油气生成的化学动力学模型和煤成气的数值模拟

建立了一个半开放系统的生烃化学动力学模型及其煤成气的简化模型。在该模型中煤或干酪根首先降解为油和气，随以后成熟度的增加，源岩中未排出的石油裂解为气，在油所的形成过程中，伴随着油气的初次运移。该模型可用于任何沉积盆地中油气形成过程的数值模拟。实际应用时，可根据给定的化学动力学参数，选择模型和其中参数。     

胜利油田石炭-二叠系煤成气生成模式

胜利油田在所属的临清坳陷东部和济阳坳陷发现了石炭-二叠系煤成气,根据该煤系烃源岩的分布与性质、所处构造单元及其演化特征分析,发现隆起、凸起、低凸起、斜坡和洼陷深部等5个构造单元的生烃史存在明显差别.将煤岩一次和二次生烃模拟实验得到的活化能等动力学参数与不同构造单元的埋藏史相结合,建立了不同构造单元煤成气生成量与地质年代的数量关系,得到了5种煤成气生成模式:隆起区中晚期不生烃模式;凸起区晚期不生烃模式;低凸起晚期成熟-高熟生烃模式;斜坡带晚期成熟高熟生烃模式;深洼带晚期过熟生烃模式.研究表明:临清坳陷东部洼陷带、惠民凹陷南坡、沾化凹陷罗家斜坡带、车镇凹陷东部斜坡带、埕东凸起北部斜坡带等发育高成熟气源灶,斜坡带及周边地区是最为有利的煤成气勘探区.     

煤成气生成动力学研究进展

生烃动力学在煤成气藏形成研究中具有重要的应用价值,这一领域近几年的研究进展主要有:与热史结合可进行烃源灶的动态评价,描绘地质历史时期烃源灶的演化;根据煤成气碳同位素分馏动力学编制新的煤成气判识图版,这一图版包含了不同碳数烃类的动力学关系;将成分动力学与碳同位素分馏动力学结合,发展出多指标约束的煤成气生成过程研究方法;将煤成气的生成动力学与储集层的地球化学记录相结合.使之可以研究天然气的生成、运移以及改造过程.进一步分析煤成气生成定量研究存在的科学问题后认为,今后应加强低熟煤成气的生烃动力学、压力在煤生烃过程中的作用、地质催化剂和水的影响以及残留可溶有机质生气问题的研究.     

鄂尔多斯盆地上古生界油气资源数值模拟

为了准确评价鄂尔多斯盆地上古生界油气资源，将油气系统的概念引入了盆地模拟分析，能确定盆地模拟的基本参数。然后应用BASIMS4．5盆地模拟软件对鄂尔多斯盆地上古生界油气藏进行模拟，从而获得了大量详实可靠的上古生界油气藏数据。在此基础上，进一步分析了鄂尔多斯盆地上古生界生烃量在平面上的分布特点，指出伊陕斜坡北部是鄂尔多斯盆地目前最主要的勘探区域，这与目前鄂尔多斯盆地天然气的勘探形势相一致。     

准噶尔盆地煤系烃源岩及煤成气地球化学特征

准噶尔盆地主要发育石炭系和侏罗系两套煤系烃源岩,形成与之相关的两类煤成气.石炭系煤系烃源岩有机质丰度高,有机质类型主要为Ⅲ型,成熟度高.侏罗系烃源岩分布广,厚度大,成熟度变化大,中下侏罗统是主力气源岩,资源潜力大.石炭系煤成气属干气,碳同位素较重,甲烷碳同位素组成在-30‰左右,乙烷碳同位素组成大于-28‰,为正碳同位素系列,形成自生自储气藏.源自侏罗系煤系烃源岩的天然气分布广,组分相对较湿,甲烷碳同位素组成变化较大,丁垸和丙烷发生倒转的现象较为普遍,反映出天然气的成熟度变化较大,同源不同阶的天然气混合造成重烃碳同位素偏轻.石炭系煤系天然气资源潜力大,是准噶尔盆地今后最主要的天然气勘探领域.源自侏罗系煤系的天然气分布范围广,南缘是今后侏罗系煤系天然气勘探的有利地区.     

