不同煤级煤及其沥青质热解产物组成的对比研究

作者采用热解色相色谱(PY-GC)分析,对鄂尔多斯盆地不同煤级煤(R_max°0.43～1.80%)及其沥青质热解产物组成进行了对比研究。研究表明,煤和煤沥青质的热解产物总体上基本相似,另外,由不同碳数区间的正构烷烃在不同热演化阶段的变化特征可知,煤沥青质在各演化阶段有不同的贡献。      

天然气中氮的来源及塔里木盆地东部天然气中氮地球化学特征

氮气 ( N₂ )是天然气中最常见的非烃组分之一。天然气中的 N₂ 依其成因与来源特征总体可分为大气来源、源岩有机质的生物降解或热分解成因、沉积岩含氮矿物的高温热解成因、地壳深部和上地幔来源等。不同来源 N₂ 的地球化学特征有一定的差异。对塔里木盆地天然气中 N₂ 的地球化学特征研究表明 ,该盆地天然气中的 N₂ 主要来源于有机质的热解 ;由于源岩热演化程度和母质类型的不同而造成该盆地内不同地区天然气的 N₂ 同位素组成具有明显差异。     

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。     

碳酸盐烃源岩演化程度评价的几个问题

在理论与实践的基础上，就如何准确地评价碳酸盐烃源岩的成熟度进行了深入探讨。研究表明，完善沥青反射率演化指标应从研究不同成因、不同结构类型沥青的特殊演化规律入手；芳香化合物由于其特殊稳定性，是评价碳酸盐岩演化程度的一个极其重要的信息源；沥青质具较强的抗后生变化能力，适用于研究高演化碳酸盐岩。此外，还讨论了分析芳烃馏分及高分子化合物的新技术。     

烃类与非烃综合判识干酪根与原油裂解气

在天然气成因类型研究中,如何有效识别干酪根与原油裂解气一直是一个难题。选取不同类型干酪根、不同性质原油开展半封闭—半开放体系的热压生排烃模拟实验及其产物的地球化学分析研究,并对典型的干酪根、原油裂解气（田）进行了地球化学统计和比对。研究表明,干酪根热解气与原油裂解气中烷烃组分及其碳同位素组成显示相似的演化特征,Ln(C₂/C₃)值均呈早期近似水平和晚期近似垂向变化特征,在高过成熟阶段Ln(C₂/C₃)值与δ¹³C₂-δ¹³C₃差值具有快速增大的趋势,二者趋同性变化特征指示了生气母质的高温裂解过程,但这些指标不是干酪根与原油裂解气的判识标志,提出天然气中烷烃分子及同位素组成的有机组合是判断有机质（干酪根、原油）高温裂解气的可靠指标,却并不能直接识别干酪根热解气或原油裂解气;非烃组分的演化特征具有明显的差异性,干酪根热解气以高含氮气(N₂)为主,原油裂解气往往高含硫化氢(H₂ S), N₂、H₂ S含量作为一项重要指标可以与烷烃气同位素组成相结合有效区别干酪根与原油裂解气,分析结果与四川盆地、塔里木盆地不同油气田的地质实际相吻合。天然气中烃类和非烃组成的综合分析为有效判断干酪根与原油裂解气提供了新的途径。     

江汉盆地下第三系烃源岩有机岩石学研究

作者采用有机岩石学全岩分析技术,系统研究了江汉盆地下第三系烃源岩的显微组分组成、生烃组分及有机质热演化。江汉盆地烃源岩形态显微组分含量明显偏低,平均仅占全岩体积的1.5%。显微组分组成中富含腐泥组,相对发育镜质组和壳质组,贫惰性组。有机质类型多为Ⅱ、Ⅰ型。藻类体、矿物沥青基质是该区主要生烃组分。文中利用镜质体反射率R_o及富氢组分和非烃馏分的荧光参数探讨了江汉盆地烃源岩有机质演化特征,提出了有机质的热演化阶段的划分方案。      

