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。     

热模拟实验产物中烷烃参数的地球化学意义

通过两个系列热模拟实验研究了褐煤干酪根降解与褐煤综合有机母质(包括干酪根和非干酪根物质)热演化生成烷烃的特征.结果表明：干酪根不直接降解生成轻质油,干酪根降解产物中正烷烃无奇偶优势,姥植比较高,而且不随温度变化而大幅度变化,Pr/nC₁₇和Ph/nC₁₈比值随温度升高线性下降;综合有机母质热演化产物中,有轻质油生成,在低温阶段正烷烃有很强的奇偶优势,姥植比随温度升高先是变大然后减小,Pr/nC₁₇和PU/nC₁₈比值随温度升高而反复升降.     

烃源岩有限空间油气生排模拟及其意义

利用DK-Ⅱ型地层孔隙热压生排烃模拟实验仪,对东濮凹陷沙三2亚段烃源岩开展烃源岩有限空间油气生排模拟研究,结果揭示烃源岩的生排烃演化呈现出4个阶段,即烃源岩在Ro值小于等于0.72%的阶段为相对缓慢生油阶段,生成的油无法排出;Ro值介于0.72%～0.80%之间的阶段为烃源岩快速生油阶段,但生成的油仍主要残留于烃源岩中;在Ro值为0.80%～1.00%时干酪根生油已结束或受到抑制,主要表现为大分子"油"向小分子"油"转化,该阶段油可以排运在烃源岩上、下邻接的砂岩层以及烃源岩表面及裂缝内,这为东濮凹陷及其他盆地或凹陷在以烃源岩为主体的发育带寻找非常规油气藏提供了依据;在Ro值大于1.00%时主要进入油裂解成气阶段,但即使在Ro为2.0%甚至2.4%时,生成的油也没有全部裂解成甲烷气,主要还是以油的形式存在,启示可以打破传统认识在更深的层位寻找石油。     

沾化凹陷五号桩地区油气来源及其地球化学特征

通过对五号桩地区烃源岩和原油样品进行系统的地球化学分析,认为该地区的原油主要分为三类,Ⅰ类原油来自五号桩洼陷沙一段烃源岩,具有高γ蜡烷含量、低重排甾烷、低4-甲基甾烷、低Pr／Ph、低成熟度的特征,其母质以低等水生生物和藻类为主,且颗石藻与硅藻类对其贡献较大,烃源岩沉积环境为半咸化、还原环境;Ⅱ类和Ⅲ类原油分别来自于五号桩洼陷沙四段和沙三段烃源岩,其γ蜡烷含量均较低,Pr／Ph、重排甾烷和4-甲基甾烷含量较高,且成熟度较高,其母质沉积环境为淡水-微咸水、弱氧化-弱还原的沉积环境,其中Ⅱ类原油γ蜡烷指数略高于Ⅲ类原油,表明其沉积环境较Ⅲ类原油更成化、还原些,同时Ⅱ类原油的∑C21-／∑C22＋值低于Ⅲ类原油,指示陆源植物对Ⅱ类原油的贡献更大。     

“源热共控”北部湾盆地福山凹陷油气的形成

基于大量地球化学、地质资料以及"源热共控"的思想，深入研究了北部湾盆地福山凹陷油气的形成。结果表明，福山凹陷的"源"为古新世流沙港组烃源岩，该烃源岩有机碳丰度分布范围宽，有机碳含量TOC为0.4 % ~6.0 %，但有机质类型主要为腐殖—腐泥型（Ⅱ₂型）烃源岩，属于"源够"型凹陷；"热场"研究表明，福山凹陷经历过多期构造热事件，火成岩侵入导致烃源岩有明显热异常，促使东部地区烃源岩快速成熟生气，故凹陷热场类型定为"热足"型。"源够热足"型耦合作用促成了福山凹陷油气的形成，该成果进一步丰富了"源热共控"理论，揭示富油气凹陷烃源岩成熟及油气富集机理，进而指导油气勘探。     

