩油和临近页岩油产层的两种不同岩相的岩心抽提物组成，重点研究其中吡咯类含氮化合物分子组成的差异。页岩油和岩心抽提物杂原子化合物以N₁类为主。对比高分辨质谱图全貌和指纹细节、3个样品中N₁类化合物的等效双键数及碳数分布以及N₁类化合物的平均分子量，均揭示页岩油中吡咯类氮化物组成与相邻层位的纹层状页岩抽提物组成类似，而与块状页岩抽提物中该类化合物组成差异较大。电喷雾—高分辨质谱具有超高的分辨率，能有效分析不同类型样品中杂原子化合物的精细分子组成差异，可为陆相页岩油近源示踪研究提供借鉴。      

岩石低沸点轻烃指纹分析方法研究

利用轻烃指纹进行油气岩源对比分类研究的主要困难在于岩石轻烃的获得,利用某低沸点溶剂对岩石进行密封抽提,并采用高分辨率毛细柱进行色谱分析,实验结果表明,本方法能获得C₅至C₃₁以上的烃类物质信息,其中C₅至C₁₀之间的可分离出100多个烃类物质,能很好地满足油气地质研究的需要,是进行油气岩源三位一体研究较理想的技术支持方法。      

湖相泥页岩不同赋存状态油定量对比——以渤海湾盆地东营凹陷页岩油探井取心段为例

为探讨东营凹陷洼陷区湖相泥页岩的页岩油勘探前景,利用多温阶热释法结合常规热解法,对各洼陷区页岩油探井取心段以及沾化凹陷新义深9井获商业页岩油油流层段的典型样品,开展了不同赋存状态油定量对比研究,认为东营凹陷洼陷区沙三下—沙四上湖相泥页岩具有页岩油潜力,具备获工业页岩油油流的游离油丰度基础.研究结果表明:东营凹陷樊页1、牛页1和利页1取心段沙三下—沙四上湖相泥页岩典型样品的轻烃校正后游离油S1-1、游离油S1-2以及总游离油均值均以利页1井最高(显著高于新义深9井出油层段),次为牛页1井(与新义深9井出油层段相当),樊页1井最低(明显低于新义深9井出油层段);3口页岩油探井取心段滞留油均以游离态赋存的油为主,其中轻烃校正后游离油S1-1均值分别占总油均值的21.28%,21.22%,24.32%,如果对牛页1和利页1井取心段实施有效的压裂改造,应可获得较好的页岩油产能,具有较好的页岩油勘探前景.     

手持式X荧光光谱仪在济阳坳陷古近系陆相页岩岩心分析中的应用

中国陆相湖盆沉积相变快,表现出很强的岩石组构和化学组成非均质性。为高效刻画这种非均质性,需要获得高密度地质样品的元素地球化学特征等基础信息。利用X荧光光谱(XRF)分析技术,以济阳坳陷沙三、沙四层段泥页岩系统岩心为主要研究对象,优化手持式X荧光光谱仪岩心测试的实验条件,并选取泥页岩和砂岩典型样品进行方法测试,明确了不同岩性的XRF响应特征。通过对系统岩心高密度XRF测试,实现了高效获取岩心元素组成和岩石学特征的目的。初步应用结果表明,该方法可以有效运用于岩性和岩相划分、岩石矿物组成分布特征分析、泥页岩非均质性表征等方面,并为页岩油赋存机理研究重点样品优选奠定基础。      

不同赋存状态页岩油定量表征技术与应用研究

页岩中滞留油存在着多种赋存形式,其中只有游离油才是天然弹性能量开采方式下页岩油产能的有效贡献者。但是,如何对页岩中游离油与吸附油含量进行定量表征以及如何明确它们与周缘介质的相互关系,目前并没有现成的研究方法。该文通过对现有Rock-Eval热解和热解色谱方法进行改进,结合样品溶剂抽提前后热解对比实验和不同类型样品的综合分析,建立了不同赋存状态页岩油热释法定量表征方法。利用新建立的方法对济阳坳陷页岩油专探井岩心样品进行了实验分析,发现页岩吸附油含量与有机质丰度成正比,而干酪根吸附-互溶能力随热成熟度增加而降低;同时,页岩体系内游离油/吸附油比值与有机碳含量存在负相关关系,表明干酪根不是液态游离烃赋存的主要场所。因此,建立的方法可以作为页岩油赋存机理研究和页岩含油性快速评价的实用手段。      

原油轻烃反吹色谱分析

利用程序升温进样(PTV)和切割反吹色谱分析技术对原油C₁₅及以前的轻烃组分分析方法进行了研究。通过对压力(P₁,P₂)、变压时间和变压速率等进行优化选择,在切除中—重质烃类物质、保护分析柱的同时实现了轻烃组分的快速分离分析,几个难分离物质对的分离度都优于GB/T18430.1—2001和美国1998ASTM:D5134—98的要求,分析结果稳定可靠,轻烃指纹参数和正常色谱分析结果有很好的可比性。应用此方法对准噶尔盆地部分原油样品进行了分析,轻烃地球化学参数特征清晰地反映了油样的同源性和运移方向。      

酸解烃的Al

用Al₂O₃填充玻璃毛细柱来分离分析岩屑酸解烃,分析速度快,可反映C₁～C₉的烃类物质信息。丰富的烃类信息可弥补Porapak-Q分离分析技术的不足。     

泥页岩三维定量荧光分析技术与应用

泥页岩含油性评价是陆相页岩油勘探开发的基础。利用三维定量荧光分析,可以对泥页岩样品的含油性进行快速评价。而由于轻烃散失及泥页岩低孔渗特性的影响,以往针对常规油气建立的三维定量荧光分析方法,并不能直接应用于泥页岩样品分析。通过溶剂萃取时间、粒径大小及超声辅助等因素的对比条件实验,确定了泥页岩三维定量荧光分析技术的前处理方法及分析流程,并在江汉盆地页岩油专探井取心段进行了初步应用。结果表明,该井潜江组三段四亚段(潜34)10韵律及潜四段下亚段(潜34)6韵律和15韵律整体含油较高,是有利的页岩油目的层段。对比岩石热解结果,两种方法反映了一致的含油性变化趋势,说明三维定量荧光分析是一种快速、可信的含油性评价方法。