两种海相未成熟烃源岩热解气特征比较研究

文中通过加水热模拟实验,对海相页岩和泥灰岩热解气特征进行了系统的对比、研究。两种岩石的沉积环境、矿物组成等方面都不同,因而在天然气生成特征上存在差异。根据加水热模拟结果,在有机质演化的成熟阶段,泥灰岩的总气体产率要高于页岩,并且随演化程度增加,产率差异增大;二者的总气态烃产率基本相近,在较高温度下,泥灰岩的气态烃产率开始明显高于页岩。两个样品的总气体组成中,页岩的烃类含量高于泥灰岩,泥灰岩干燥系数高于页岩,但两个样品的气体干燥系数一般低于0.55,在高温下趋于一致;页岩的正构烃相对含量高于泥灰岩。两个样品非烃气中的一氧化碳含量均很低,页岩的二氧化碳含量明显高于泥灰岩,氮气和氢气含量则低于泥灰岩,其中氮气的生成主要发生于有机质成熟的早、中期阶段。     

成熟腐殖煤加水热模拟液态产物演化特征及运移效应

通过对成熟腐蚀煤加水热模拟实验液态产物地化特征的分析，探讨了成熟煤源岩残留烃与排出烃产率、族组成与色谱特征的演化规律。指出，残留烃与排出烃的许多地化特征的差异是由于运移作造成的，在进行油源对比，有机质类型及成熟研究时考虑运移效应。     

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。     

煤岩热模拟产物演化特征与煤层气形成关系

为探讨煤岩中煤层气的热演化特征,选取柴达木盆地侏罗系未成熟煤岩样品进行加水热模拟实验,分析了煤岩气、液态产物及固体有机质的热演化特征。实验结果表明,气态烃可以形成于煤岩热演化的各个阶段,液态烃主要在生油窗范围内生成且生成量相对低。生油高峰时烃类气体中甲烷产率较低,之后迅速增加;重烃气体在大量生油阶段和高成熟阶段早期产率相对较高,之后开始降低。非烃类气体中二氧化碳的体积分数明显高于氮气的体积分数,均主要形成于生油阶段;氢气的体积分数普遍较高,随温度升高先降低后增高,最小值出现于生油高峰之后。煤岩能够生成气态烃和液态烃,总体具有较高的甲烷产率,远高于一般煤层实测的含气量,具备形成煤层气的物质基础。     

鄂尔多斯盆地中生代热异常及烃源岩热演化特征

在合理设定热模拟边界条件前提下，模拟分析鄂尔多斯盆地热演化过程，结果表明：在中、晚侏罗世，盆地大部分地区中生界地热梯度为4．3～4．6℃／100m，但在庆阳、西峰及其西南部分地区达到5．7℃／100m。结合热流与地壳厚度关系及地震、重力、磁法方面证据，认为造成鄂尔多斯盆地中生代地温异常的最可能的热事件模式是全盆范围的地壳减薄与局部地区隐伏岩浆体加热的叠加。在热异常背景下，三叠系延长组烃源岩层在侏罗纪埋深达到1600m便可成熟排烃，大规模生烃期在早白垩世。较长的排烃期与埋藏过程中构造的调整是造成油气多期充注的主要原因。图5表2参21     

TSR对气态烃组分及碳同位素组成的影响——高温高压模拟实验的证据

选用高含硫原油、Ⅱ型干酪根、Ⅲ型干酪根以及硫酸镁作为反应物,设计了3组共6个反应体系,以对比发生硫酸盐热还原作用(TSR)与否对烃类组分及碳同位素的影响。模拟实验利用黄金管—高压釜限定系统完成,6个反应体系具有完全相同的反应温度和压力,反应结果具有可对比性。模拟实验结果证实:①TSR反应导致气态产物中H₂S和CO₂含量的明显增加;②TSR反应导致气态天然气组分变干,即碳数越多的气态烃越容易发生TSR反应,甲烷很难作为反应物参与TSR反应;③TSR反应导致气态烃碳同位素变重,而CO₂碳同位素变轻;④TSR导致甲烷碳同位素变重最多,乙烷、丙烷碳同位素变重相对较小,即δ13C₂与δ13C₁差值变小。TSR反应导致的天然气组分及碳同位素的变化影响了油气源对比的经验公式及判断指标,因此在高含硫天然气区进行气源对比时应考虑TSR的影响。      

煤成烃生成和运移的模拟实验──芳烃产物的特征及其意义

在对两个褐煤样品进行生烃和排烃模拟实验的基础上,研究了其芳烃产物的特征.结果表明:与生物分子有相同位取代(甲)基的芳烃化合物是由非芳烃形成芳烃的主要中介产物,因此芳烃演化的主要趋势可能是脱甲基作用而不是甲基化作用;许多芳烃比值是敏感的成熟度指标;烷基取代芳烃较对应的无取代芳烃难以运移.因此,有关比值具有作运移指标的潜力.     

