浅变质岩热模拟实验及天然气成藏潜力

以松辽盆地为例,通过热模拟实验及热模拟产物组分和稳定碳同位素分析.对极低级浅变质岩(泥板岩)的生烃能力及产物进行研究.研究结果表明,产物烷烃气碳同位素组成偏重,大量生气阶段(450～550℃)δ18C1值为-31.4‰～-22.3‰,同位素序列为δ13C1<δ13C2<δ13C3或δ13C1<δ13C2、δ13C2共性特征为δ13C1<δ13C2、δ13Cco2<-10.0‰,显示为有机成因天然气;导致碳同位素组成偏重的原因是浅变质岩中的生气母质具有较重的碳同位素组成.高温作用可能使碳同位素系列部分倒转,但机制尚不明确.根据模拟实验气态烃产率探讨了浅变质岩的生气潜力,认为肇深6井4 115.47 m泥板岩生气能力达到86.4 m2/t,预测松辽盆地基底浅变质岩在长垣以东地区生气强度能够达到20×108m3/km2,具备形成一定规模气藏的生烃条件.图6表4参31     

西北地区中下侏罗统煤成烃源岩评价

西北地区中、下侏罗统煤层广布,厚度较大;根据对煤的有机显微组分测试及综合统计分析表明,在西北地区,煤岩尽管并不普遍具备高含量的壳质组,但其高含量的富氢基质镜质体却具有普遍规律,富氢基质镜质体的含量占有机显微组分达18%以上,具备了煤成烃的物质基础。另外,本文提出了煤的有机地化参数类比系数法,并对煤生烃潜力进行了评价。结果表明,西北地区主要盆地煤具有较好-好的生烃能力。煤成烃具有广阔的勘探前景。     

渤海湾盆地东濮凹陷古生界煤成烃特征模拟实验研究

通过渤海湾盆地东濮凹陷石炭—二叠系煤系地层实际地质条件下煤的半开放体系加水热模拟实验研究,刻画了该区煤岩不同温压介质条件下生排烃特征及潜力。研究表明：（1）东濮凹陷石炭—二叠系煤具有极高的生烃潜力,最高产烃量达254 mg/g,其中气态烃总产率220 mL/g,液态烃最高产率为145.8 mg/g;（2）煤成油的演化呈峰形尖锐的单峰特征,生油高峰在325 ℃（R_o＝1.08%）,生成的液态烃类近40%排出煤体;（3）煤成气的演化呈多阶段性逐渐增大的特征,其中325~450 ℃和500~550 ℃2个区间气态烃类快速增加,前者主要缘于液态烃的大量裂解,后者是煤芳香结构进一步稠合生烃演化产生;（4）东濮凹陷石炭—二叠系煤既生油又生气,其煤成油潜力与吐哈盆地侏罗系煤相当,煤成气潜力与鄂尔多斯石炭—二叠系煤相当。     

煤成烃生成,运移模拟实验的固体残样特征及其演化

在对２个褐煤样品进行生烃和排烃模拟实验的基础上，本文从煤干酷根的元素组成、碳同位素组成和有机岩石学、热解气相色谱等方面探讨了模拟残样的特征及其演化，获得了对褐煤成烃演化规律和运移指标的有益认识。     

松辽盆地显微组分热模拟生烃研究

烃源岩中显微组分在未熟－低熟阶段具有不同的生烃特征和生烃模式,针对松辽盆地未熟烃源岩中的显微组分的生烃模式,利用荧光显微镜技术和比重分离技术分离富集各种显微组分,运用有机地化和有机岩石学的分析方法进行研究;松辽盆地未熟烃源岩中显微组分热模拟实验结果表明,不同显微组分在生烃模式上存在很大差别,粒状无定形体、菌解无定形A具有早期生油的特点,其不但进入生油门限较早,而且达到生油高峰也较早,藻类体虽然达到生油高峰相对晚此,也在较早时即进入生油门限。而且当进入生油门限后,生油率迅速增大,有较高的生油率。因此,粒无定形体,菌解无定形体A及藻类体是松辽盆地未熟－低熟油的主要贡献者。     