塔里木盆地原油C5—C13轻馏分组成及其地球化学意义

原油 C₅—C₁₃轻馏分中C₈以上组成一直是油气地球化学研究中的薄弱环节。对塔里木盆地40个海相油、湖相油与煤成油样品的C₅—C₁₃轻馏分进行了全烃气相色谱定量分析,在前人研究的基础上,结合C₇轻烃组成,对比分析了不同成因类型原油C₅—C₁₃轻馏分族组成特征。大涝坝油气田湖相油的环烷烃含量较高,雅克拉油气田海相油的支链烷烃含量较高,轮台地区和库车坳陷部分煤成油则具有较高的芳烃含量,塔东地区寒武系来源油与上述特征差异迥然,自成一体。优选出的C_7-C₉ 轻烃族组成参数可较好地区分大涝坝(N/I较高)、雅克拉(I/P较高)、轮台和库车(A/P较高)与塔东(最大I/P和N/P)等地区的原油。针对单体化合物建立的 C₈轻烃新指标 11DMCYC₆/(ctc124TMCYC₅+ctc123TMCYC₅ +cct124TMCYC₅)值与(m-+p-)Xyl/nC₈值可较好区分塔里木盆地海相油、湖相油与煤成油。     

生油岩中镜质组类型及其反射率分布规律

本义详细研究了我国不同类型有机岩及生油岩中镜质组的光学特征、成因及分布规律,初步提出将镜质组划分为3种成因类型:富氢镜质组(A),正常镜质组(B)及再沉积镜质组(C);定量探讨了这3类镜质组反射率的差别及其随成熟度的演化规律.文中指出,生油岩成熟度参数的选取,应当依据其有机岩石学特征,在低成熟阶段,镜质组反射率作为成熟度指标的可靠性随源岩有机质类型的变差而增强;到过成熟阶段,3类镜质组反射率渐趋一致.     

生油岩中镜质组类型及其反射率分布规律

本义详细研究了我国不同类型有机岩及生油岩中镜质组的光学特征、成因及分布规律,初步提出将镜质组划分为3种成因类型:富氢镜质组(A),正常镜质组(B)及再沉积镜质组(C);定量探讨了这3类镜质组反射率的差别及其随成熟度的演化规律。文中指出,生油岩成熟度参数的选取,应当依据其有机岩石学特征,在低成熟阶段,镜质组反射率作为成熟度指标的可靠性随源岩有机质类型的变差而增强;到过成熟阶段,3类镜质组反射率渐趋一致。     

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。      

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。      

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。     

基于笔石表皮体反射率和拉曼光谱评价海相页岩热成熟度的方法

五峰组（O₃w）-龙马溪组（S₁l）海相页岩是川南下古生界页岩气勘探的主力层系之一,热成熟度是烃源岩和页岩气评价的一项重要指标。由于缺乏镜质体,一直难以建立准确评价下古生界海相页岩热成熟度的方法。共采集33块川南五峰组-龙马溪组岩心样品,用于观察源内固体沥青及笔石表皮体的光学特征,并测试其随机反射率。同时,利用样品中干酪根的拉曼光谱参数分析热成熟度的演化趋势。研究结果表明,相较于源内固体沥青,笔石表皮体来源单一、颗粒较大、特征明显,且垂直层理切面上非粒状笔石表皮体随机反射率（GR_or）数值分布更集中,更适合作为反射率测试对象。干酪根的拉曼光谱参数特征表明,热演化过程中GR_or与等效镜质体反射率（EqR_o）并非单一的线性关系。利用干酪根的拉曼光谱参数为中间变量,建立了通过GR_or计算EqR_o的方法。计算结果表明,五峰组-龙马溪组页岩在长宁、泸州-大足和威远地区的热成熟度依次降低,EqR_o分布范围分别为2.99 %~3.91 %,2.87 %~3.54 %和2.46 %~3.03 %,平均值分别为3.44 %,3.22 %和2.77 %。长宁西部出现了异常高成熟度区域,需要评价其对页岩气勘探的影响。     

