孢粉与藻类成烃产率对比实验研究

采用高温、高压热模拟技术对孢粉和藻进行成烃机理的对比研究，认为松粉产油潜量、产气量和产液态烃量均高于盘星藻和蓝藻。实验表明：①在各自的模拟最高温度点时，松粉的气体产率（458．80mL／g）高于盘星藻（373.11mL／g）和蓝藻（348．00mL／g），并且松粉产出气体中的甲烷气也多于盘星藻和蓝藻；②松粉的液态烃产率高于盘星藻和蓝藻，是盘星藻的2．8倍，是蓝藻的近2倍，同时，松粉热解油的轻烃所占比例为67．25％，也要高于盘星藻和蓝藻；③松粉的产油潜量（最大为721．60mg／g）高于盘星藻（446．53mg／g）和蓝藻（541．86mg／g）；④松粉的液态烃产率曲线呈双峰状，松粉内含物是早期的未熟以及低熟油的参与物，孢粉素则是孢粉中主要的成烃母质；⑤盘星藻和蓝藻的液态烃产率曲线均为单峰状，蓝藻热解烃的峰温一直较低，主要生成未熟至低熟油；盘星藻的液态烃产率曲线平而宽，模拟温度低于280℃，Tmax小于438℃时，产未熟和低熟油，280～360℃，Tmax为438～559℃时，产成熟、高成熟油。图3表6参5（金小凤摘）     

渤海湾盆地东濮凹陷古生界煤成烃特征模拟实验研究

通过渤海湾盆地东濮凹陷石炭—二叠系煤系地层实际地质条件下煤的半开放体系加水热模拟实验研究,刻画了该区煤岩不同温压介质条件下生排烃特征及潜力。研究表明:（1）东濮凹陷石炭—二叠系煤具有极高的生烃潜力,最高产烃量达254 mg/g,其中气态烃总产率220 mL/g,液态烃最高产率为145.8 mg/g;（2）煤成油的演化呈峰形尖锐的单峰特征,生油高峰在325 ℃（R_o＝1.08%）,生成的液态烃类近40%排出煤体;（3）煤成气的演化呈多阶段性逐渐增大的特征,其中325~450 ℃和500~550 ℃2个区间气态烃类快速增加,前者主要缘于液态烃的大量裂解,后者是煤芳香结构进一步稠合生烃演化产生;（4）东濮凹陷石炭—二叠系煤既生油又生气,其煤成油潜力与吐哈盆地侏罗系煤相当,煤成气潜力与鄂尔多斯石炭—二叠系煤相当。      

流体压力对半开放体系有机质模拟生烃产率和镜质体反射率的影响

为了解压力对有机质热演化和成烃过程的影响,利用高压生烃模拟仪,在一定半开放体系中,对采自钻孔的泥质烃源岩样品进行了恒压与增压2个系列的生烃模拟实验。恒压系列中,沥青、热解油和气态烃产率高峰分别出现在350℃、520℃和520℃,产率依次为6.17mg/g、12.07mg/g和4.14mL/g,对应镜质体反射率(R_O)分别为0.9%、3.0%和3.0%,排烃次数分别为4次、21次和21次。增压系列中,沥青、热解油和气态烃产率高峰分别出现在350℃、500℃和520℃,产率依次为12.56mg/g、24.87mg/g和2.59mL/g,对应R_O值分别为1.1%、3.1%和3.1%,对应排烃次数分别为5次、43次和44次。表明在半开放体系中,排烃次数受到温度和排烃压力阈值的共同控制,温度升高引起生烃强度增加,在同一排烃压力阈值条件下,体系内压力不断上升,达到排烃压力阈值上限,导致排烃次数增加,而排烃次数增加可能有利于液态烃的形成。流体压力的升高可能会促进沥青和热解油的形成,导致液态烃产率升高。同时,流体压力的升高也可能不利于气态烃的形成,会降低气态烃产率。流体压力对有机质R_O值的影响在不同温度阶段不尽相同,400~500℃区间R_O值随流体压力升高明显增加。     