加水与不加水热模拟实验条件下煤生烃特征对比

详细地对比了煤在加水与不加水2种实验条件下烃类产物的演化特征差异。研究表明随着温度增加,2种实验条件下干燥系数和烃类气体各组分体积百分数都呈现阶段性变化。反映生烃过程中母质和主要反应不断变化,不加水实验重烃气比加水实验裂解快,到650℃已基本都裂解。低温阶段均有部分CO2生成,为有机质中含氧基团早期脱羧产生,加水实验700℃CO2产率突然增加,可能与水煤气反应有关,不加水实验到高温阶段也稍有增加,为碳酸盐胶结物高温分解所致。从各产物产率上看,水参与了生烃反应。     

碳酸盐烃源岩加水热模拟实验中二氧化碳成因探讨

本文通过对3种岂碳酸钙(CaCO₃)烃源岩加水热压模拟实验产生的二氧化碳(CO₂)的分析,探讨了气体产物中二氧化碳(CO₂)的成因,既有有机成因,也有无机成因。碳酸钙含量越高,岩石颗粒越细,无机二氧化碳产量越高。无机二氧化碳的产生会对含碳酸钙烃源岩有机质成烃有一定抑制作用。      

混合碳四加氢工艺研究及产物的裂解性能模拟

考察烯烃总质量分数约38%的混合碳四经加氢饱和用作蒸汽裂解制乙烯原料（简称乙烯原料）的可行性，筛选加氢催化剂与工艺条件，利用SPYRO软件测算其裂解产物，并完成了该工艺的经济性分析。推荐的加氢催化剂为镍系催化剂（NCG），工艺条件为反应温度60～90 ℃，压力1.5 MPa，氢烯摩尔比2.0～4.0，新鲜料液相体积空速2.0～4.0 h－1。测算结果表明该混合碳四经加氢饱和用作乙烯原料每年可增效益近2 540万元。     

运移路径模拟和应用尝试

油气二次运移的方式和方向对具体指出盆地油气资源量所赋存的位置有决定性的意义.在运载层中推动油气运动的作用力主要是浮力和毛细管力,而盖层则起着毛细管阻力作用.因此盖层的形状及空间分布就成了影响运移路径重要的封盖因素.该文试图根据盖层的几何形状特性,建立运移路径模拟模型,开发微机软件运行实施.在一个具体盆地进行运移路径模拟应用的结果反映,与已知勘探情况基本符合,能够检验油气期次性运移的地质概念,可以揭示运移过程,预测可能的运移聚集位置.     

塔里木盆地中-下奥陶统岩溶水文地貌结构类型及特征

表生型岩溶储层是塔里木盆地中-下奥陶统油气勘探的重点目标。为了深入认识岩溶储层的分区差异性，基于塔里木盆地大量钻井、取心和地震资料以及柯坪地区野外露头考察资料，对塔里木盆地不同地区中-下奥陶统岩溶古地貌和古水文进行了精细刻画，并划分了岩溶水文地貌结构类型，揭示了水文地貌结构对岩溶储层发育的控制效应。研究结果表明：①塔里木盆地中-下奥陶统岩溶水文地貌结构可划分为地表-地下双重水系型、地表水系型和无地表水系型；②地表-地下双重水系型结构主要发育在石炭系覆盖区，其主要特征是岩溶水形成了丰富的岩溶地貌类型，并建立了完整的地表岩溶流域和综合性岩溶管道网络；③地表水系型结构主要出现在志留系覆盖区，其主要特征是岩溶水对地表岩溶地貌产生了重要改造，虽然形成了较为完善的地表水系，但尚未产生综合性岩溶排驱系统；④无地表水系型结构主要分布在上奥陶统覆盖区，其主要特征是岩溶水对可溶性地层尚未产生明显的切割改造，地表未形成清晰的水系网络；⑤塔里木盆地3种不同类型的水文地貌结构反映了不同的岩溶演化阶段，控制了不同地区呈巨大差异的中-下奥陶统表生岩溶储层。     

塔里木盆地中生界烃源岩模拟实验研究及生烃评价

本文以较简便的油气资源量计算公式对塔里木盆地中生界烃源岩生烃量进行试评价。以波期１井侏罗系烃源岩为模拟实验样品，建立了塔里木盆地中生界Ⅲ型烃源岩的生烃模式和有机碳恢复曲线。认为据评价地区未－低成熟烃源岩样品的热模拟实验结果，建立该地区同层位、同类烃源岩的生烃模式，取得准确的计算参数，进而对目的烃源层生烃量进行评价，这种方法是可靠而准确的。     

