混合煤样最大热解峰温与镜质体反射率的研究

利用中国大陆地区两个高、低成熟度煤样,模拟再沉积物质来探讨其最大热解峰温(T_max)的变化与其镜质体反射率(R_o)的对应关系。对依比例混合后的混合样进行热解分析,再将量测两煤样的镜质体反射率的资料点,以相同的比例用随机取样的方式将其混合后取平均值,以对应其T_max的结果。实验结果显示:1)低成熟度煤样,在混有不同比例高成熟度煤样时,其T_max值将反应低成熟度之情形,即取含有再沉积的岩层样品,其T_max将呈现年轻地层的成熟度。2)对高成熟度的物质采样或进行热解分析的过程中,即便是在极微量的情况下,亦应避免受低成熟度物质的污染。3)随着低成熟度煤样配比的增加,T_max迅速下降,其与R_o的关系与Ⅲ型干酪根的线性对应呈现明显差异。      

镜质体反射率作为成熟度指标的探讨

本通过对源岩样品镜质体反射率的测定分析表明，未抽提源岩的Ｒ０值与已抽提源岩的Ｒ０值存在差异，并随成熟度增加这种差异逐渐增大；不同类型但经历了相同的演化程度之后的源岩Ｒ０值不同；相同样品不同气体反应压力下，其Ｒ０值不同。     

镜质体反射率是成熟度的通用“标尺”吗?

作者在对不同类型有机质的热模拟实验中,发现不同类型有机质经过相同热演化后,它们之间镜质体反射率(R°)差异较大,同温阶的R°差值可达0.24—0.60。低温阶段(<360℃),Ⅱ型比Ⅲ型的镜质体反射率偏低,而高温阶段(>360℃)则相反。这种现象与自然剖面的观察结果相符,说明镜质体反射率受母质类型影响。鉴此可认为,镜质体反射率作为成熟度“标尺”只对同类型有机质有效,不同类型之间堆以进行对比,不能作为通用“标尺”应用,需要进行校正。     

利用镜质体反射率计算泥岩排潜压力

本文在大量实验数据的基础上，建立了泥岩排替压力与质体反射镜之间的函数关系。并以汤原断陷主要油气盖层－－析统一－渐新统泥岩为例，利用镜质体反射镜研究了其排替压力在平面上的变化规律。     

镜质体反射率的热史反演

利用地层剖面中系统测定的镜质体反射率，依据各构造演化阶段热流变化的不均一性，分阶段模拟热流在地史演化中的变化。充分利用了最为流行的成熟度计算模型（ＬｏｐａｔｉｎＷａｐｌｅｓ模型，Ｒｏｙｄｅｎ模型，ＭｉｄｄｌｅｔｏｎＦａｌｒｅｙ模型，ＥＡＳＹ模型）进行古热流反演，其基本原理是调整热流值及模型中待调参数，达到最佳拟合时的热流值即为古热流值。改进了Ｌｅｒｃｈｅ的简单热流变化模型。通过上述模型的计算可以模拟出复杂条件下的热史变化过程。在此模拟方法中还考虑了剥蚀作用以及由于压实作用引起的岩石热导率变化。对鄂尔多斯盆地某区块进行了实际计算，应用效果较好。图２表１参５（梁大新摘）     

利用镜质体反射率数据估算地层剥蚀厚度

认为依照Ｄｏｗ（１９７７ ） 提出的直接利用镜质体反射率数据估算不整合面地层抬升与剥蚀厚度的方法所获得的计算结果并非不整合面地层剥蚀厚度,其物理意义相当于正断层错动造成的地层缺失厚度。强调了古地热梯度随时间的变化及其在剥蚀厚度估算中的意义;阐明利用镜质体反射率数据计算古地热梯度、进而估算剥蚀厚度的方法;通过对Ｄｏｗ（１９７７） 的井下数据进行的再评估, 演示了此方法的实际操作过程;为使此方法简便易用,给出了用于镜质体反射率与最高古地温换算的ＲｏＴｔ 曲线图解。     

埋藏深度,镜质体反射率及地温梯度关系探讨

研究表明采用算术座标,深度与镜质体反秧经曲线呈三段式;上段Ｒ０由０．２％－０．２５％线性缓慢增加０．６％－０．７％,中段Ｒ０非线性快速递增到１．０％,下段呈线性快速递增,若采用半对数座示,则中段不明显,可利用埋深－反射率关系图估算不整合面之上或现今地表的剥蚀量,最大埋藏深度及古地温梯度,进而重塑盆地热史,上段,中段,下段分别对应对成熟前,生油期间,成熟后镜质体化学成分的变化。     

