十万大山盆地古油藏沥青地球化学特征及来源

根据沥青产状、族组成、饱和烃色谱、生物标志化合物、碳同位素以及沥青热演化程度等,对广西十万大山盆地北缘的老虎山古油藏、上屯古油藏二叠系灰岩中固体沥青的地球化学特征进行了系统分析,并结合有关烃源岩地球化学特征及油气成藏研究成果对其来源和成因进行了探讨.结果表明,古油藏沥青抽提物含量低,族组成中芳烃和非烃含量高,饱和烃含量低,芳烃含量最高可达58.60%.饱和烃气相色谱分析表明,沥青具还原环境、以低等水生生源为主的母质来源及较高的热演化程度.沥青稳定碳同位素为-27.8‰~-28.7‰,反映其生烃母质以低等生源为主.沥青中的甾、萜烷含量很低,且以低分子量化合物占绝对优势,其中甾烷系列中具很高的孕甾烷含量,萜烷则以三环萜烷为主,反映其高热演化特征.沥青几乎不含芳香甾烷,与本区上二叠统泥质烃源岩特征相似;沥青反射率为1.9%~2.5%,结合本区生烃成藏演化史分析结果,反映其经历过230℃高温.最后结合相关烃源岩地球化学特征及有关油气成藏信息,综合认为古油藏沥青与上二叠统泥质烃源岩有较好的亲缘关系,是古油藏早期原油高温裂解的产物之一,即焦沥青.      

宋家洼陷储层沥青地球化学特征与成因

采用定量色谱/质谱技术,精细解剖了宋家洼陷储层沥青的地球化学特征,并在对烃源岩地球化学特征调查的基础上,从定性和定量二个角度确认储层沥青的来源.储层沥青甾烷异构化成熟度参数小于0.55,CPI大于1.1,三环萜烷/五环萜烷比值小于0.12,说明储层沥青成熟度低.宋家洼陷储层沥青三环萜烷系列以C23三环萜为主峰,C24四环萜烷丰度较C26三环萜烷高,C27～C29规则甾烷呈现C29规则甾烷占优势,指示有机质生源构成偏腐殖型.依据伽马蜡烷丰度,宋家洼陷储层沥青分为2类,即低伽马蜡烷型和高伽马蜡烷型,其中低伽马蜡烷型储层沥青与下白垩统九佛堂组烃源岩有成因联系,而高伽马蜡烷型储层沥青来源尚不明确.     

应用化学降解方法研究固体沥青——以川东北固体沥青为例

采用选择性化学降解方法并结合多种有机地球化学测定手段对川东北固体沥青的母质来源及成因进行了研究。与固体沥青中可溶有机质的对比结果表明,化学降解释放出的生物标志化合物具有相对低的热演化程度,可以反映早期的母质特征。生物标志化合物参数和沥青反射率数据表明此类固体沥青经历了相对较高的热演化作用,并可能遭受了一定的生物降解。由生物标志化合物推测该样品固体沥青的母源以菌藻类低等水生生物为主,且沉积在一个具有一定咸度或水体较深的环境。      

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系露头沥青地球化学特征与意义

鄂尔多斯盆地南缘露头沥青赋存于下奥陶统亮甲山组灰岩裂缝中,裂缝近垂直于层面,沥青高约75m,宽约1~44cm,下宽上窄。其沥青质的碳同位素为-28‰,沥青等效反射率分布在1.829%~1.965%之间;沥青和上奥陶统背锅山组烃源岩均具有较低的Pr/Ph值、较高的C₂₄四环萜烷的生物标志物,沥青的C₂₉甾烷优势和低伽马蜡烷指数可能揭示其成烃母质形成于微咸水的低等海洋浮游生物的环境。沥青和背锅山组烃源岩规则甾烷组成均有“V”型特征,C₂₄四环萜烷/C₂₆三环萜烷、Tm／Ts值萜烷生物标志物参数值接近,表示他们具有亲缘关系。南缘奥陶系沥青地球化学特征及成因研究,对评价南缘下古生界碳酸盐岩的勘探潜力具有重要的理论和生产价值。      