东濮凹陷深层异常温压条件下的油气生成特征

运用石油与天然气生成理论,讨论了东濮凹陷深层异常温压条件下烃源岩热演化的异常现象。研究表明,与正常压力油气热演化规律相比,异常高压作用下,烃源岩热演化程度明显偏低,有机质热演化程度与其受热史不匹配,有机质的热演化明显受到抑制。只有地层压力达到一定门限值时,才会明显发生这种现象。在东濮凹陷,当压力系数大于1.5时,有机质的热演化出现明显异常。对深层异常温压条件下烃源岩的生烃潜力研究表明,深层烃源岩仍然具有较高的生烃潜力。同时对该区深层含烃流体相态、储集性及深部盖层封闭性能等问题进行的分析表明,东濮凹陷深层异常温压条件下油气勘探具有良好前景     

塔斯马尼亚油页岩生烃模拟排出油与滞留油地球化学对比Ⅱ:分子地球化学特征

澳大利亚塔斯马尼亚油页岩为一套特殊的富含单种浮游藻类(塔斯马尼亚藻)的烃源岩,原始油页岩样品等效镜质体反射率为0.5％,是进行热模拟的理想样品.为对比分析不同模拟温度下排出油和滞留油的分子地球化学特征,对该油页岩样品开展生排烃模拟实验.研究结果显示:(1)原始样品抽提物与滞留油分子标志物指示还原环境,排出油则显示出还原...     

鄂尔多斯中部长7段中等热演化程度页岩气地球化学特征

针对鄂尔多斯盆地中部地区长₇段页岩热演化偏低以及页岩气赋存特征复杂的问题,利用基本地球化学方法以及气体解析实验开展对比性研究,揭示页岩气的地球化学特征,探索页岩气的赋存过程。研究结果表明:页岩的有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ₁型,热演化程度为中等,有机碳含量平均为4.52%,游离烃含量为4.09 mg/g,热解烃含量为8.70 mg/g;研究区页岩气属于油型气,其地质成因为热解成因;页岩气的赋存相态为游离气、溶解气和吸附气共存,且吸附气含量和溶解气含量之和大于游离气含量;页岩对不同气体的吸附性能具有较大差异,对氮气的吸附性最弱;烃类气体中,小分子气体的初次运移能力强于大分子气体。由于热演化程度偏低,一方面使得页岩内部油气水共存,整体含气性不高,另一方面使得油气在地质运动过程中得以大量保存。在针对长₇段的开发过程中,进行页岩油气的共同开发最具有现实意义和经济价值。研究结果对长₇段下步勘探开发具有一定的指导意义。     

准噶尔盆地沙湾凹陷烃源岩地球化学特征及天然气勘探方向

近年来,准噶尔盆地沙湾凹陷周缘构造天然气勘探陆续取得突破,但凹陷中心烃源岩地球化学特征和分布仍缺乏系统全面研究,各套烃源岩生烃演化史和产物特征认识不清,制约了该区块下一步勘探与开发。以凸起带烃源岩样品为研究对象,结合地震和生烃热模拟实验,开展烃源岩综合评价,明确不同层系烃源岩产物特征,进而指出下一步天然气勘探方向。研究结果表明：沙湾凹陷发育4套烃源岩,源岩厚度大,分布面积广,埋藏深,为周缘构造油气成藏奠定了物质基础。石炭系和下二叠统佳木河组烃源岩丰度高,但类型差且生烃潜力小,处于过成熟阶段,以生干气为主,而下二叠统风城组和中二叠统下乌尔禾组烃源岩丰度高、类型好,处于高成熟阶段,生烃潜力大。建立了沙湾凹陷天然气δ¹³C₁—R_O回归方程,明确了不同层系烃源岩生成天然气乙烷碳同位素分布特征,为周缘构造天然气成熟度计算和气源对比研究奠定了基础。沙湾凹陷西斜坡保存条件好,位于油气运移路径之上,与玛湖凹陷斜坡相似,具备形成大型地层岩性油气藏的地质条件,勘探潜力大,是研究区下一步天然气勘探的重点领域。     