半开放体系下流体压力对烃源岩HTHP模拟产物产率及镜质体反射率的影响

为探究半开放体系中流体压力对烃源岩热演化和成烃过程的影响,利用高温高压（HTHP）模拟仪,在一定半开放体系中,对采自钻孔的泥岩样品进行恒压和增压2个系列的生烃模拟实验。恒压实验中沥青、热解油和气态烃产率高峰分别出现在350℃、450℃和520℃,产率依次为1.82mg/g、4.86mg/g和2.67mL/g,对应镜质体反射率（R_O）分别为0.68%、1.72%和3.0%。增压实验中,沥青、热解油和气态烃产率高峰也分别出现在350℃、450℃和520℃,产率依次为0.56mg/g、5.41mg/g和2.61mL/g,对应R_O值分别为0.56%、2.42%和2.74%。表明在半开放体系中,流体压力的升高虽不利于沥青形成,但可能会通过促进热解油的形成,从而使总液态烃产率升高。同时,流体压力的升高可能不利于气态烃的形成,会降低气态烃产率。指示在不同的热演化阶段,流体压力对有机质热演化和成烃过程有不同的影响。此外,增压实验中所得残渣总有机碳（TOC）含量均低于恒压实验,表征生烃潜力的相关指标S₂、I_H、H/C也均低于恒压实验,表明高流体压力虽可提高有机质成烃效率,但在促进有机质成油的同时也降低了残渣的生烃潜力。不同热演化阶段流体压力对有机质成熟度的相关指标T_max值和R_O值也有不同影响,热解油大量生成阶段T_max值、R_O值随流体压力升高明显增加。     

两种热模拟体系下热解产物的相关性研究

对南宁褐煤在封闭体系和开放体系下开展了热模拟实验,并对其在2种热模拟体系下的氢气、气态烃和液态烃产率的演化特征以及相互关系进行了研究。结果表明,在煤岩热解生烃过程中,封闭体系下液态烃出现的温度区间为250～600℃,开放体系下液态烃出现的温度区间为250～550℃。通过氢气、气态烃和液态烃产率的对比分析,发现液态烃是影响有机质发生缩聚反应的主要因素。2种热模拟体系下,氢气和气态烃产率分别与液态烃产率呈负相关关系,而氢气和气态烃产率呈正相关关系,且三者的总演化趋势相同,说明有机质演化是一个稳定的过程,和自身化学键的键能密切相关。在高温阶段,2种热模拟体系下的气态烃产率基本相同,因此在计算生气量时,产气率数据的选择要考虑演化程度的影响。     

东濮凹陷石炭—二叠系煤系烃源岩的生烃演化

东濮凹陷的石炭—二叠系煤系烃源岩主要分布在本溪组、太原组及山西组,厚度大,分布较稳定,其岩性主要包括暗色泥岩(含碳质泥岩)和煤岩。石炭—二叠系煤系烃源岩自沉积以来,遭受了海西—印支期、燕山期、喜马拉雅期等多期复杂的构造变动,经历了不均一的抬升、变形、埋藏,甚至岩浆作用,导致了烃源岩生烃演化的不连续性和分阶段性。在区域构造作用控制下,东濮凹陷石炭—二叠系经历了海西—印支期、喜马拉雅早期和喜马拉雅晚期等多期复杂的构造—埋藏作用过程,其中最大埋深发生在喜马拉雅早期(东营期末),当时研究区煤系的埋深已达4 300m。在此过程中,有机质的受热温度呈"脉动状"变化,最高受热温度达260℃,导致煤系有机质成熟度呈阶段性增加,并引发多次成烃演化过程。早喜马拉雅期的晚期,相对生烃量大,是煤系主要成烃期,成烃强度最大的区域位于凹陷的前梨园和南部的马厂一带。热解实验分析表明,其煤系有机质最大相对生烃量为300mg/g。但受东营运动的影响,该期部分煤系生烃可能被破坏,导致成藏条件的复杂化。     

影响烃源岩中分散液态烃滞留数量因素研究

采用加水热模拟方法,对低丰度海相泥灰岩进行了不同压力条件下的生排烃模拟。结果表明,10MPa压力条件下,烃源岩在310℃左右达到生、排烃高峰,排出油产率和总产油率最大值分别为182.5,193.4mg/g;20MPa压力条件下,烃源岩生、排烃高峰对应的温度为330℃,排出油产率和总产油率峰值分别为92.1,111.4mg/g。对比显示,压力增加抑制了有机质的生烃作用,导致烃源岩的有效排烃期增长,主排烃期延迟,使得更多的液态烃滞留于烃源岩中,为高演化阶段天然气的生成提供了重要母质来源。     

银根—额济纳旗盆地主力烃源岩生烃热模拟实验研究

银根—额济纳旗盆地下白垩统巴音戈壁组二段普遍发育一套湖相烃源岩,勘探证实这套烃源岩对油气成藏贡献很大,为盆地内主力烃源岩。黄金管—高压釜限定体系热模拟实验表明,巴音戈壁组二段样品的总烃累计产率为265.50～798.06 mg/g,“生油窗”内（模拟镜质组反射率EasyR_o=0.7%～1.5%）的总油产率为263.99～778.74 mg/g,大量生气阶段（EasyR_o>1.5%）的气态烃产率为191.19～582.69 mL/g,预示着这套源岩具有较高的生油气潜力。依据热模拟烃类产物的产率变化特征,可分为4个主要成烃演化阶段:（1）干酪根热解生油阶段,EasyR_o=0.57%～0.8%（样品热模拟的起始EasyR_o为0.57%）,该阶段以干酪根热解生油为主;（2）凝析油生成阶段,EasyR_o=0.8%～1.5%,以早期生成的油裂解为轻烃和干酪根裂解生气为特征;（3）油裂解生气阶段,EasyR_o=1.5%～3.3%,此阶段以早期生成的油裂解生气为主;（4）气裂解阶段,EasyR_o>3.3%,以C_2-5裂解成甲烷为特征。      

