石油地球化学

一八五九年以后新兴的石油工业纷纷崛起,它促使地质工作者和化学工作者渴望于了解,这一资源以及其中流动的石油和天然气的性质与起源。      

石油地球化学的若干问题

有限的地质事件能偶而被人们观察到,但是石油地球化学无疑完全是一种推理性的科学。这种科学只能在实验室中进行模拟,模拟工作偶而得到工业规模的工作的帮助,利用阿伦纽斯方程式根据改变温度把观察范围从地质时间转换成人类时间。这里存在一些困难。第一,阿伦纽斯方程式纯碎是经验式的。与理论上非常严格的范托夫等容定律进行类推井不能使阿伦纽斯方程式的试验状况有所改善。在人类时间上无法观察到的偏离线性特征使其当外推到地质时期发生明显的误差。第二,无法根据特定分子确定成油作用,就不能对特定反应的特定活化能进行说明。在各方面一致的类似反应之间的活化物能可能有明显的不同。第三,催化作用能够把反应加速10~(10)至10~(20)倍,而且即使天然粘土的成份发生改变也会使反应速度几乎改变1000倍。在用实验室模拟把人类时间转换成地质时间时,上述三个因素都能很容易地造成10~2倍的误差。从平衡方面考虑,石油的生成退化属于一个连续反应谱系,在此反应谱系中非常大的分子碎裂成较小的分子,最后碎成甲烷。压力能妨碍这类反应的平衡达到这一程度,特别是当分子变小时;从而能使非压力条件下进行的模拟实验失效。总而言之,石油的年龄似乎并不受热力学条件的限制。最后,对某些石油的无机起源说不应完全否定。     

辽河盆地石油卟啉的地球化学特征

对辽河盆地西部坳陷19个原油和生油岩样品中的卟啉进行了系统的调查。采用紫外-可见光光谱、质谱和双质谱分别对这些石油馏分进行测试和分析,发现辽西剖面岩卟啉的含量随埋藏深度变化的宏观特征与总烃随埋深的变化趋势一致,证实了卟啉类化合物是石油低成熟阶段的有效地球化学指标。油/油和油/岩对比表明,高升1-6-14井原油和高升3-7-9井原油可能来自不同的油源区,且高升3-7-9井原油具有国内外罕见的以玫红型卟啉为主的特征。采用双质谱技术获得了单个卟啉核外取代基的结构信息,并对这些信息进行了定性和定量分析。     

油藏开发地球化学技术研究的新动态——石油开采过程的地球化学

对注水开发的油田,由于向油层内大量注水,使地层原油粘度增加;注入水在与原油接触时,将溶解一部分地层原油中的轻质组分;注入水使油水乳化。随着注水井开始注水,造成地层的压力升高,从而使原油中轻分子量化合物的含量增加,原油的产量增加;原油可以重新溶解蜡质,使得原油的蜡含量升高;一部分沉淀在大孔隙中的沥青质与一些可溶的沥青质松散地连接,在注入水驱替的过程中,也可以流出,造成生产过程中沥青质含量的增加。火烧油层则与原油的化学组成密切相关 :饱和烃在火烧油层中首先燃烧,在低温阶段释放出大量的热能,影响火烧层的前沿面;到了高温氧化阶段,沥青质发生反应,并释放大量的热能,影响火烧油层的持续性。二氧化碳驱则可能导致沥青质从原油中分离并沉积在油藏中。     

塔里木盆地油气勘查中的石油地球化学研究

塔里木盆地是我国也是世界上最后几个尚未开发的大型含油气盆地之一。自八四年沙参2井奥陶系获高产油气流以来,已在下自震旦系、上至晚第三系中新统的许多层位获高产油气流或可靠的油气显示,全面揭示了塔北地区寻找大油气田的巨大远景,“从而把塔北油气勘查工作推进到拿面积、拿储量、拿大型油气田的更大规模的联合勘探新阶段。”     

深层石油生成和破坏的地球化学特征

通过对西西伯利亚秋明SG―6超深井、中维柳依―27越深井和北美别尔塔罗杰斯超深井和拉利夫罗夫―1越深井剖面有机质数量和组分变化的研究,认为液态烃分布的深度下限不仅取决于岩石的生烃能力,而且取决于石油自身所出现的破坏作用,在富含腐泥型有机质的多马尼岩层,生烃潜势一直要保持到深成作用晚期第Ⅱ阶段;深层岩石中仍然存在着剩余石油,在现今开采技术条件下,这部分石油大部分还无法开采;在石油产物演化过程中,天然气起很大作用,在深层高温高压带条件下天然气可以完全溶解石油,特别是对大油藏,这一点表现得特别明显,其结果,流体变成了分子溶液,钻井开采和层压降低之后,在气藏里就出现了固相、轻液相和气相等三种相态,在气田开发中通常仅利用后两种相态。     

辽河断陷石油无机成因的地球化学证据

用等离子质谱方法分析了辽河断陷6 个原油的微量元素含量。原油中微量元素含量较低,仅Ni,V,Li 等较高,原油的V/Ni 比值为0.02～0.04,低于世界原油的V/Ni 值,反映了源区为亏损型地幔。原油的稀土元素总量也低,海13-39 原油的稀土配分曲线呈水平分布,具洋中脊玄武岩特征。     

深层石油生成和破坏的地球化学特征

通过对西西伯利亚秋明SG-6超深井、中维柳依-27超深井和北美别尔塔罗杰斯超深井和拉利夫罗夫-1超深井剖面有机质数量和组分变化的研究,认为液态烃分布的深度下限不仅取决于岩石的生烃能力,而且取决于石油自身所出现的破坏作用,在富含腐泥型有机质的多马尼岩层,生烃潜势一直要保持到深成作用晚期第Ⅱ阶段;深层岩石中仍然存在着剩余石油,在现今开采技术条件下,这部分石油大部分还无法开采;在石油产物演化过程中,天然气起很大作用,在深层高温高压带条件下天然气可以完全溶解石油,特别是对大油藏,这一点表现得特别明显,其结果,流体变成了分子溶液,钻井开采和层压降低之后,在气藏里就出现了固相、轻液相和气相等三种相态,在气田开发中通常仅利用后两种相态.     