黔北坳陷小草坝古油藏储层沥青成因及演化

黔北坳陷小草坝泥盆系古油藏储层沥青充填于生物碎屑白云岩的溶蚀孔洞、晶间孔及裂缝中,储层沥青为固态,沥青等效镜质体反射率在4.08%~4.14%之间,在有机溶剂中基本不溶解。沥青正构烷烃轻重比较高,一般介于1.5~9.0之间,前峰优势显著;多数沥青样品的萜烷中三环萜丰度相对于霍烷具有明显优势,这些样品甾烷中C₂₁孕甾烷和C₂₂升孕甾烷丰度相对于C₂₇-C₂₉甾烷同样具有明显优势。沥青及沥青包裹体不发荧光,红外光谱中无脂族基团和含氧基团吸收峰。沥青的物理、光学性质及地球化学特征表明其经历了高温热演化,为热裂解成因。沥青的甾萜烷参数和碳同位素组成与筇竹寺组、龙马溪组烃源岩区别明显,而沥青碳同位素与上古生界烃源岩有很好的可比性,表明沥青的油源来自上古生界烃源岩。成藏史恢复表明,古油藏于三叠纪中晚期形成,白垩纪早期深埋裂解形成固体沥青,燕山-喜马拉雅期抬升暴露至地表。      

川东北飞仙关组储层沥青与古油藏研究

在四川盆地东北地区(川东北地区)找到了迄今为止该盆地最大的天然气田――飞仙关组鲕滩气田。在该气田的鲕滩储层中不同程度地含有固体沥青,沥青含量在0.09%～2.50%之间;储集孔隙发育的残余鲕粒白云岩的沥青含量最高,沥青含量与天然气产量、气藏规模及储层物性之间呈正相关关系。应用全岩热模拟和环境扫描电镜实验新技术进行的沥青的产气模拟实验表明,沥青仍有产气潜力,并随成熟度增大,产气潜力降低;沥青模拟产物的碳同位素较轻,反映出了腐泥型母质的特点;沥青的甾萜类生物标志化合物分布正常:这些特征表明了储层沥青是古油藏原油裂解成气的中间产物。此外,天然气C1-C3组分进一步证实了鲕滩天然气主要为原油裂解气。在古构造背景下,根据优质储层展布、储层沥青含量的分布趋势,预测了古油藏分布范围。     

广西崇左柳桥地区上二叠统礁灰岩中沥青的地球化学特征

广西崇左柳桥地区上二叠统生物礁灰岩中普遍发育沥青,沥青主要充填于生物礁内的溶蚀孔洞和裂隙中,其次在生物体腔内。研究区内上二叠统沥青的成熟度较高,H/C原子比一般小于0.1。对崇左柳桥地区上二叠统生物礁灰岩中的沥青和大隆组的硅质岩、硅质泥岩等进行饱和烃色谱-质谱分析,综合对比其所含直链烷烃、萜烷、藿烷、甾烷和生物标志物。结果表明,这些上二叠统沥青源自大隆组的可能性不大,但可能来源于泥盆系烃源岩。     

川中地区北部震旦系灯二段储层沥青特征及意义

川中地区北部震旦系灯二段天然气勘探不断取得突破,已成为灯影组勘探的主要接替区。钻井揭示该地区灯二段储层发育大量固体沥青,沥青特征对于灯影组天然气成藏研究具有重要意义。通过采集研究区关键探井灯二段储层沥青样品,基于光学显微观察、扫描电镜、色谱—质谱和激光拉曼等分析测试手段,对川中地区北部灯二段储层沥青地球化学特征和发育机制等进行探讨。研究结果表明,灯二段沥青主要以溶蚀孔（洞）和裂缝形式赋存,其次为晶（粒）间孔,形态以点状、球状、板状、脉状等为主。岩石沥青含量高,单井平均沥青含量为2.96%~5.13%。重排甾烷和拉曼光谱表明灯二段沥青处于高成熟阶段,拉曼光谱计算沥青反射率分布范围为2.49%~4.09%,沥青主要源于原油热裂解成因。灯二段沥青生物标志化合物21α（H）-C₂₉降藿烷、C₃₅藿烷与C₃₄藿烷含量、Ts/Tm等多个指标与高石梯—磨溪地区灯四段沥青不同,推测灯二段沥青母源与灯四段存在差异,有下寒武统麦地坪组和震旦系陡山沱组等烃源岩的贡献。灯二段储层可能发育2期沥青,指示了地质历史时期中的2期原油充注过程和硫酸盐热化学还原反应（TSR）作用。     