应用化学动力学计算生油岩生烃量

本文介绍了应用化学动力学计算生油岩生烃量技术，包括实验方法，多种热解动力不硎圾其适用性、动力学参数的求取，并结合有关地质参数应用动力学模型计算现场不同埋深、不同油岩的生烃率，从而估算油田工区的生油气量；     

鄂尔多斯盆地上古生界油气资源数值模拟

为了准确评价鄂尔多斯盆地上古生界油气资源，将油气系统的概念引入了盆地模拟分析，能确定盆地模拟的基本参数。然后应用BASIMS4．5盆地模拟软件对鄂尔多斯盆地上古生界油气藏进行模拟，从而获得了大量详实可靠的上古生界油气藏数据。在此基础上，进一步分析了鄂尔多斯盆地上古生界生烃量在平面上的分布特点，指出伊陕斜坡北部是鄂尔多斯盆地目前最主要的勘探区域，这与目前鄂尔多斯盆地天然气的勘探形势相一致。     

鄂尔多斯盆地上古生界油气资源数值模拟

为了准确评价鄂尔多斯盆地上古生界油气资源,将油气系统的概念引入了盆地模拟分析,能确定盆地模拟的基本参数。然后应用BASIMS4．5盆地模拟软件对鄂尔多斯盆地上古生界油气藏进行模拟,从而获得了大量详实可靠的上古生界油气藏数据。在此基础上,进一步分析了鄂尔多斯盆地上古生界生烃量在平面上的分布特点,指出伊陕斜坡北部是鄂尔多斯盆地目前最主要的勘探区域,这与目前鄂尔多斯盆地天然气的勘探形势相一致。     

松南H凹陷二维盆地模拟试验研究

为了在松南地区扩大油气勘查成果，我们对勘探重点的Ｈ凹陷Ａ剖面进行了二维盆地模拟。得到了Ｈ凹陷的地史，热史，生烃史，排烃运移史资料。在地史研究中，从已知盆地出发，采用了回剥技术，由今溯古重建了凹陷的沉积史和构造史。在此基础上进行热史分析，得到了Ｈ凹陷在早期发生断裂活动，并伴有高热流值，形成了有利于有机物向石油烃转化的环境，生烃史和排烃运移史的研究主要对沙河子组地层进行，研究结果表明沙河子组是凹陷中的     

异常高压与油气的生成

在烃源岩生烃反应中，地层温度和压力起着相当重要的怍用，但是以往强调温度和时间因素的重要性，对于压力的作用研究较少。在研究镜质体反射率与地层压力的关系、烃源岩生烃门限深度及石油窗下限深度与地层压力的关系的基础上，结合前人的实验结果研究认为：异常高压不仅影响油气生成的相态，而且降低了烃源岩的成熟度，延缓了烃源岩热演化的进程；当地层压力超过一定的门限时．压力对成烃有明显的抑制怍用，表现为压力系数与烃源岩生烃门限深度、石油窗下限深度正相关。在辽河断陷东部凹陷牛青地区．异常高压使石油窗下限深度加深460m左右。依据有机质成烃动力学原理．对压力影响有机质生烃的机理进行了探讨。图3参19     

中国含油气盆地的多种生烃机制

中国含油气盆地的生烃机制因生烃物质来源不同,可分为有机生烃、无机生烃及合成生烃机制。有机生烃除常规的区带生烃模式外,应对灶体生烃模式及催化生烃模式引起足够的重视。灶体生烃模式是指高温岩浆喷出或侵入沉积层之上、之中或之下,加速沉积体中有机质的成熟作用。目前已知元素Pd,Fe,Mn,Zn,Cu等能使有机碳更多的与氢结合生成更多的烃类,我国的松辽盆地、大港和新疆油田等地区可能存在这种催化生烃现象。无机生烃的重要标志是甲烷同系物碳同位素比值出现反序现象,塔里木及松辽盆地存在此类生烃机制。实验结果表明 :以熔融铁作媒介,CO₂ 和H₂ 可以合成烷烃类物质。地下深处的玄武岩、橄榄玄武岩和橄榄岩与实验室条件下的熔融铁类似。因此,在地球深处应存在合成生烃机制。     

生烃门限模拟方法探讨

恢复烃源岩生烃门限是盆地模拟不可缺的一部分。在前人预测生烃门限深度统计模型基础上,本文提出了改进方法,并应用于辽河断陷某油气田的盆地模拟,证实为一更合理的方法。     

鄂尔多斯盆地东缘晚古生代煤的生烃反应动力学特征

依据平均表观活化能、最大产烃率及其所对应的主活化能、主产烃区间活化能间隔等生烃反应动力学参数变化,结合煤变质过程分析,鄂尔多斯盆地东缘晚古生代煤的热解成烃作用具有明显的阶段性特征,即:早期热解阶段(0.5%o,m<0.8%)、中期热解阶段(0.80%o,m<1.65%)和晚期热解阶段(R_o,m>1.65%).在研究区,当燕山期煤的叠加变质作用施加在低于R_o,m=0.95%的煤级时,二次生烃过程将更有利于煤层气的形成、富集和保存。      