烃源岩有限空间热解生油气潜力定量评价研究

利用无锡石油地质研究所研制的地层孔隙热压生排烃模拟仪,选用泌阳凹陷核三段未成熟深灰色泥岩,采用分温阶连续递进有限空间热压生烃模拟实验方法,获得了Ⅱ1干酪根在不同成熟时期的阶段与累计生油、生气与生烃产率。通过与开放体系的Rock-Eval热解生烃动力学对比研究,首次建立了一套在有限空间条件下烃源岩生油气潜力评价方法,提出了以下干酪根生烃潜力评价参数:①残留油潜量与指数;②干酪根生油潜量与指数;③干酪根生气潜量与指数;④干酪根总生烃潜量与指数;⑤最大生油温度与反射率、最大生气温度与反射率及最高生烃温度与反射率。借助这些生烃评价指标能定量评价干酪根在某个演化阶段生"油"、生"烃气"和生烃潜力,描述其生油气过程。     

烃源岩有限空间生排烃基础研究新进展

利用DK-Ⅱ型地层孔隙热压生排烃模拟实验仪开展烃源岩有限空间生烃与压差排烃模拟实验研究,结果表明盆地持续沉降过程中烃源岩成烃过程明显显示3个阶段,其中成熟度小于0.70%之前,烃源岩处于缓慢生油阶段,0.70%～0.90%则处于快速生油阶段,至0.90%时已基本达到生油最高峰,大于0.90%之后,受烃源岩内部流体压力的作用,极大地抑制了烃源岩中干酪根向烃的转化;且在该阶段,烃源岩破裂作用排出油可滞留在烃源岩表面及与之有连通的微裂缝中,部分排出油可进入与烃源岩层互层的砂岩层内。烃源岩成熟度高于0.70%之后,当盆地整体抬升阶段烃源岩区与储集岩区压力系统差达到一个临界压力差值(约4～5MPa)时,才能使烃源岩生成的油较有效地发生远距离运聚并成藏。     

非线性有限元法用于腐蚀管道失效压力预测

采用非线性有限元法建立了含缺陷管道爆破失效的数值模型,以此预测腐蚀缺陷管道的失效压力。分析了模型中的单元划分、材料模式、非线性求解方法、失效判据等技术要点,对不同管材、规格以及缺陷尺寸的全尺寸管道爆破试验结果进行了分析和计算,验证了所建模型的准确性。基于有限元计算结果,同时考虑缺陷长度、深度、宽度等因素的影响,拟合出含缺陷管道的失效压力预测公式,与其他方法以及试验结果相比,该公式计算误差较小。     

深层、超深层温度及热演化历史对油气相态与生烃历史的控制作用

我国含油气盆地深层、超深层温度差异大,热演化历史复杂,目前关于温度及热演化历史对深层、超深层油气相态差异性及生烃历史的控制作用的研究较少且不系统。为此,在收集大量深层温度、压力资料的基础上,结合我国含油气盆地深层热演化历史复杂的实际情况,分析了温度、加热时间、压力对油气形成温度及相态的影响,划分了温度与压力关系类型;并在对深层、超深层热演化史类型划分的基础上,探讨了不同热历史类型盆地热演化史对油气生成及油气相态的控制作用。研究结果表明:①不同盆地、不同地区深层油气相态差异大,主要受深层经历的温度、加热时间、加热速率、压力、烃源岩类型等因素的影响,其中温度是油气生成及油气相态分布最重要的控制及影响因素;②在快速增温、加热时间较短的情况下,深层、超深层在高温下仍然可能存在油藏及凝析气藏;③超压对生烃及烃类的高温裂解具有抑制作用;④深层温度与地层压力有着密切的关系,可划分为中低温高压型、高温高压型、中温中低压型3种主要类型;⑤深层、超深层热演化史可划分为后期快速沉降增温低地温梯度型、后期快速沉降增温高地温梯度型、中后期快速增温晚期抬升降温型、前期大幅度沉降快速增温中后期大幅度抬升剥蚀降温型4...     