四川盆地不同成熟度下志留统龙马溪组页岩有机孔特征

有机质孔隙是页岩气的主要储集空间,也是页岩天然渗流通道的重要组成部分。选取四川盆地不同热成熟度的下志留统龙马溪组页岩,采用场发射扫描电镜开展页岩不同显微组分有机质孔隙形成演化研究。笔石是龙马溪组页岩主要的结构有机质,含量较少,自身不发育有机质孔隙。成岩过程中由脂类原位聚合或外部地质聚合物交代使得笔石化石具有一定的生烃潜力,导致局部存在有机质孔隙。固体沥青是龙马溪组页岩最主要的显微组分,也是有机质孔隙发育的主要载体。考虑细粒沉积物成岩和有机质生烃演化,结合固体沥青赋存形态,可将固体沥青区分为前油沥青和后油沥青,且后油沥青含量占绝对优势。固体沥青有机质孔隙演化与热成熟度密切相关。总体上,随着热成熟度增加,固体沥青有机质孔隙越来越发育。成熟-高成熟早期(GR_o<2.3%),固体沥青孔隙不太发育,可能受到有机质生成的烃类物质掩盖。高成熟晚期-过成熟早期(2.3%4.5%),有机质炭化对页岩孔隙产生强烈破坏作用,导致页岩气勘探风险加剧。     

Polycyclic aromatic hydrocarbon in solid reservoir bitumen from the central Sichuan Basin

Polycyclic aromatic hydrocarbons in solid bitumen from the central Sichuan Basin have been investigated. Several compounds including fluoranthene (Fl), pyrene (Py), benz[a]anthracene (BaA), chrysene (Chy), benzofluoranthenes (BFl), and benzopyrenes (BePy) are found to have enhanced concentrations in several samples. Abnormally high values of the Fl/(Fl + Py), BaA/(BaA + Chy), and BFl/(BFl + BPy) ratios are also observed. In addition, they have parent aromatic compounds that are considerably more abundant than their alkyl homologues. These features indicate that formation of the solid bitumen is probably related to abnormal heating, which may be induced by hydrothermal activity.     

塔东地区下古生界固体沥青特征与油气成藏

塔里木盆地东部地区下古生界固体沥青比较发育,由于固体沥青是原油裂解的产物,分析其特征和形成期次有助于了解该区油气的生成、运移历史。为此,研究了该区下古生界各地层中固体沥青的富集形式、产状、类型、含量及分布特征,将下古生界富含的固体沥青划分为源内沥青和储层沥青2种类型,并根据产状细分出7种类别。该区固体沥青含量整体上并不太高,源内沥青主要分布于碳质泥岩中,而储层沥青主要分布于碳酸盐岩中;层位上,下古生界主要以源内沥青为主,储层沥青仅见于该区东、西部上寒武统白云岩和中下奥陶统石灰岩中,沥青含量整体上以寒武系为最高。固体沥青形成期次研究结果表明,该区不同构造单元发育不同期次的固体沥青：①只受沉积埋藏作用而形成的单峰型沥青,主要分布在库尔勒鼻隆和罗布泊鼻隆西部地区;②受沉积埋藏及1期构造热事件影响而形成的双峰型沥青,主要分布在英吉苏凹陷及其东南部地区;③受沉积埋藏及2期构造热事件影响而形成的三峰型甚至多峰型沥青,主要分布在古城鼻隆和塔东低凸起。结论认为：塔东隆起区和斜坡区下古生界不但可能发育古油藏,而且原油发生多期裂解,晚期油气可能再次聚集成藏。     

Oil-source rock correlation for paleo-oil reservoir in the Puguang gas field,northeast Sichuan Basin,southwest China

The characteristic of biomarker, stable carbon isotope, and rare earth elements in solid bitumen from the Puguang gas field and organic fraction in source rocks from the same area were investigated. Results show that the solid bitumen was derived from a mixed organic source with greater contributions from marine materials deposited under reducing environments. The enrichment of light rare earth elements seemed related to marine organic matter input. According to the results of principal component analysis, the main source rocks of paleo-oil reservoir in the Puguang gas field were the Upper Permian source rocks.     