深层石油生成和破坏的地球化学特征

通过对西西伯利亚秋明SG—6超深井、中维柳依—27越深井和北美别尔塔罗杰斯超深井和拉利夫罗夫—1越深井剖面有机质数量和组分变化的研究,认为液态烃分布的深度下限不仅取决于岩石的生烃能力,而且取决于石油自身所出现的破坏作用,在富含腐泥型有机质的多马尼岩层,生烃潜势一直要保持到深成作用晚期第Ⅱ阶段;深层岩石中仍然存在着剩余石油,在现今开采技术条件下,这部分石油大部分还无法开采;在石油产物演化过程中,天然气起很大作用,在深层高温高压带条件下天然气可以完全溶解石油,特别是对大油藏,这一点表现得特别明显,其结果,流体变成了分子溶液,钻井开采和层压降低之后,在气藏里就出现了固相、轻液相和气相等三种相态,在气田开发中通常仅利用后两种相态。     

石油二次运移的分子地球化学特征

该文采用索氏抽提法获得模拟实验中不同运移距离的油样,用GC/MS对这些油样中的饱和烃、芳烃馏分进行了分析。正构烷烃、烷基菲、烷基硫芴以及烷基芴在石油二次运移初期分馏效应的研究结果表明:极性非常小的正构烷烃进入充满水的疏导层后,受粘土矿物物理吸附的影响较大,导致nC_18-/nC₁₉₊的峰值比在一定的运移距离内呈现递减的趋势,当物理吸附达到平衡后,nC_18-/nC₁₉₊峰值比则有明显的递增趋势;极性较大的芳烃馏分在地质色层效应的影响下,烷基菲、烷基硫芴、烷基芴表现出明显的高分子滞后的运移分馏效应;正构烷烃和芳烃馏分在石油二次运移初期首先受到物理吸附的作用,并且这种作用对正构烷烃在时间、空间上的影响远大于芳烃馏分。这些实验认识为合理有效地评价油气运移过程提供了有力的研究依据。     

深层石油生成和破坏的地球化学特征

通过对西西伯利亚秋明SG－6超深井、中维柳依－27超深井和北美别尔塔罗杰斯超深井和拉利夫罗夫－1超深井剖面有机质数量和组分变化的研究，认为液态烃分布的深度下限不仅取决于岩石的生烃能力，而且取决于石油自身所出现的破坏作用，在富含腐泥型有机质的多马尼岩层，生烃潜势一直要保持到深成作用晚期第Ⅲ阶段，深层岩石中仍然存在着剩余石油，在现今开采技术条件下，这部分石油大部分还无法开采，在石油产物演化过程中，天然气起很大作用，在深层高温高压带条件下天然气可以完全溶解石油，特别是对大油藏，这一点表现得特别明显，其结果，流体变成了分子溶液，钻井开采和层压降低之后，在气藏里就出现了固相、轻液相和气相等三种相态，在气田开发中通常仅利用后两种相态。     

石油地球化学数据、标准及方法

应用石油地球化学分析资料数据可以解释石油的来源和生油岩的成因以及预测地下石油的化学性质。其着眼点在于分析岩石中有机质的丰度、类型、成熟度和石油的性质以及它们的特殊成分来判断生油层，并进行石油之间或石油与生油岩的对比。我们把世界著名石油地球化学专家Ren Peters来我局的讲课材料及近年来收集到的一些资料数据整理成文，供广大石油科技人员参考应用。     

鄂尔多斯盆地石油中沥青的地球化学特征

对鄂尔多斯盆地石油中沥青的微量元素和稀土元素地球化学特征研究表明,鄂尔多斯盆地石油中沥青富集铁族元素、亲硫元素和碱金属元素,相对贫含稀有稀土元素和放射性元素,稀土元素比值接近上地壳及中国沉积岩的稀土元素特征,反映其并非全是.上地壳沉积岩中的有机质的聚集,还应有部分深部物质的加入。     

塔里木盆地石油中的共生元素及地球化学特征

本文通过对塔里木盆地石油中微量元素与陆壳生命物质的分析认为,塔里木盆地中的石油应具有有机和无机二元成因特征。石油中含有不少生物体和地壳表层生物圈内很少存在的,而只有地球深部才广泛分布的元素,如铼、金、银、铟、镉、锑、碲等,这说明石油中的一部分可能来自于地球的深部,这样的石油应分布于沟通地球深部的深断裂两侧及地球深部物质出现的地区。     

塔里木盆地石油中的共生元素及地球化学特征

本文通过对塔里木地石油中微量元素与陆生命物质的分析认为，塔里木地中的石油应具有有机和无机二元成因特征。     

关于石油地质和地球化学的理论研究方向

从开始用钻探开采工业石油的时候算起,世界石油工业已一百年了。在1957年世界的石油产量共计约9亿吨,而去年(1960年)大概达到10亿吨。显然,在石油开采工业发展的初期,就已经产生了选择调查井孔位的某种,甚至是最原始的,依据的要求。