高压生烃模拟实验及其成油滞后特征

为探究压力对泥质烃源岩热演化和生烃特征的影响,利用高温-高压模拟仪对辽河盆地东部凹陷桃10井的泥质烃源岩进行了研究,在半开放体系条件下开展了恒压和增压系列生烃热模拟实验。发现2个系列实验热解油产率峰值出现在500～520℃,与辽河盆地同层位烃源岩常规模拟实验结果相比滞后至少150℃,表明半开放体系生烃模拟实验中的生油高峰可能滞后于常规封闭体系模拟结果,利用常规封闭体系模拟实验进行烃源岩评价可能低估了泥质烃源岩的生烃潜力,尤其是在评价深层泥质烃源岩时可能存在较大偏差。研究认为,在半开放体系中流体压力的升高和频繁排烃作用是导致成油滞后现象的原因。该研究为重新认识泥质烃源岩自然演化提供了依据,在泥质烃源岩的生烃潜力评价方面取得了新的认识,为评价盆地或凹陷深层泥质烃源岩的生烃潜力提供了理论指导。     

准噶尔盆地天然气地球化学特征及聚气条件的讨论

根据对准噶尔盆地典型低演化阶段侏罗系煤系烃源岩热模拟实验所产烃类气组分碳同位素的分析测试,研究了盆地赋存天然气的类型、热演化程度和赋存的地质条件。认为：盆地腹部陆南凸起以高演化阶段煤型气为主,源岩可能为盆地东部发育的石炭纪煤系;低演化阶段油型气主要赋存在盆地东部油气区;盆地南缘特殊构造地质条件和烃源岩热演化条件是构成不同演化阶段天然气分别聚集或混源聚集的原因。     

准噶尔盆地天然气地球化学特征及聚气条件的讨论

根据对准噶尔盆地典型低演化阶段侏罗系煤系烃源岩热模拟实验所产烃类气组分碳同位素的分析测试,研究了盆地赋存天然气的类型、热演化程度和赋存的地质条件。认为：盆地腹部陆南凸起以高演化阶段煤型气为主,源岩可能为盆地东部发育的石炭纪煤系;低演化阶段油型气主要赋存在盆地东部油气区;盆地南缘特殊构造地质条件和烃源岩热演化条件是构成不同演化阶段天然气分别聚集或混源聚集的原因。     

烃源岩生排烃模拟实验技术现状、应用与发展方向

烃源岩生排烃模拟实验已成为研究烃源岩生、排、滞油气机理的重要技术手段。对生排烃模拟实验技术的研究现状及发展趋势进行了归纳与总结。目前根据反应体系的开放程度,生排烃模拟实验方法可分为开放体系、封闭体系和限制体系3类;模拟实验的方式主要有单温阶累计生排油气模拟和多温阶连续生排油气模拟2种;实验边界条件主要有模拟的温度、压力体系、时间、样品形态及无机反应介质等5类。生排烃模拟实验在明确油气生、排、滞过程及其主控因素,建立不同类型沉积有机质的油气演化模式,评价沉积盆地的油气资源潜力和进行油气源对比与示踪等方面起到了重要的作用。目前的生排烃模拟实验具有局限性,需要在实验边界条件、源-储-藏协同成烃成藏物理模拟和多因素共控作用下油气形成动力学模拟方面进行更深入的研究。      

渤海湾盆地东营凹陷烃源岩生烃动力学研究

大量研究已经证明,将干酪根生烃热模拟实验结果直接应用于含油气盆地烃源岩评价存在很大风险性。生烃动力学方法可将实验生烃数据外推地质过程,因而具有较高的应用价值。本研究采用金管 高压釜封闭体系对渤海湾盆地东营凹陷1块Es4(2)褐色页岩进行了生烃动力学研究,对热模拟产物4种组成C₁、C_1-5、C_6-12及C₁₃+生成动力学参数,采用Kinetics动力学软件进行计算,并模拟了具体地质条件下的成烃规律。将本研究结果与早期研究结果以及实际地质资料进行了对比,结果表明,烃源岩生烃动力学模型可较好吻合地质条件下生烃过程,在油气勘探中具有广泛应用前景。      

压力抑制条件下生烃定量模拟实验研究——以渤海湾盆地济阳坳陷为例

烃源岩生烃过程受温度、压力等地质条件的影响,这一过程可以通过化学动力学方法来描述。通过2种模拟实验方法,即开放体系和封闭体系,研究了渤海湾盆地济阳坳陷不同沉积环境的4套主力烃源岩的生烃动力学特征。封闭体系模拟实验中设计了与地下相同的垂向等效压力条件。通过对比分析认为,压力对烃源岩的生烃过程具有不同程度的抑制作用,主要表现在对不同类型的烃源岩及在不同的演化阶段其影响均有所不同;随母质生烃潜力的增大,以及在演化程度增大、地层压力增高的情况下,生烃抑制作用越明显。根据实验结果,确定了4套烃源岩各演化阶段有压力条件存在的生烃动力学参数。      