黔东南地区寒武系固体沥青的油源分析

黔东南地区三都—丹寨一带中上寒武统灰岩中广泛分布有固体沥青。文中运用碳同位素、饱和烃色谱、饱和烃色质谱及芳烃色质谱等技术,对这些固体沥青进行有机地球化学研究和油源对比分析。研究表明,黔东南地区寒武系固体沥青主要来源于下寒武统扎拉沟组的黑色页岩。      

页岩中固体沥青拉曼光谱参数作为成熟度指标的意义

中国南方下古生界页岩成熟度很高、缺乏镜质组、固体沥青反射率变化大,成熟度的精确评价一直没有得到完善解决。通过对取自扬子地区古生界页岩样品中固体沥青(BR_O=0.43%～5.51%）激光拉曼光谱特征的研究,发现固体沥青的激光拉曼光谱参数：峰位参数(W_D与W_G)、峰位差(RBS）、半高宽(FWHM-D与FWHM-G)及峰强度比(I_D/I_G）与沥青反射率均体现出一定的相关性,但相关程度差别明显,而且还明显受到成熟度水平的制约。对这些参数与沥青反射率进行了直线回归,筛选出了相关性比较好的指标是RBS(BR_O值范围为1.5%～3.5%）与I_D/I_G(BR_O >3.5%）,两者相关系数高达0.95以上。研究认为,在建立标准方法的基础上,固体沥青激光拉曼光谱的这2个参数对早古生代及前寒武纪地层成熟度评价具有实际应用价值。     

桂中坳陷桂中1井沥青成因及油气成藏模式

采用GC、GC-MS、稳定碳同位素、包裹体以及沥青反射率等分析测试技术,对桂中坳陷桂中1井储层固体沥青进行了系统分析,并对其来源及成因等进行了探讨。基于其成因特点,对桂中1井油气藏主要破坏因素进行了剖析,并结合区域研究成果,对桂中坳陷油气藏主要破坏因素进行了系统分析,进而探讨了桂中坳陷油气成藏模式。综合研究表明,桂中1井储层固体沥青来源于中下泥盆统泥质烃源岩,为早期油藏原油高温热裂解形成的焦沥青。桂中坳陷油气藏主要破坏因素有:早期油藏的深埋导致原油裂解为焦沥青和甲烷;后期的构造抬升剥蚀造成"异常高压"气藏压力系统破坏;断裂导致盖层封闭性变差以及岩浆/成矿热液对其附近的油气藏产生严重破坏。此外,天然气扩散、微渗漏作用等也可成为桂中坳陷油气藏遭受破坏的重要因素。因此,桂中坳陷地层保存相对完整、断裂欠发育、岩浆活动影响较小的中西部地区是桂中坳陷有利油气勘探区。     

四川盆地川西坳陷三叠系须家河组页岩有机孔演化及成因

以川西坳陷须家河组陆相页岩为例,通过场发射扫描电镜与EDS能谱相结合的方法有效识别出固体沥青、镜质体和惰质体三大显微组分,以及油沥青、焦沥青、结构镜质体、无结构镜质体、镜屑体、丝质体、半丝质体、惰屑体、菌类体等显微亚组分.扫描电镜下不同类型有机质孔隙发育程度差异大,有机粘土复合体中的固体沥青孔隙最为发育,其次为单独片状...     

Athabasca oil sands: effect of organic coated solids on bitumen recovery and quality

The Canadian oil sands deposits in northern Alberta contain about 1.3 trillion barrels of crude oil equivalent. The largest of the four major formations is found in the Athabasca region where bitumen is heterogeneously distributed throughout an unconsolidated mineral matrix. About one-tenth of the oil sands in this deposit is economically recoverable by conventional surface mining techniques.The Hot Water Extraction Process (HWEP) is used commercially to recover bitumen from surface mined oil sands ore. The viability of this process relies on the existence of a thin water film around each solid particle in the ore matrix. However, a completely water-wet mineral condition is not generally the case for oil reservoirs, including oil sands deposits. In the latter case, it has been shown that certain solid fractions are associated with significant amounts of toluene insoluble organic matter (TIOM), physically or chemically adsorbed onto particle surfaces. These fractions are generically described as ‘organic rich solids’ (ORS). In bitumen separation processes, the organic matter associated with various ORS fractions represents an impediment to optimum bitumen separation and upgrading. In this sense, these solids are considered to be ‘active’ relative to the ‘inactive’ water wetted quartz particles comprising the bulk of the oil sands ore. Preliminary results indicate that the ORS content of an ore appears to be a better predictor for ore processability than the traditional use of bitumen or fines (−44 μm) contents.Two types of ORS have received particular attention. The first is a coarser fraction, usually less than 44 μm but also occurring as particles greater than 100 μm in diameter. This material typically occurs as aggregates of smaller particles bound together by humic matter and precipitated minerals. During the bitumen separation process, these heavy aggregates carry any associated bitumen into the aqueous tailings, thus reducing overall bitumen recovery. The second important fraction comprises very thin, ultra-fine clay particles with a major dimension of <0.3 μm. These ultra-fine clays, with a surface coating of organic matter, remain with bitumen during the separation process. In bitumen upgrading, these solids may be entrained with volatile overheads and cause problems in downstream operations. This paper summarises the protocols developed to separate and characterise these intractable components from HWEP process streams and discusses their role in determining bitumen recovery and quality.     