有机质反射率的数字图像实现方法

有机质反射率参数是烃源岩评价和盆地热演化史研究的基础数据。目前有机质反射率的测量工作主要依靠人工手动方法,人为主观因素对测量结果影响较大。从图像传感技术出发,探寻镜质体反射率与灰度图像之间的相互关系,尝试建立利用镜质体灰度图像表征反射率值的方法。分别对标准物质和地质样品开展了镜质体反射率和灰度级的对应测量工作,发现两者具有极好的重合特征,表明利用灰度级定量镜质体反射率的方法具有可行性。但对于高过成熟阶段,两者的关系尚有待深化研究。     

超压地层中镜质组反射率的计算

已有的研究表明,超压可以抑制镜质组的热演化、增加反应活化能。在EASY%R0模型的基础上,通过超压调节化学动力学反应活化能,建立了超压条件下镜质组热演化的化学动力学模型Pa％R0,并根据黄骅坳陷歧北洼陷受超压抑制和未受超压抑制的R0实测资料,确定了有关模拟参数。歧北洼陷港深48井明显超压(压力系数1．2～1．6),用Pa％R0模型所预测的有机质成熟度和生烃时间与用EASY%R0模型预测的明显不同,超压对R0的抑制可达0．1％～0．3％,可使烃源岩进入生油门限的时间推迟1～4．4Ma。图2参34     

三塘湖盆地上古生界烃源岩镜质组反射率异常研究

镜质组反射率是评价有机质成熟度的重要指标 ,然而由于地质因素和测试技术的原因 ,镜质组反射率测量值常与预计值有一定的偏差。在三塘湖盆地上古生界烃源岩中 ,可以观察到镜质组反射率的局部增强和镜质组反射率的抑制。局部增强多分布在上二叠统的烃源岩中 ,主要与火山活动有关。这种反射率的增强在平面上分布广泛 ,但纵向上影响范围较小。反射率的抑制是在上古生界烃源岩含有较高含量的腐泥组分背景下产生的。用氢指数模板方法对抑制进行了校正 ,抑制的幅度最大可达 0 .3%     

不同类型有机质生物产甲烷模拟实验研究

为研究不同类型有机质的生物产甲烷能力和特征,选择了代表藻类、水生草本植物、陆生草本植物和泥炭的6个样品进行生物模拟实验研究。实验气体产物的分析结果揭示:不同类型有机质生物产甲烷潜力差异大,藻类和泥炭的产气能力相差可达百倍,藻类等优质有机质对生物气生成和成藏的贡献值得关注;不同类型的有机质生物转化率相差巨大,进行生物气源岩评价时应予以考虑;生物甲烷的碳同位素值受生成过程中碳同位素分馏效应和母质碳同位素的双重控制,分布范围较宽,生物二氧化碳的碳同位素明显偏重。建议鉴别气藏中天然气的成因时,应结合甲烷碳同位素、二氧化碳碳同位素和天然气组分等数据进行多参数综合判识。     

超压和富氢背景下镜质组反射率计算模型——以渤海湾盆地渤中西次凹东三段烃源岩为例

在考虑富氢和超压对镜质组反射率的抑制作用下,对传统仅考虑了温度和时间的镜质组反射率计算模型——Easy%R_o模型进行了重新校正。通过引进富氢校正系数和超压抑制系数,建立起适合双重抑制背景下镜质组反射率计算模型,并利用渤海湾盆地渤中西次凹受双重抑制作用和未受双重抑制作用影响的镜质组反射率R_o实测资料,确定了相关参数。模拟结果表明,在双重抑制作用影响的地层中,镜质组反射率R_o的模拟值与实测值吻合较好,但与Easy%R_o模型的计算结果相差悬殊,双重抑制作用对R_o的影响可达0.2%~0.4%。超压抑制了有机质热演化,导致生烃门限下移和生烃时间延迟,这非常有利于油气晚期成藏。     

Relationship between methylphenanthrene distribution and organic matter maturity: a case study of Yangchang Formation Chang 7 source rocks,Erdos Basin,China

Abstract

The methylphenanthrene component of Chang 7 source rocks in the Ordos Basin was analyzed using gas chromatograph-mass method. The relationship between methylphenanthrene index (MPI), methylphenanthrene distribution fraction (MPDF) and vitrinite reflectance (R_o) was established. The comparative analysis results showed that the MPDF and R_o were positively correlated and the correlation coefficient was high. Therefore, it was more accurate that the Chang 7 source rocks were determined by MPDF. Based on the established relational expression, the maturity of Chang 7 lacustrine source rocks in the Ordos Basin was calculated. The obtained results were consistent with actual geological background.     