温压共控生烃模拟实验烃类产率演化特征及地质意义

为探究深层环境“煤系”烃源岩生排烃潜力及生烃机理,利用WYMN?3型高温高压（HTHP）模拟仪对柴达木盆地北缘DMG1井中侏罗统烃源岩（Ⅲ型有机质,炭质泥岩和煤的R_O值分别为0.67%和0.64%）进行了半开放体系温压共控条件下的生排烃模拟实验。结果显示：①炭质泥岩和煤的最大总油产率分别为79.38 mg/g_TOC和37.30 mg/g_TOC,且总油产率整体呈“双峰”型演化规律;②较低演化阶段（T≤300 ℃,P≤42.0 MPa）,2类源岩的排出油产率均小于残留油产率,排烃效率较低,但在400 ℃（51.0 MPa）排油/烃率大幅增加,分别达到了76.84%和83.72%;③排出油族组分主要为非烃和沥青质,其族组分产率演化特征也与液态烃产率演化规律总体相似,炭质泥岩排出油族组分产率整体较煤的族组分产率高;④模拟气主要由烃类气和非烃气（CO₂、N₂）组成,气态烃产率随着热演化程度的增加而升高,2类源岩最大烃类气产率分别为116.46 mL/g_TOC和36.85 mL/g_TOC;⑤镜质体反射率（R_O）均随温压条件的升高而增加,与温度呈良好的一致性变化规律。此次温压共控模拟实验结果表明,温度仍然是有机质热演化的主要因素,流体压力对Ⅲ型有机质烃产物的形成具有“双重”控制作用,“煤系”烃源岩在高过演化阶段仍具有较强生烃潜力。该研究为进一步认识柴达木盆地北缘侏罗系深层“煤系”烃源岩生排烃规律提供了一定的数据参考。     

塔里木盆地志留系沥青砂的二次生烃及地质意义

通过有机岩石学观察、地球化学分析及黄金管热模拟实验对塔里木盆地志留系沥青砂的二次生烃潜力进行了探讨。对代表井沥青砂岩样品的有机岩石学观察发现,沥青砂中的有机质类型除了固体沥青外,还存在一定量液态油。有机碳分析表明,志留系沥青砂岩中有机碳含量比较高,其分布范围为0.56%~3.46%,这些事实表明该地区志留系沥青砂很可能具有一定的生烃能力。进一步热模拟实验的结果证实,该地区志留系沥青砂在足够的热应力作用下能生成一定量的烃类且产物以气态烃为主,其中塔中117井与跃南1井原始沥青砂样品的最大生气量分别可达46.80 mL/g和41.11 mL/g;同时,通过对比热解实验,可以发现沥青砂中的液态油是产气的主要贡献者。最后,基于哈得11井原油裂解的动力学参数进行地质推演表明,在目前埋藏条件下,塔里木盆地志留系沥青砂在其分布的部分区域可发生二次裂解生气,且该裂解气可能成为该地区天然气的一个重要气源。     

黄骅坳陷中北区沙三段烃源岩热压模拟实验及其压力的影响

热压模拟实验是研究烃源岩生烃能力最直接的方法。该文分别选取黄骅坳陷中北区板桥、歧口和北塘凹陷第三系沙三段烃源岩样品进行热压模拟实验,分析和对比了生烃产物、油气产率和相态特征。结果表明黄骅中北区沙三段烃源岩的生烃能力都较高,最大总产烃率可达300~350kg/t。板桥凹陷深层烃源岩在成熟—高成熟阶段主要生成凝析油气,北塘凹陷和歧口凹陷深层烃源岩在成熟阶段主要生油,高成熟阶段主要生成凝析油气。同时,通过实验压力的改变探讨了压力对生烃产率、生烃产物组成和相态的影响,阐明超压作用改变了传统的生烃模式,使油相出现和存在的深度、范围增大,扩大了找油领域。      

加水模拟条件下升温速率对烃源岩成烃源岩特征的影响

通过加水热模拟实验分析了升温速率对有机质演化的影响.从分析结果可以看出,升温速率对残余固体有机质和气、液态生成物均有明显影响,表现在在较低的升温速率条件下,有机质生烃可以充分进行,而随升温速率增大,气、液态产物的产率降低;残余固体有机质的特征也发生明显的变化,主要表现为残余生烃潜力随升温速率增大而增大.     