准噶尔盆地天然气地球化学特征及聚气条件的讨论

根据对准噶尔盆地典型低演化阶段侏罗系煤系烃源岩热模拟实验所产烃类气组分碳同位素的分析测试,研究了盆地赋存天然气的类型、热演化程度和赋存的地质条件。认为:盆地腹部陆南凸起以高演化阶段煤型气为主,源岩可能为盆地东部发育的石炭纪煤系;低演化阶段油型气主要赋存在盆地东部油气区;盆地南缘特殊构造地质条件和烃源岩热演化条件是构成不同演化阶段天然气分别聚集或混源聚集的原因。     

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文章研究了塔里木盆地库车坳陷侏罗系煤系烃源岩在封闭体系下热模拟生成甲烷的碳同位素特征及其动力学参数,探讨了克拉2大气田天然气的成因。碳同位素动力学研究表明,库车坳陷侏罗系煤系烃源岩热模拟生成甲烷的碳同位素值介于-37‰～-25‰之间;可以用动力学方法将煤系烃源岩热模拟实验数据外推,应用于地质条件。克拉2大气田天然气主要来源于中下侏罗统煤系烃源岩,属阶段捕获气,主要聚集了-5～-1 Ma阶段的天然气,其成熟度R_o 为1.3%～2.5%。这不仅得到早期相关研究成果的支持,而且也符合该区天然气的勘探实际。     

准噶尔盆地天然气地球化学特征及聚气条件的讨论

根据对准噶尔盆地典型低演化阶段侏罗系煤系烃源岩热模拟实验所产烃类气组分碳同位素的分析测试,研究了盆地赋存天然气的类型、热演化程度和赋存的地质条件。认为:盆地腹部陆南凸起以高演化阶段煤型气为主,源岩可能为盆地东部发育的石炭纪煤系;低演化阶段油型气主要赋存在盆地东部油气区;盆地南缘特殊构造地质条件和烃源岩热演化条件是构成不同演化阶段天然气分别聚集或混源聚集的原因。     

开放、封闭两种体系对比模拟确定深层烃源岩成烃机制——以东营凹陷沙四段烃源岩为例

为研究济阳坳陷南部东营凹陷不同演化阶段的成烃特征,选取古近系沙河街组四段(Es4)烃源岩,进行开放、封闭两种体系程序升温条件下的生排烃热模拟实验,对比了组分的产率及相互转化关系。模拟样品来自该区南部斜坡带的官107井Es4上段,其有机碳含量位于该套烃源岩频率分布统计的主峰,具有广泛的代表性。实验结果表明:①干酪根直接降解以生成重质油和气态烃为主,轻质油大多来源于重质油的二次裂解;②烃源岩在形成轻质油时即可以大规模排出,现有的动力学条件下难以造成油的裂解生气;③烃源岩形成大分子重质油是生烃开始的标志,而进一步降解形成轻质油则是烃源岩排烃开始的标志。实验结果从成烃机制上解释了东营凹陷凝析油和天然气主要来源。     

煤成气生气量热模拟实验条件对比综述

热模拟实验不仅可以确定烃源岩的生烃能力和主生气期,还可研究主生气期与构造运动、圈闭形成时间的匹配关系,并以此确定研究区能否形成具有工业价值的煤成气藏。国内外很多学者都进行过热模拟实验的尝试,由于方法不同,热模拟结果差异很大。在总结前人成果的基础上,对实验过程中催化剂、水介质、温度、压力、排气方式、恒温时间等方面进行了实验条件的对比讨论,认为热模拟实验应采用未经酸化处理的样品,采用加水、加催化剂、开放体系排气、恒温时间较长的模拟过程,其热模拟结果才更接近于地下地质条件。     

基于原位溶蚀模拟实验的四川盆地二叠系栖霞组-茅口组白云岩孔隙演化

利用水热金刚石压腔装置结合激光拉曼光谱和光学显微镜设备，实现了碳酸盐矿物/岩石-流体的原位模拟实验。结合四川盆地实际地质条件，针对栖霞组-茅口组白云岩进行了封闭-开放-封闭的连续变化体系原位模拟实验，通过乙酸酐的水解实现了封闭压腔内乙酸的原位生成。实验结果表明，封闭体系-阶段性开放体系中，碳酸盐岩样品边缘及解理处发生溶蚀，溶蚀规模与酸性流体通量有关。进入封闭体系后，溶液离子相对浓度的拉曼半定量结果显示趋于沉淀方向。实验结果结合四川盆地二叠系实际地质条件，表明川西南地区栖霞组-茅口组中粗晶白云岩晶间孔-晶间溶孔的演化符合实验模拟的封闭-开放-封闭体系，构造断裂与酸性流体对离子的搬运作用对体系内的孔隙和物质实现了溶蚀-胶结的再分配。     

吐哈盆地台北凹陷吉7H井侏罗系致密砂岩油气藏勘探发现与启示

吐哈盆地致密砂岩气资源丰富,前期勘探仅在台北凹陷周缘正向构造带发现巴喀、温吉桑和米登等小型油气藏.在对烃源岩、沉积体系、储层条件及源储盖组合特征综合分析基础上,构建了台北凹陷源内致密砂岩油气成藏模式.研究认为,台北凹陷水西沟群纵向发育八道湾组煤岩、三工河组泥岩及西山窑组二段煤岩3套两类优质烃源岩,有机质丰度高、类型好,...     

