鄂尔多斯盆地东南部山西组泥页岩生烃热模拟实验

鄂尔多斯盆地东南部页岩气资源潜力巨大,目前缺乏对山西组泥页岩生烃潜力的系统评价,因而制约了对该区烃源岩资源潜力的客观评价。通过高压釜-封闭式金管的生烃热模拟实验,分析烃源岩生烃过程,对比山1段和山2段的生烃潜力,生烃动力学拟合证明实验结果真实可靠。实验结果表明：①甲烷和非烃类气体具有相似产出特征,重烃气C_2-5和液态烃具有相似产出特征;②当R_O值为0.80%~1.08%时,液态烃达到产率峰值;当R_O值达到1.47%~1.81%时,重烃气C_2-5达到产率峰值;当R_O值超过3%,重烃气C_2-5几乎全部裂解,干燥系数接近1;③实验表明山2段属于更好的烃源岩,结合页岩气井地化数据,进一步确认山2段生烃潜力远远超过山1段,研究认为山2段更适合作为鄂尔多斯盆地海陆过渡相页岩气的有利勘探层段。     

单冷阱热解色谱仪在烃源岩评价中的应用

利用单冷阱热解色谱仪对烃源岩样品进行热解分析,通过电磁切割和冷阱富集的匹配,能实现烃源岩不同演化阶段热解生烃组分色谱分析,气态烃也得到很好分离,从而为烃源岩组分动力学研究提供了技术保障。对不同类型烃源岩的热解分析表明,烃源岩从Ⅰ型到Ⅲ型有机质,甲烷产率快速增加,而轻质油和重质油则逐渐减少,湿气与有机质类型关系不明确,产率变化不大;烃源岩热解产物正烷烃与正烯烃的比值受到热解速率、烃源岩演化阶段及类型的综合影响,不能简单地以烃源岩热解正烷烃与正烯烃的比值来确定有机质类型。建立的烃源岩热解生烃组分动力学分析技术能提供包括C₁(干气)、C₂—C₄(湿气)、C₅—C₁4(轻质油)和C₁₅₊(重质油)的动力学数据,从而为烃源岩定量评价、确定其主成油期、主成气期、油气比和资源量计算提供了重要技术参数。      

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组烃源岩生烃动力学特征

准噶尔盆地玛湖凹陷及其周缘累计探明石油地质储量近30×10⁸ t,油源主要来自凹陷内的二叠系风城组碱湖相烃源岩。通过黄金管热模拟试验,并采用Kinetic软件进行计算,获得了玛湖凹陷二叠系风城组烃源岩的各类烃产率和动力学参数,建立了生烃模式,进而对该套烃源岩的生烃能力进行了综合评价。研究结果表明：①玛湖凹陷二叠系风城组碱湖相烃源岩总烃产率高达412.24 mg/（g·TOC）,其中液态烃类产率随温度升高先增加而后降低,高峰温度为420~460℃,气态烃产率持续增加,总产油率高于产气率,气态烃碳同位素具油型气特征。②风城组碱湖相烃源岩C₁,C₂—C₅,C₆—C₁₄,C₁₄₊的生成活化能主峰值分别为268 kJ/mol,255 kJ/mol,251 kJ/mol,247 kJ/mol。③玛湖凹陷风城组碱湖相烃源岩的生烃模式与国内外14个不同盆地具有相似性,均为早期出现生油高峰、晚期持续生气的特征,且单位TOC的生烃能力中等偏上。     

西昌盆地昭觉凹陷白果湾组泥页岩生烃动力学模拟及资源潜力

昭觉凹陷上三叠统白果湾组是西昌盆地油气勘探的主要潜力层系之一,但目前尚处于勘探起步阶段,且未系统开展过生烃动力学研究,生烃能力、生烃规模及勘探潜力还不明确。为明确该区白果湾组泥页岩生烃动力学特征及油气勘探潜力,基于黄金管热模拟实验,取得了昭觉凹陷白果湾组泥页岩产烃率及动力学参数,建立了生烃模式,并估算了油气资源量。研究结果表明 ：(1)实验条件下,白果湾组泥页岩生成的天然气主要为 C₁,C₂～ C₅次之。随着温度和 EASY%R_o的升高 C₁和 C₁～ C₅的产率不断增大,而C₂～ C₅、C₆～ C₁₄和 C₁₄₊的产率先增后减呈现典型的峰值分布,且不同的重烃气因其含碳原子个数不同导致产率不尽相同。(2)白果湾组泥页岩在 0.5% ≤ R_o< 1.24% 时为生烃的成熟阶段,C₁     