据磷灰石裂变径迹和镜质体反射率重建苏丹Muglad盆地北部的构造-热演化历史

Muglad盆地是中非裂谷系在前寒武系结晶基底上发育的大型裂谷盆地,经历了早白垩世、晚白垩世和古近纪3期裂谷发育阶段。通过选取盆地北部不同构造位置3口探井不同层位的岩屑样品,开展磷灰石裂变径迹和镜质体反射率测试,进行构造-热演化历史分析。研究结果表明,盆地存在两期冷却事件,但不同构造单元的演化史有较大的差异。第1期冷却事件发生在晚白垩世早期,对应区域上的"圣通期挤压事件",主要在Tomat隆起表现明显;第2裂谷期末期是盆地区域冷却事件（古新世末期—始新世）,造成Nugara坳陷中央凸起形成和Tomat隆起进一步发育,也控制了盆地内油气藏的形成和分布。盆地第1裂谷期和第2裂谷期的古地温梯度只有2.00~2.40℃/hm,第3裂谷期盆地深部地幔隆起发育、岩浆活动增强、地温梯度升高,指示了盆地由白垩纪期间的"被动裂谷"演变为古近纪的"主动裂谷"。第3裂谷期末期的剥蚀作用不明显,对油气的生成和聚集影响不大或没有影响。     

Evolution and organic geochemical significance of bicyclic sesquiterpanes in pyrolysis simulation experiments on immature organic-rich mudstone

Sesquiterpanes are ubiquitous components of crude oils and ancient sediments.Liquid saturated hydrocarbons from simulated pyrolysis experiments on immature organic-rich mudstone collected from the Lower Cretaceous Hesigewula Sag were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS).C_(14) bicyclic sesquiterpanes,namely,8β(H)-drimane,8β(H)-homodrimane,and 8 a(H)-homodrimane were detected and identified on basis of their diagnostic fragment ions(m/z123,179,193,and 207),and previously published mass spectra data,and these bicyclic sesquiterpanes presented relatively regular characteristics in their thermal evolution.The ratios 8β(H)-drimane/8β(H)-homodrimane,8β(H)-homodrimane/8 a(H)-homodrimane,and 8β(H)-drimane/8 a(H)-homodrimane all show a clear upward trend with increasing temperature below the temperature turning point.Thus,all these ratios can be used as evolution indexes of source rocks in the immature-lowmaturity stage.However,the last two ratios may be more suitable than the first ratio as valid parameters for measuring the extent of thermal evolution of organic matter in the immature-low-maturity stage because their change amplitude with increasing temperature is more obvious.     

页岩中单体有机质孔隙演化的原位热模拟实验

有机质孔隙是我国南方页岩气重要的储集空间,而有机质类型与有机质孔隙发育息息相关。为实现单体有机质孔隙演化过程的原位观测,揭示下古生界页岩显微组分热解过程中的孔隙演化过程,以低成熟度的美国俄亥俄上奥陶统页岩以及欧洲波罗的海东部下志留统页岩为研究对象,联合运用飞秒激光、冷热台、显微镜以及扫描电镜等技术,实现页岩中单体有机质孔隙演化过程的原位观测,进而辨别不同类型有机质的孔隙发育过程和演化规律。对低成熟度的“倾气”型笔石以及“倾油”型层状藻类体孔隙热演化过程的原位观测分析结果表明：(1)笔石的体积开始发生明显变化的起始温度要高于层状藻类体,生烃演化要晚于层状藻类体;(2)笔石和层状藻类体在热演化过程中均形成了明显的收缩缝,但就形成收缩缝的规模而言,笔石明显较小,生烃转化率要低于层状藻类体;(3)笔石与层状藻类体内部孔隙的演化存在明显的差异,笔石原有的生物组织孔在高温阶段发生了明显的扩容并且有新的内部孔隙生成,而层状藻类体在整个热演化过程中并未形成内部孔隙,证实了“生气窗”是有机质孔隙大量发育的主要阶段。有机质组成以及结构的不同可能是造成上述两种有机质孔隙演化过程存在差异的主要原因。     

基于水合物分解传热模型的固体自生热解堵剂热量扩散模拟

固体自生热解堵技术是一种适用于解除井筒内水合物堵塞的创新技术。针对自生热解堵剂反应时的放热量扩散及损耗问题,建立了水合物生成相平衡、分解速率及分解传热数学模型。开展了不同含量、不同管径时的热量扩散模拟研究,获得了不同条件下井筒内温度、水体积分数、天然气体积分数、水合物体积分数的分布云图。研究发现:随着自生热解堵剂含量的增加,释放热量的速率加快,向周围传递的热量增加,且热量扩散时呈不规则状;随着井筒内径的增加,解堵时间增加,自生热解堵剂用量也随之增加。本实验开展的模拟计算值与现场实际值的吻合度大于85%,为现场解堵施工提供了理论指导。 