四川盆地二叠系不同类型烃源岩生烃热模拟实验

通过对四川盆地二叠系不同类型烃源岩（泥质灰岩、沥青灰岩、泥岩和煤）在加水封闭体系下的热模拟实验,结果表明不同类型干酪根之间产气率明显不同。Ⅰ型干酪根的泥质灰岩总产气率最高（4 226m³/t_TOC）,其次为沥青灰岩（2 445.5 mm³/t_TOC）,煤岩总产气率最低（459.3m³/t_TOC）,Ⅲ型干酪根的泥岩总产气率高于煤岩。泥质灰岩烃类气体产率仍然最高（765 m³/t_TOC）,其次为泥岩（606.1 m³/t_TOC）,[沥青灰岩最低。泥岩烃类气体产率高于沥青灰岩,可能与沥青灰岩中除去烃类遭受热裂解外,碳酸盐分解生成大量非烃气体（CO₂）有关,从而造成总产气率高,而烃类气体产率却偏低的现象。这样,沥青灰岩生成的烃类主要来源于分散有机质热裂解,而不是灰岩本身。不同类型气源生烃对比结果表明,Ⅰ型干酪根的泥质灰岩或Ⅲ型干酪根的泥岩有利于低温生烃,而煤岩和分散有机质生烃历程长,有利于后期天然气生成与聚集保存。     

鄂尔多斯盆地东南部山西组泥页岩生烃热模拟实验

鄂尔多斯盆地东南部页岩气资源潜力巨大,目前缺乏对山西组泥页岩生烃潜力的系统评价,因而制约了对该区烃源岩资源潜力的客观评价。通过高压釜-封闭式金管的生烃热模拟实验,分析烃源岩生烃过程,对比山1段和山2段的生烃潜力,生烃动力学拟合证明实验结果真实可靠。实验结果表明：①甲烷和非烃类气体具有相似产出特征,重烃气C_2-5和液态烃具有相似产出特征;②当R_O值为0.80%~1.08%时,液态烃达到产率峰值;当R_O值达到1.47%~1.81%时,重烃气C_2-5达到产率峰值;当R_O值超过3%,重烃气C_2-5几乎全部裂解,干燥系数接近1;③实验表明山2段属于更好的烃源岩,结合页岩气井地化数据,进一步确认山2段生烃潜力远远超过山1段,研究认为山2段更适合作为鄂尔多斯盆地海陆过渡相页岩气的有利勘探层段。     

银根—额济纳旗盆地主力烃源岩生烃热模拟实验研究

银根—额济纳旗盆地下白垩统巴音戈壁组二段普遍发育一套湖相烃源岩,勘探证实这套烃源岩对油气成藏贡献很大,为盆地内主力烃源岩。黄金管—高压釜限定体系热模拟实验表明,巴音戈壁组二段样品的总烃累计产率为265.50～798.06 mg/g,“生油窗”内（模拟镜质组反射率EasyR_o=0.7%～1.5%）的总油产率为263.99～778.74 mg/g,大量生气阶段（EasyR_o>1.5%）的气态烃产率为191.19～582.69 mL/g,预示着这套源岩具有较高的生油气潜力。依据热模拟烃类产物的产率变化特征,可分为4个主要成烃演化阶段：（1）干酪根热解生油阶段,EasyR_o=0.57%～0.8%（样品热模拟的起始EasyR_o为0.57%）,该阶段以干酪根热解生油为主;（2）凝析油生成阶段,EasyR_o=0.8%～1.5%,以早期生成的油裂解为轻烃和干酪根裂解生气为特征;（3）油裂解生气阶段,EasyR_o=1.5%～3.3%,此阶段以早期生成的油裂解生气为主;（4）气裂解阶段,EasyR_o>3.3%,以C_2-5裂解成甲烷为特征。     

煤中单组分湿式高压釜热模拟实验研究——以海拉尔盆地伊敏组褐煤为例

该文对海拉尔盆地伊敏组(J₃)煤中的有机显微组分进行了湿式高压釜热模拟实验研究。结果表明,基质镜质体是最为重要的生烃母质,其主要成烃期为270～330℃,最大生液态烃量为19mg/g、生气态烃量为256mL/g;孢子体的主要成烃期为300～380℃,最大生液态烃量为40mg/g、生气态烃量为265mL/g;而丝质体生液态烃极少,在300℃时最大也达不到2mg/g,生气态烃量为120～160mL/g。另外该方法与无水该条件下的热模拟相比,排烃高峰温度大为降低,一般要低50～100℃;     