柴达木盆地昆北断阶带上盘原油成因与成藏特征

昆北断阶带上盘渐新统下部(E31)、古新统-始新统(E1+2)和基岩勘探均获得重大突破,发现亿吨级整装油田。该区沥青与原油并存,分布复杂,不同井区原油富集程度不同,中间切4井区勘探效果较差。通过原油、沥青与源岩生物标志化合物对比,明确指出昆北原油和沥青成因不同,原油为扎哈泉凹陷渐新统上部(E32)源岩成熟阶段产物,沥青来自渐新统下部(E31)源岩,属于低演化阶段并遭破坏稠化的产物。通过原油性质、储层显微荧光、储层包裹体分析,结合源岩和构造演化特征,确定昆北地区存在2期成藏,成藏时间分别在中新世(N1)早期和上新世(N2)晚期以后,目前储层中的油主要是第2期原油。第1期油主要沿基岩和上覆沉积岩层之间不整合面侧向运移成藏,因切6和切12井区古构造位置较高,成藏规模较大,受破坏形成的沥青规模也较大;第2期油先沿昆北断裂运移到上盘,然后沿不整合面侧向运移、后再沿主要次级断裂运移到目前圈闭中成藏,主要次级断裂对油的运移成藏起重要控制作用。远离切16井东断层、E1+2储层与切163井区不连通是导致目前切4井区勘探效果较差的主要原因。     

MANAGEMENT OF OIL SANDS TAILINGS

In Alberta, oil sands bitumen is utilized for synthetic crude oil (SCO) production by surface mining, bitumen extraction followed by primary (coking) and secondary (catalytic hydrotreating) upgrading processes. SCO is further refined in specially designed or slightly modified conventional refineries into transportation fuels. Oil sands tailings, composed of water, sands, silt, clay and residual bitumen, is produced as a byproduct of the bitumen extraction process. The tailings have poor consolidation and water release characteristics. For twenty years, significant research has been performed to improve the consolidation and water release characteristics of the tailings. Several processes were developed for the management of oil sands tailings, resulting in different recovered water characteristics, consolidation rates and consolidated solid characteristics. These processes may affect the performance of the overall plant operations. Apex Engineering Inc. (AEI) has been developing a process for the same purpose. In this process oil sands tailings are treated with Ca(OH)₂ lime and CO₂ and thickened using a suitable thickener. The combination of chemical treatment and the use of a thickener results in the release of process water in short retention times without accumulation of any ions in the recovered water. This makes it possible to recycle the recovered water, probably after a chemical treatment, as warm as possible, which improves the thermal efficiency of the extraction process. The AEI Process can be applied in many different fashions for the management of different fractions of the tailings effluent, depending on the overall plant operating priorities.     

黔中隆起震旦系灯影组高热演化沥青地球化学特征及差异分析

黔中隆起地区震旦系灯影组白云岩的溶蚀孔洞、构造裂缝等储集空间中发现有白云石、石英和黑色炭质沥青的充填,其中沥青的形成晚于白云石但早于石英。研究采集了贵州开阳县双流镇白马洞新桥剖面（双流白马）和金沙县岩孔镇箐口村剖面（金沙岩孔）2处沥青样品。沥青样品都具有较高的热演化程度,扫描电镜下呈块状或小球状;根据碳同位素组成,认为沥青来源于下寒武统烃源岩。但2处沥青又具有显著的差异。双流白马沥青与金沙岩孔沥青相比,具有较低的热演化程度,2处沥青反射率平均值分别为4.30%和5.17%;具有相对较高的N、O、S含量和相对较高的H/C值以及相对较轻的碳同位素组成。流体包裹体测温和沥青反射率表明2处埋藏热演化过程的差异导致了沥青在元素组成和同位素组成上的差异。     

渤海湾盆地黄骅坳陷下古生界碳酸盐岩有机地球化学特征

对渤海湾盆地黄骅坳陷下古生界碳酸盐岩样品开展了有机地球化学研究,研究揭示氯仿沥青A中正构烷烃的碳数分布以单峰型为主(主峰碳为nC₁₆或nC₁₈),奇偶优势值接近于1.0,升藿烷成熟度参数为0.58~0.63,显示其处于高成熟演化状态;Pr/Ph值普遍接近于1或略大于1,反映了一种弱还原─弱氧化的沉积环境.氯仿沥青C中正构烷烃碳数分布主要为双峰型,反映其成熟度低于氯仿沥青A;Pr/Ph值均接近于1,反映了弱还原─弱氧化的沉积环境.多数样品的氯仿沥青A和氯仿沥青C具有相似的碳同位素组成分布模式,反映氯仿沥青C中正构烷烃碳同位素组成并没有受到成岩后地质作用的强烈影响,保存了早期有机质的特征,因而可用于恢复古沉积环境,为环渤海地区下古生界潜在原生油气藏的判识提供依据.