准噶尔盆地东部中二叠统芦草沟组烃源岩生烃潜力评价

中二叠统芦草沟组是准噶尔盆地东部最重要的烃源岩层系,前期研究已证实其在吉木萨尔凹陷具备极好的生烃潜力,但在东部其他地区是否具备规模生烃潜力尚待深入研究。基于总有机碳和热解、有机岩石学、生烃模拟实验、盆地模拟、井—震联合解释等方法,系统比较了吉木萨尔凹陷和盆地东部其他地区芦草沟组烃源岩的生烃潜力,探讨了优质烃源岩的发育环境,刻画了规模有效烃源灶的分布。研究结果表明：准噶尔盆地东部芦草沟组烃源岩为一套以I—II型干酪根为主的倾油型烃源岩,总体为好—极好烃源岩。除继承性凸起区外,该区芦草沟组烃源岩在侏罗纪陆续进入生烃门限,在白垩纪普遍进入主生油窗,现今进入主生油窗的面积达1.1×10⁴ km²。吉木萨尔凹陷与盆地东部其他地区芦草沟组烃源岩具有相似的生物标志物特征,表现为较低的姥植比和Pr/n-C₁₇、Tm/C₃₀藿烷、C₁₉/C₂₁三环萜烷和C₂₄四环萜烷/C₂₆三环萜烷值以及较高的β-胡萝卜烷丰度、伽马蜡烷丰度和Ts...     

珠江口盆地惠州凹陷古近系文昌组优质湖相烃源岩生烃动力学

基于两种升温速率下的玻璃管封闭体系烃源岩生烃模拟实验，最大程度排除烃类裂解的影响，揭示了珠江口盆地惠西南地区古近系文昌组半深湖相优质烃源岩的生油与生气的绝对产率及其与成熟度的理论共变模式。通过生烃模拟实验提供的精确产率数据，首次建立了该区文昌组优质烃源岩生成重烃（C₁₄₊）及降解气（C_1-5）的动力学模型参数。利用地质推演的手段重建了半深湖相烃源岩生成重烃-烃气转化率与地层温度的理论协变关系，结合生烃洼陷的埋藏史-热演化史，认为惠州26洼文昌组半深湖相优质烃源岩的生烃演化进程具有“早油晚气”的特点，早期石油快速生成，对应的地质年代跨度介于40～15 Ma，地温范围为95～160 ℃，而晚期主力烃源岩生成大量天然气，对应的地温范围为119～205 ℃，烃源岩现处于生气阶段的末期。     

银额盆地哈日凹陷巴音戈壁组精细油源对比

近年来，银额盆地哈日凹陷的油气勘探取得了一些成果，但该凹陷地质条件复杂、勘探难度极大，且随着勘探的深入，前期的油气来源研究成果已不能满足精细勘探研究的需求。基于原油/油砂和烃源岩样品的测试分析资料，将巴音戈壁组细分为3个层段（自下而上分别为巴一段、巴二段和巴三段）后开展精细油源分析，并对主力供烃源岩进行分布预测和生烃特征评价，以期明确油气来源和主力供烃源岩特征。研究结果表明：碳同位素对研究区油源有很好的指示作用，哈日凹陷主力产油层段巴一段和巴二段的原油分别主要来自于巴一段和巴二段烃源岩，无环链烷烃、甾烷、萜烷、芳烃等生物标志化合物也指示出同样的油源结论，特别是芳烃化合物在本次研究中取得了很好的应用效果。巴一段有效烃源岩最大厚度为151 m，巴二段有效烃源岩最大厚度为222 m，2套主力供烃源岩在研究区均有较大厚度的有效烃源岩分布。巴一段烃源岩TOC平均为0.89%，干酪根δ¹³C为-29.1‰~-24.5‰，R_o为0.60%~2.01%，烃源岩为有机质丰度中等-好、Ⅱ₁型-Ⅱ₂型、成熟-高成熟的烃源岩。巴二段烃源岩TOC平均为1.18%，干酪根δ¹³C为-30.3‰~-23.8‰，R_o为0.60%~2.17%，烃源岩为有机质丰度好-极好、Ⅱ₁型-Ⅱ₂型、成熟-高成熟的烃源岩，2套主力供烃源岩有机质丰度较高，且基本处于生油气高峰期热演化阶段，有很好的生烃潜力，能为油气成藏提供良好的烃类基础。     