贵州六盘水地区龙潭煤系煤岩富氢显微组分的生烃潜力与生烃贡献

从有机岩石学与有机地球化学角度研究烃源岩有机质成烃演化和生烃作用是油气资源评价的一个重要方面.本文探讨了贵州六盘水地区煤岩显微组分的生烃潜力和生烃贡献,并对富氢显微组分的组成与氢指数作了相关性研究,提出了计算显微单组分生烃贡献的一种方法.结果表明:研究区的基质镜质体早于树皮体产生液态烃类,富氢显微组分的含量与氢指数表现出很好的相关性;基质镜质体是煤生烃作用的最大贡献者.这一结论对研究区油气资源潜力评价有着重要的参考价值.笔者认为,烃源岩有机质的生烃潜力是针对其生烃性能而言的,是生烃作用的“质”的衡量标准;生烃贡献则是针对其在生烃过程中的生烃配分而言的,是生烃作用的“量化”标准,提出将生烃贡献指标作为烃源岩有机质生烃评价的判别指标的可行性和必要性.     

塔里木盆地煤及其显微组分超高温开放体系热模拟实验气态产物对比研究

通过对塔里木盆地煤及其显微组分进行以1 K/min升温速率的开放体系热模拟实验(最高实验温度为1 200℃),获得了煤岩与各显微组分气态产物产率与累计产量变化。对比分析了煤及其显微组分生成气态产物CH₄、N₂和CO变化特征,其中 N₂生成温度高于CH₄和CO; H₂生成时间与CH₄相一致(说明了氢为烃类气体形成的关键因素）。煤及其显微组分生烃潜力具有壳质组>镜质组>煤>半丝质组≥ 丝质组的特征,说明煤岩生烃潜力主要由其显微组分控制;虽然壳质组在煤岩中含量很低,但生烃潜力高于其他显微组分。煤岩生成的N2具有双峰型特征,说明了前后峰N₂具有不同来源,前者来源于无机矿物（如含铵粘土）的分解,后者来源于有机质热降解;显微组分生成N₂主要为高温阶段,说明了显微组分在分离过程中可能造成部分无机矿物的损失。     

含水饱和度对灰岩热解生成CO2气产率和碳同位素的影响

以琼东南盆地的前第三系1块基底灰岩样品为替代样品,应用热模拟实验方法,进行了一系列不同含水条件下的热解实验,并对实验产物CO₂的产率和碳同位素进行了分析,探讨了莺歌海盆地基底灰岩的生气情况。结果表明,水的存在与否、含水量的多少均对灰岩热解生成CO₂有重大影响。水可以促进灰岩热解生成CO₂气体,并能够极大地降低灰岩的热解温度。与无水条件相比,含水条件下灰岩热解产物CO₂的碳同位素明显变轻。通过与前人钙质泥岩热解实验对比,并结合莺歌海盆地实际地质资料,研究认为莺歌海盆地CO₂气藏可能主要来源于中新统海相钙质泥岩,而前第三系基底灰岩的贡献很少。     

煤岩显微组分模拟实验气态产物碳氢同位素特征

碳氢同位素研究是油气地球化学研究的一个重要方面。通过对神山褐煤镜质组与丝质组中碳氢同位素的分析得出:同一温阶,镜质组和丝质组气体产物中甲烷及其同系物具有与天然气相似的碳同位素分布特征,随烷烃分子碳数增加而逐渐增高,即δ13C1δ13C2δ13C3;不同温阶时,气体产物中甲烷及其同系物的δ13C具有明显的同位素分馏特征,即随温度的增加δ13C1、δ13C2、δ13C3值相应增高。而对镜质组与丝质组气体产物中的δD而言:同一温阶,具有δDH2δD1δD2δD3δD4的规律;不同温阶,随温度的增加,δDH2、δD1、δD2、δD3、δD4值相应增高,也表现出明显的同位素分馏特征。     

基于分形理论的煤储层水力压裂裂缝数值模拟

根据多孔介质孔隙度及水力强化过程中裂缝扩展的分形特征,建立了分形煤储层宏观物性参数孔隙度与渗透率的理论关系模型,以及水力致裂过程中煤岩断裂韧度、压裂液滤失系数的分形计算模型。基于此,在拟三维压裂裂缝扩展模型的假设条件下,构建了基于分形理论的煤层水力压裂裂缝扩展模型。以郑庄区块8口评价井为参考,应用构建的分形模型对压裂裂缝几何参数进行了计算。计算结果表明：郑庄区块水力压裂裂缝缝长一般为106.8～273.1m,缝高一般为3.6～12.7m。通过与不同模型的计算结果相比较,发现该模型预测结果更接近于实测值,一定程度上反映了该模型的适用性。