陆相页岩有机质孔隙发育特征及成因——以松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩为例

陆相页岩有机质孔隙的非均质性强。以松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩为例,通过场发射扫描电镜与偏光显微镜的定位观察,探讨了陆相页岩有机质孔隙的非均质特征及成因机理。研究结果表明,控制陆相页岩有机质孔隙非均质性的主要因素有4种：原生有机质孔隙残余、生烃潜力差异、固体沥青反射率差异以及黏土矿物催化作用。结构镜质体、丝质体、半丝质体以及少量菌落体等具有高等植物纤维结构的组分,因细胞腔未被充填或受外力作用褶曲叠覆可残留孔隙。固体沥青中孔隙发育最好,其次为镜质体和惰质体;三者的碳元素重量百分比依次增大,表明这3种有机质中孔隙发育程度的差异本质上受生烃潜力差异控制。不是所有的固体沥青中都发育有机质孔隙。统计显示,多孔固体沥青的反射率多为1.60%~2.00%,处于石油裂解生气阶段,而无孔固体沥青的反射率多为1.20%~1.60%,处于干酪根裂解生烃阶段。黏土矿物的催化作用使得有机黏土复合体中几乎所有的固体沥青均发育丰富的蜂窝状孔隙,伊利石的存在可增加比催化活度,导致气态烃更易生成并产生孔隙。     

微量元素组成在固体沥青-源岩对比中的应用

我国南方碳酸盐岩地区分布着许多被破坏了的古油藏,原来可溶沥青或原油经过成千上亿年的风化作用,已变成脉状或斑点状的不可溶固体沥青。由于固体沥青的不可溶性,许多常规有效的方法难以进行油源对比和进一步深入研究。作者发现原油与烃源岩之间的关系,类似于矿床形成过程中的矿藏与矿源(或矿液)之间的关系,矿源对比时常用微量元素来进行。那么原油或沥青从烃源岩中运移出来时,会不会将烃源岩有机质中的微量元素带来呢?为此,作者尝试测量固体沥青和可能烃源岩的微量元素并结合碳同位素等分析,找到了固体沥青真正的源岩,成功地进行了研究区的古油藏成因研究。      

准噶尔盆地中部侏罗系三工河组储层沥青地球化学特征及其对油气成藏过程的指示

准噶尔盆地中部地区侏罗系三工河组储层中广泛发育固体沥青,记录了重要的油气成藏信息。基于岩相学、反射率、激光拉曼光谱和生物标志化合物等多方面的综合分析,结合构造和成藏演化史,探讨了沥青的成因、来源及其对油气成藏的指示意义。研究区三工河组储层沥青主要赋存在构造缝中,裂缝面存在弯曲变形,矿物显微构造变形明显,指示沥青形成与构造活动破坏古油藏有关。沥青的生物标志化合物特征与油源对比结果指示沥青主要来源于二叠系风城组和下乌尔禾组的烃源岩,具有混源成藏特征。沥青成熟度较低（等效镜质体反射率为0.62%～0.79%）,且具强烈生物降解特征,说明为生物降解成因沥青,同时生物标志物指示沥青受到晚期原油充注的影响。古油藏成藏时间在中侏罗世车—莫古隆起形成初期,晚侏罗世—早白垩世古隆起抬升遭受强烈剥蚀,古油藏遭受破坏进而引发轻烃组分散逸,并伴随生物降解作用演化形成沥青。早白垩世,下乌尔禾组烃源岩晚期油气开始充注后,三工河组储层没有再发生强烈构造活动,随储层再次埋深和油气充注,最终形成现今油气藏。虽然研究区三工河组储层曾经历构造活动调整,但油气的再次充注使其仍成为有利的勘探对象。