源自海相碳酸盐岩烃源岩原油裂解成气的动力学研究

对源自海相碳酸盐岩的原油进行了动力学模拟实验,阐述了该原油再次热解过程中气态烃组分的演化特征和生成动力学参数。运用动力学参数将模拟实验结果外推到地质条件下,结果表明：在150℃时,海相碳酸盐岩烃源岩生成的原油将开始热裂解并生成大量天然气,温度达到220℃时,裂解生气基本结束,天然气就全部取代石油;甲烷的生成Easy%R_O主要介于1.2%~2.9%之间,C _2-5烃类气体的生成Easy%R_O主要介于1.5%~2.5%之间。这一研究结果可为我国的碳酸盐岩烃源岩再次热解产气的定量模拟提供重要依据,有助于海相碳酸盐岩油气的资源评估。     

应用生烃动力学方法研究渤海湾盆地埕岛油田成藏地质时期

渤海湾盆地埕岛油田油气成因与成藏较复杂,对成藏期次与时间一直存在疑问.本研究应用多冷阱热解气相色谱仪及相匹配的Kinetics软件,研究了该盆地典型Es3与Ed2暗色泥岩生烃动力学参数,并在此基础上对该油田油源区埕北凹陷与沙南凹陷生油岩生烃史进行了模拟计算.结果表明,埕北凹陷Es3生油岩主体在5Ma后才开始明显生烃,目前C₁₃+转化率已达0.65左右;沙南凹陷Es3生油岩生烃作用发生在2Ma以后,现今C₁₃+转化率在0.24左右,这2个凹陷Ed2生油岩尚处在未成熟阶段.埕岛油田主体存在2个有效的油气聚集系统:潜山—东营组下段与东营组上段—明化镇组.结合这2套油气聚集系统地质与地化特征,研究认为:下部潜山—东营组下段油气聚集系统油气主要来源于埕北凹陷Es3生油岩早期生成的油气,上部东营组上段—明化镇组油气聚集系统油气来源于埕北凹陷Es3生油岩在较高成熟阶段生成的油气.沙南凹陷Es3生油岩可能对斜坡带潜山油气藏有一定贡献.      

南海东北部中生代残留盆地油气勘探现状与油气地质问题

南海东北部中生代残留盆地叠置于新生代盆地之下，其成盆背景复杂、后期改造强烈，且经历了多期、多阶段生排烃过程和油气聚散、破坏、再聚集成藏过程，故烃源岩生烃潜力和储层、圈闭保存条件，是决定该中生代残留盆地油气能否成藏、是否具有油气资源前景的关键，因此，对于中生代残留盆地的油气地质研究思路及油气勘探技术方法，应不同于新生代盆地的传统方法，应采用多种地质、地球化学研究方法，来恢复残留盆地构造演化历史及地层剥蚀厚度，建立地层沉积充填埋藏史、热演化史及生排烃史，借助接近地质条件下生烃动力学模拟实验手段，分析确定中生界烃源岩产烃率、生烃量及生烃强度，评价生烃潜力，并结合区域地质背景及油气地质条件，对其油气资源前景进行预测，只有这样方可取得良好的研究效果。     

渤海湾盆地临南洼陷高硫干酪根油气生成模式研究

渤海湾盆地临南洼陷沙河街组三段—四段暗色页岩和暗色泥岩干酪根中富含有机硫,对这类干酪根的油气生成模式一直未进行深入的研究。应用生烃动力学方法对取自渤海湾盆地临南洼陷沙河街组四段的一块典型富硫干酪根进行了生烃动力学参数及生烃模式研究。结果表明,该干酪根油气生成模式为:生油门限出现在Easy R_o为0.53%,主生油期出现在0.60%～0.75%,生油下限出现在0.85%,对应埋深分别为2 500,2 600～3 250,3 850 m;天然气生成门限出现在EasyR_o为1.05%与1.23%,对应埋深分别为4 100 m和4 650 m。与传统生油模式相比,该干酪根具有石油窗范围窄,主生油峰出现较早等特点。该研究成果对该区油气评价与勘探具有重要的指导作用。      