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。     

四川盆地东部大中型气藏成烃条件分析

应用含油气系统理论和气藏地球化学方法,研究了四川盆地东部石炭系和下三叠统飞仙关组大中型气藏的烃源地球化学控制因素。指出:川东地区发育的下志留统和上二叠统两套大中型泥质烃源岩是石炭系和下三叠统飞仙关组大中型天然气藏的烃源保障,石炭系和下三叠统飞仙关组大中型气藏的形成受开江印支―燕山期古隆起的控制,喜山运动形成的圈闭对天然气成藏具有调整作用。     

天然气生成动力学模拟及其地质应用

天然气形成、运移和聚集的定量化研究是当前国际上研究的热点。文章介绍了天然气生成动力学模拟借助热解实验数据，获得油气生成动力学参数的方法。结合具体盆地演化史，能定量地预测盆地天然气组分和碳同位素组成，恢复天然气的成藏史，最近的发展则以生烃动力学模拟实验和色谱同位素比值质谱（GC-IRMS）的结合作为标志。黄金管限定体系是目前开展封闭体系下天然气生成实验较理想的实验设备，该体系下正十八烷的裂解动力学研究表明：地质条件下饱和烃很难直接裂解生气，在原油族组分中生气潜力小于沥青质、非烃，甚至芳烃化合物。     

生物气的生成演化模式

生物化学作用具有分带性,可分为好氧带、硫酸盐还原带和碳酸盐还原带(产甲烷带),带与带之间有时并不是可以截然分开的,各带中具有优势的细菌种群,地质条件及营养类型决定细菌的种类及其活性.生物气的产率随温度升高由小到大,达到一个峰值后又变小,这是有机质演化过程中出现的第一个生烃高峰;生物气产率范围值应为40～100m³/t有机质;生物气的成气带在温度小于80～85℃范围内,主生气带在25～65℃之间.     

准噶尔盆地烃源岩生烃模型

利用高压釜加水模拟的实验方法建立了准噶尔盆地各主要生烃层系的生烃模式，并利用动力学参数建立了盆地主要生烃凹陷（玛湖凹陷和吉木萨尔凹陷）的干酪根生烃模型。准噶尔盆地烃源岩当Ｒｏ为１．０％～１．２％时为生油高峰期，当Ｒｏ大于１０％时开始大量生气；二叠系烃源岩生油、生气能力较强，其他层系烃源岩生油能力弱，但生气能力较强；玛湖凹陷内的上二叠统风城组烃源岩当埋深到３７００ｍ左右时进入成熟窗口，吉木萨尔凹陷内的上二叠统芦草沟组烃源岩当埋深到３２５０ｍ左右时进入成熟窗口。     

渤海湾盆地中南部中—新生代盆地叠合特征及上古生界生烃规律

渤海湾盆地上古生界煤系地层是良好的气源岩。该套烃源岩在中—新生代经历了复杂的盆地叠合过程,导致不同地区之间生烃史的差异性。三叠纪、侏罗纪—白垩纪、新生代是上古生界烃源岩所经历的3个生烃阶段。中—新生代盆地的叠合期次、叠合样式和不均衡性控制着上古生界烃源岩在各个生烃阶段的生烃量多少与比例以及生烃中心的迁移,从而控制着上古生界资源潜力及资源分布。该区盆地的不均衡性越到晚期越强,上古生界烃源岩的早期生烃强度较稳定,但在晚期局部地区仍可经历强生烃过程。上古生界经历的盆地叠合期次和上覆地层数越少、中生代埋藏越浅、新生代埋藏越深,其晚期生烃潜力越大。基于"二次生烃"地质模型和生烃史数值模拟,评价了渤海湾盆地中南部各凹陷上古生界生烃潜力。     

成烃动力学模型在呼和湖凹陷烃源岩评价中的应用

本文利用标定的煤和干酪根成油、直接成气和油成气的化学动力学模型,结合研究区的古热史,对呼和湖凹陷烃源岩的生烃量(史)进行了定量评价。结果表明,成烃的动力学模型不仅可用于烃源岩生烃量(史)的定量计算,而且能为人们深入认识有机质的成烃机理和模式提供有益的启示。