塔里木盆地草湖凹陷热演化与生烃史——基于IES软件盆地模拟技术

利用IES-PetroMod盆地模拟软件,在塔里木盆地草湖凹陷单井埋藏史模拟的基础上,进行热史和生烃史模拟与分析。研究表明:1)凹陷区寒武—奥陶系烃源岩在奥陶纪中期R_o就达到0.5%,开始成熟生烃,生烃高峰期为加里东中期—海西早期;寒武系烃源岩在海西早期就已进入过成熟阶段;奥陶系烃源岩在海西早期进入高成熟生气阶段,海西晚期达到过成熟。2)东西缘斜坡区寒武系烃源岩生油高峰期为加里东中期—海西晚期;奥陶系烃源岩生油高峰期为海西期—印支期。3)库尔勒鼻凸寒武—奥陶系烃源岩在海西早期已达成熟—高成熟阶段;在海西晚期大幅抬升,停止生烃,早期生成的油气被破坏;燕山晚期—喜山期持续沉降,但埋深有限,几乎无二次生烃的可能。     

我国台西南附近构造沉降与沉积作用对气水合物成藏的可能控制

南中国海东北部大陆斜坡带上的海相沉积有适当的沉积厚度,处于适宜形成气水合物的温―压域内,有一定的甲烷生成潜力。从台西南盆地的地震反射记录中,可以观察到气水合物存在的证据――似海底反射(BSR),暗示了气水合物的广泛分布。台西南盆地的构造沉积格架与甲烷的生成和大量气水合物沉积可能存在直接联系;各种快速堆积的沉积体系(如滑塌块体、等深流沉积、浊积扇及三角洲)前缘,是天然气水合物富集的有利沉积相带,其中等深流沉积和滑塌块体推测为最有利气水合物聚集的沉积体。     

断层封闭能力的有限性研究及模拟实验

以渤海湾盆地南堡凹陷典型油藏为例,通过地质方法探讨了"毛刷"状油藏的成因,进而揭示出断层封闭能力的有限性,最后采用物理模拟实验的手段对其进行了验证。研究结果表明,断层下盘遮挡圈闭中呈"毛刷"状分布的油气藏是由断层封闭能力的近一致性造成的;断层存在着不严密的封闭,只能对有限的油气柱高度起封闭作用,达到最大油气柱高度后将保持动态平衡不再增加;在一定的断层封闭能力下,断层遮挡圈闭中的含油气面积受储层倾角影响,即储层倾角越小,含油气面积越大,油气储量也就越大。     

茂名油页岩裂解气轻烃组成和热演化特征

本文通过对茂名油页岩模拟实验裂解气轻烃的研究,发现裂解气中的轻烃和沉积物中的轻烃较为相似。随热演化程度的增加,C_1含量逐渐减少。相对于正构烷烃的含量,异构烷烃的含量逐渐减少。在较高的成熟度阶段,正构烷烃表现为nC_7>nC_6>nC_5≈nC_4。这代表了一种富氢母源形成轻烃的特征。此外,本文对iC_4/nC_4,iC_5/nC_5指标也进行了讨论。     

含水层储气库建库注气驱动机理数值模拟研究

含水层储气库建库注气与驱动机理数值模拟设计和模拟思路都有其特殊性和复杂性,目前国内对此研究很少。通过采用国外成熟的商业化数值模拟软件,对不同构造特点的含水层在建库过程中的气驱多相渗流特征、气水前缘运动规律和对库容的影响进行了研究;结果表明,在选择适宜的浅层含水构造改建地下储气库时,应优先考虑地层倾角较大的含水构造,以发挥气体垂直重力驱替的良好作用,同时注气驱替时应保持较低的注气渗滤速度,以改善气体的波及效果。     

塔里木盆地煤岩显微组分热模拟实验中液态烃特征研究

对塔里木盆地满加尔凹陷侏罗系演化程度较低(Ro=0.40%)的煤岩显微组分进行了从250℃到550℃(50℃为一温阶,恒温72h)的热模拟实验。用氯仿抽提获得了赋存在固体残余物中的可溶液态有机物,即饱和烃、芳烃和非烃。实验结果表明:1组成煤岩的显微组分产液态物时具有镜质组较早(主要发生在350℃时)、壳质组略晚(发生在400℃)且显微组分产率大小顺序为壳质组(1)>壳质组(2)>镜质组的特征;2各显微组分的液态烃产率均表现为壳质组>镜质组的特征,镜质组和壳质组均存在一个明显的产液态烃高峰,壳质组是煤岩中液态物质的主力贡献者,其产液态物率是镜质组的5～15倍;3在显微组分中,低演化阶段具低总烃、高非烃+沥青质的特征,随着煤化作用的加强,总烃有大于非烃+沥青质趋势。同时,在液态物产率高峰,饱和烃一般都占优势,不同显微组分液态物质的产程有所不同,因此,尽管在煤岩中壳质组是液态烃的主要来源,但由于其在煤岩中所占比较较小,难以肯定其为主力源,而尽管镜质组产液态物率低于壳质组,但因其是煤岩的主体部分,且具有广泛的分布,因此,应该是重视的对象;4不同显微组分的烷/芳值大于1,且壳质组的烷/芳值具有两阶段性。