干酪根裂解气和原油裂解气的成因判识方法

天然气既可来源于干酪根的裂解气,也可来源于原油的裂解气。对于腐泥型有机质,绝大部分天然气是来自源岩生成的原油裂解气,只有部分来自干酪根的裂解气,因此天然气气源研究不仅要指出来自哪套源岩,还需指出它的成因,尤其是高演化地区天然气气源研究。该文以塔里木盆地海相腐泥型天然气为例,根据天然气组成ln(C₂/C₃)与(δ13C₂-δ13C₃)以及甲烷碳同位素特征判识其成因。塔北地区的干气主要为干酪根晚期裂解气,塔北英买力奥陶系及塔中石炭系的天然气主要为原油裂解气。      

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系烃源岩三环萜烷分布样式及影响因素

准噶尔盆地西北缘原油及烃源岩中生物标志物以高丰度的三环萜烷系列为典型特征,其分布样式的差异一直被当作研究本区原油成因类型及油-源对比的典型指标。通过对烃源岩样品的系统地球化学分析,认为本区风城组源岩（P₁f）主要以三环萜烷（C₂₀,C₂₁,C₂₃）呈“上升型”为特征,泥质岩类与碳酸盐岩类相比C₂₄,C₂₅三环萜烷含量较高;下乌尔禾组（P₂w）源岩和佳木河组（P₁j）源岩样品三环萜均呈“下降型”分布特征。通过对源岩镜下进行观察和加水热模拟实验等方法,分别探讨了沉积环境与母质类型、成熟度及排烃作用对三环萜分布样式的影响,认为P₁f和P₂w源岩中三环萜烷的分布主要受控于沉积环境和母质类型的原生差异。P₁f源岩有机质多源于本地沉积的藻类及细菌,沉积环境属于蒸发、还原的咸化湖沉积;P₂w源岩中外来有机质含量相对较多,沉积环境属于淡水还原环境。P₁j源岩整体热演化程度较高,有机质炭化作用强烈;埋藏成熟演化在有机质处于成熟-高熟阶段内对三环萜烷分布样式影响不大,若达到过熟阶段则会造成低碳数三环萜烷（C₂₀,C₂₁）含量增加;排烃作用对三环萜烷影响相对较小,不改变其分布样式。     

生油岩定量评价中的轻烃问题

生油层定量评价中,无论是使用热解法,还是烃类法,计算生油层的已生油量、残留烃量、排烃量以致聚集量时,都会遇到一个轻烃的补偿问题。所谓轻烃,我们指的是C₁-C₁₄。这种轻烃在生油岩的烃类初次运移和进入运移通道及储集层后的二次运移中最为活跃。目前实验分析中,无论是氯仿抽提还是岩样热解,大部分的轻烃都被损失掉,即使是采用吸附烃法和轻烃法,也只能回收一部分。因此,人们一直无法弄清它在生油层中的确切含量及其随埋深增加的演化规律。      

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。     

渤海海域渤中地区烃源岩封闭金管热解模拟生烃实验研究

选取渤海海域渤中地区沙南凹陷沙三段、沙一段和东三段烃源岩各1个样品,秦南凹陷沙三段烃源岩2个样品,进行封闭金管加水热解实验。烃源岩样品为湖相泥岩,有机质丰度高,干酪根类型为Ⅰ型,且处于低熟阶段。烃源岩矿物组成以黏土矿物为主,方解石、石英和长石也占有相当的比重。热解过程涵盖了主要的生油阶段,沙三段、沙一段和东三段烃源岩平均生烃活化能集中分布在219~222 kJ/mol,同一凹陷不同层系、不同凹陷同一层系差别不大,但黏土矿物含量较低和方解石含量较高的样品平均活化能略偏高。封闭热解生烃高峰C₁₄₊液态烃产物碳同位素相比原岩沥青“A”碳同位素增重幅度可达11.3%,应用低熟源岩沥青“A”碳同位素进行油源对比时须谨慎。残余固体总有机碳损失可达48%,对原本有机质丰度高和类型好、现处于高演化阶段的烃源岩评价时,有必要进行有机质丰度和类型的恢复。      