多孔介质高温高压多组分气体-原油分子扩散系数研究

目前气体-原油分子扩散系数的研究对象多为单组分气体-原油体系,而且多在低温或者低压下在 PVT 筒中进行实验,与实际的注气过程相差较大。在这种情况下,研究了多孔介质中高温高压下多组分气 体-原油的扩散系数,测试了全直径岩心中多组分气体-凝析油、多组分气体-重质原油在60 ℃,20 MPa 条 件下的扩散系数。研究结果表明：原油组分对扩散有一定影响,但对于最终扩散程度影响不大;气体在凝析 油中的扩散系数高于其在重质原油中的扩散系数;扩散系数以幂函数形式逐渐增加,最终逐渐趋于平缓。     

大港油田上古生界煤系烃源岩地球化学特征与二次成烃

大港油田上古生界煤系地层主要分布于中南部,分布面积近10 000 km²。烃源岩包括煤层、碳质泥岩和泥岩3种类型,总厚度100~450 m,纵向上主要分布在太原组和山西组,本溪组少量发育。煤层有机质丰度高,85%以上属于好-极好烃源岩类型,而泥岩丰度各地区之间差异较大。烃源岩显微组分构成中以镜质组含量占优势,50%以上,成熟阶段具有良好的生气条件,同时受成煤环境的影响,主要成煤中心的煤系地层也富含一定的富氢组分,在低熟-成熟阶段具有良好的生油能力。上古生界在地史演化中经历了多期构造活动的改造,煤系源岩也随之经历了两次生烃过程,其中二次生烃范围分布广,资源规模大,是潜山勘探的重要区域。按照构造演化分类,油田内发育4种埋藏史类型,即早埋晚抬型、早抬晚埋型、持续深埋型与稳定埋藏型。除早埋晚抬型之外,其他3类均具有二次生烃条件。经多年的勘探,在二次生烃范围内,相继在孔西“古生中储型”和乌马营潜山、埕海潜山、王官屯潜山“古生古储型”原生油气藏实现了潜山勘探的重大突破。     

油罐内气体空间温度与压力变化规律分析

在对各种影响因素分析的基础上，结合对实测参数的分析和比对，对油罐内温度和压力的变化规律进行了详细的分析，指出油罐内气液相介的温度和压力的变化不但受油品自身特性的影响，还与多种因素有关，也是时间的函数。全面认识储油罐内温度和压力的变化规律和性质，有助于对油罐进行正确管理和安全使用。     

岩石圈深部温度压力条件下褐煤与水的热模拟研究

在压力高达1—3GPa、温度为400—700℃的条件下，在密闭体系中进行了褐煤加水的模拟实验。分析了实验产物中液态烃的变化规律，并讨论了压力、温度及恒温时间对有机质演化的影响。实验结果表明，热模拟液态产物氯仿沥青“A”的有机碳含量为0．91％-2．55％，2GPa条件下其高峰值后移至700℃，说明高压抑制了液态烃的生成，同时压力升高有利于有机质降解产物的环化、聚合和芳构化。在400—600℃条件下，温度升高或恒温时间增长，OEP和Pr／Ph值均减小；而在700℃的恒温条件下，压力增高，OEP和Pr／Ph值均增大。说明有机质的成熟度与温度和加热时间成正相关，而压力增加抑制了有机质的成熟演化。在高压条件下，芳烃演化的主要趋势是甲基化作用，压力升高有利于甲基化反应和甲基重排。