���ľ����ϵ���ϵ����������ѹģ��ʵ��

为了解柴达木盆地上第三系灰色钙质泥岩生成油气的能力，对其进行了生烃热压模拟实验。结果显示该岩石在实验条件下，生油率比较低，250 ℃时每吨有机碳总生油率最高为46.3 kg，每吨有机碳排出油最高为33.7 kg，显然不能作为生油岩；而总气体和CO₂气体产率随模拟温度的升高迅速增加，在500 ℃时的最高产率分别为18537 m3/t和17224 m3/t，氢气产率在500 ℃时最高为811 m3/t，烃气产率在400 ℃时最高为162.5 m3/t，说明在高热演化阶段或遇高温烘烤（岩浆侵入）时，可以生成大量CO₂气和一定量烃气，故可以作为气源岩。该结果对柴达木盆地以及富含该类岩石并经历高热演化作用或岩浆侵入活动强烈盆地的油气及CO₂气藏的勘探具有重要启示。     

不同烃源岩实验评价方法的对比

在Rock-Eval热解法、H/C比及加水热模拟实验3种烃源岩生烃潜力评价方法对比的基础上,对塔里木盆地满加尔坳陷低成熟侏罗系煤岩进行了生烃评价。对比结果表明,H/C比值与加水热解实验法评价结果较接近,生烃量分别为9.62和9.72 mg/g,而Rock-Eval热解法得到的生烃潜力为32.75 mg/g,远高于其他两种评价结果。Rock-Eval热解法得到的是烃源岩的最大排烃量,而H/C比与加水热模拟实验法获得的是烃源岩的有效排烃量。因此,在对烃源岩的生烃评价中要根据实际需求选择不同的评价方法。      

鄂尔多斯盆地延长组7段页岩全组分定量生烃模拟及原油可动性评价

页岩油和致密油是中国目前油气勘探的热点,页岩生烃模拟实验可为此类油气资源勘探提供重要数据。以鄂尔多斯盆地延长组7段（长7段）页岩为例,利用金管-高压釜模拟生烃装置,系统研究了Ⅱ型有机质在与"生油窗"对应的成熟度范围（Easy R_o 0.7%~1.6%）内生烃产物中的气体烃（C_1-5）、轻烃（C_6-14）、重烃（C₁₄₊）、各族组分,以及生烃残渣的地球化学特征。发现长7段页岩在生油期可同时生成2.35~103.91 mL/g的气体烃和10.83~88.24 mg/g的轻烃。重烃的生成高峰对应的Easy R_o约为1.0%,与其中的饱和烃、芳烃和非烃的高峰产率对应的成熟度非常接近。重烃中沥青质的产率在Easy R_o约1.35%后开始下降,说明沥青质在此后才开始大量裂解与固化。而对原油物性影响很大的轻重比[（气体烃+轻烃）/重烃]及气油比[气体烃/（轻烃+重烃）]随成熟度增加而不断增大,其增速分别在Easy R_o为1.05%~1.15%之后明显变快。在生油过程中,长7段页岩残渣HI值和H元素的大量减少、干酪根固体碳同位素的变重均发生在Easy R_o约1.00%之前。干酪根碳同位素的变化相对较小,在鄂尔多斯盆地可以作为母源指标。通过对生烃产物中6种常见生物标志物成熟度参数的对比,证实多环芳烃成熟度参数中的甲基菲指数（MPI）和甲基菲比值（F1）在整个生油窗内都与成熟度有很好的线性相关性,可用于鄂尔多斯盆地母源为长7段页岩的原油成熟度判识。生烃产物的各地球化学特征变化节点、以及成熟度指标可用于鄂尔多斯盆地长7段页岩油或相关致密油资源的可采性评价。     

含铁矿物对褐煤生烃演化的催化作用

作为煤系烃源岩中重要的无机组分,含铁矿物对有机-无机相互作用和油气生成具有重要意义。对褐煤样品添加不同含铁矿物的加热模拟实验结果显示,菱铁矿对气态烃和液态烃（氯仿沥青“A”）均有催化作用,其中甲烷、气态C+4、液态饱和烃和非烃产率增加较显著。与菱铁矿一样,赤铁矿也能促进气态烃产率的增加,但却使褐煤液态烃的生成高峰推迟（350℃推迟至375℃）,且在450℃及其之后对液态烃的生成表现为抑制作用。应用穆斯堡尔谱对实验前后样品中铁元素化学种检测发现,从375℃开始,赤铁矿在褐煤生烃的过程中被还原为磁铁矿（Fe3O4）。菱铁矿在450℃的加热模拟实验后变成磁铁矿（Fe3O4）。其本质说明含铁矿物在中低温阶段对褐煤生烃具有吸附-催化作用,而在中高温阶段与有机质发生复杂的有机-无机反应。