鄂尔多斯盆地富县地区延长组长7烃源岩特征及评价

为研究鄂尔多斯盆地富县地区延长组长7烃源岩特征及生烃潜力,开展了岩心分析、测井研究、干酪根镜检、镜质体反射率（R_o）测试、岩石热解分析、气相色谱及色谱-质谱分析。结果表明：（1）富县地区长7烃源岩平均厚度为45 m;总有机碳（TOC）质量分数平均为5.94%;生烃潜量（S₁+S₂）平均为13.1mg/g。（2）有机质类型以Ⅰ和Ⅱ₁型为主,烃源岩母质类型以低等水生生物为主,并含部分高等植物,沉积时水体为还原环境。（3）镜质体反射率平均为0.76%,生物标志化合物中C₃₁藿烷22S（/22R+22S）、20RC₂₉αββ（/αββ+ααα）和αααC₂₉20S（/20S+20R）平均值分别为0.52、0.62和0.49,反映有机质演化进入生油高峰阶段。（4）平面上,富县地区中部和西北部长7烃源岩厚度大、生烃能力更强,为下一步勘探的有利区带。该研究成果对鄂尔多斯盆地富县地区的精细勘探具有重要指导作用。     

塔里木盆地塔深1井寒武系油气地球化学特征

塔深1井是中国及亚洲陆上最深的探井。在埋深8400m左右、温度160℃、压力80MPa环境下的上寒武统白云岩溶洞储集体中发现了褐黄色的液态烃。研究表明,井深6800~7358m的下奥陶统—上寒武统气样的烃类气体含量为97%,干燥系数为0.97,甲烷碳同位素平均值为-37.9‰,对应的气源岩R_o为1.65%~1.91%,属于典型高演化油型干气,天然气轻烃指纹分析表明与塔河天然气具有相似的母质来源;塔深1井(8406.4~8407.37m)液态烃的正构烷烃齐全,OEP为1.029,C₂₁-/C₂₁+为0.49~1.46,Pr/Ph为0.762~0.991,具有植烷优势,反映了还原—强还原环境的海相腐泥型烃源岩;从表征原油成熟度变化的Pr/nC₁₇,Pr/nC₁₈及芳烃甲基菲指数等分析,与塔河油田奥陶系原油有较大区别,与来自中下寒武统烃源岩的塔东2井、T904井原油相似,其族组分碳同位素δ13C分布于-29.13‰~-25.84‰,具C₂₇>C₂₈<29甾烷特征,初步认为其来自于中下寒武统烃源岩,而高地层压力可能是其保存的重要原因。      

苏北盆地源岩无双峰生烃和未低熟油

针对苏北盆地"未低熟油"理论盛行，却与勘探效果完全不符合的矛盾，深入剖析前人论著、甄别资料真伪，发现问题如下:误用原始资料，把野值当证据；存在认识盲区，成烃模式缺乏多参数严谨论证，推论不成立；有油/岩亲缘对比，未做油藏/烃灶成熟度匹配一致性验证；脱离实践，认识经不起源岩钻探气测资料等勘探检验。由此证明，所谓"源岩早期非干酪根生油、双峰成烃模式"是假的，未低熟油并不存在。基于此，利用大数据资料分析误差、剔除野值，优选出油/岩的甾烷C₂₉S/（S+R）、C₂₉ββ/（αα+ββ）、萜烷C₃₁S/（S+R）、C₃₂S/（S+R）和CPI、OEP成熟度敏感参数，将干酪根热降解晚期生成原油分为浅成熟油、中成熟油、成熟油3类。R_o>0.70%的中成熟-成熟源岩，与大量的中成熟-成熟油成熟度参数匹配很好；R_o在0.60%~0.70%的浅成熟源岩，与少量的浅成熟油成熟度参数有一些匹配关系；R_o<0.60%的未成熟源岩，无原油可与之匹配，表明没有非干酪根的未低熟油。实践反映，中成熟-成熟源岩钻探气测异常明显，由其供油气的圈闭勘探效果好，已探明石油储量99.83%属此类原油；浅成熟源岩气测无或微弱异常，单靠此类油源不足以形成商业规模的油藏，多数仅见油气显示；未成熟源岩气测无异常，若无异地成熟油供给，圈闭不成藏。