煤系烃源岩评价中的误区

勘探证实,煤系地层是有效烃源岩之一。通过对煤成气的研究,发现煤系烃源岩,特别是以煤层作为烃源岩的评价存在以下三个方面的误区。第一,煤层属于高有机碳含量的烃源岩,随着热演化程度的提高,有机碳含量亦不断增加,利用有机碳含量评价煤的生烃能力已失去意义;随着热演化程度的提高,氢含量逐渐降低,建议利用煤的氢含量代替有机碳含量评价煤的生烃能力。第二,煤的镜质体反射率（R0）与温度并不呈线性关系,而是温度与深度呈线性关系,因而利用镜质体反射率与深度的关系预测深部烃源岩的成熟度存在一定的局限性。第三,热模拟试验存在两方面的不足,首先有机质地下生烃过程中,始终处于开放系统,而热模拟是处于封闭系统;其次热模拟试验测定的生气量,特别是对于煤,没有考察模拟样品的吸附作用,因此建议进行样品的解吸试验,以准确地确定有机质的生气量。     

有限空间温压共控热模拟油气产物地球化学特征

生烃反应是烃源岩在有限的地层孔隙空间内受温度、上覆地层静岩压力、地层孔隙流体压力等多种因素相互作用的过程,而热模拟实验是正演研究有机质生烃反应的常见手段。但较多的热模拟实验受仪器装置的限制,仅考虑了温度的作用,与实际地质演化存在较大差异。选取泌阳凹陷泌215井古近系核桃园组泥岩样品,分别进行了有限空间温压共控和温控热模拟实验,通过族组分、同位素、GC、GC-MS等方法分析了2种模拟实验条件下的油气产物。结果表明:①有限空间温压共控热模拟残留油饱和烃可以保存至较高的演化阶段;②相同模拟温度下,有限空间温压共控热模拟残留油的饱和烃参数Pr/Ph值、Pr/C17值大于温控热模拟实验,饱和烃生物标志物参数值C2920S/(20S+20R)、C29ββ/(αα+ββ)等小于温控热模拟实验;③有限空间温压共控热模拟的烃类气体δ^13C值大于温控模拟实验。上述现象主要是由于有限空间温压共控热模拟实验中高压孔隙流体的存在延缓了热成熟和原油裂解反应过程。因此,在开展热模拟实验研究时应考虑研究区是否发育超压、地层水等因素,其直接关系着热模拟实验结果的地质适用性。     

塔里木盆地碳酸盐岩层系烃源岩生烃底限探讨

中国碳酸盐岩热演化程度较高,是否达到生烃底限或生烃死亡线,值得深入研究,这对评价中国碳酸盐岩油气潜力和勘探前景具有重要意义。根据烃源岩生烃、残留烃和排烃机理,利用有机元素变化法、生烃潜力法、生烃物质平衡优化模拟法、生烃热模拟实验法、残留烃量法和排烃量法等6类8种方法对塔里木盆地台盆区碳酸盐岩层系烃源岩生烃底限进行了研究。结果表明：不同方法确定的碳酸盐岩烃源岩生烃底限R_O值介于4.2%~4.9%之间,平均为4.52%;对应的深度底限在塔中地区最大,约为9 200m;塔北和巴楚地区次之;塔东地区最小,约为5 850~6 850m。研究结果与其他学者研究结论较为相近或偏大,更符合实际地质条件下的生油气特征。除了满加尔凹陷和古城地区,塔里木盆地台盆区其他地区的寒武系-奥陶系碳酸盐岩层系烃源岩均没达到生烃底限,还具有较大的生烃潜力,深部碳酸盐岩油气藏具有广阔的勘探前景。     

深层烃源演化与原生轻质油/凝析油气资源潜力

烃源岩油气演化阶段的细分与资源潜力评价对深层常规和非常规油气勘探、深层基础石油地质学问题的研究具有重要意义。深层烃源岩的油气演化可划分为4个阶段,即轻质油（挥发性油）、凝析油气、湿气和干气,也对应着深层的4种油气类型。烃源岩和储层中的原油体系均可形成这些油气。通过模拟实验评价深层烃源岩的生烃潜力,提出了4个油气演化阶段的划分指标。鉴于深层烃源岩的油气资源潜力评价需要考虑正常原油是否排出和排出量多少等问题,采用先进行生烃高峰排烃、再进行限定体系加热的实验方案,建立了基于排烃作用的深层油气演化模式。该模式可粗略用于深层烃源岩油气资源潜力评价。借鉴基于开采气油比（GORr）划分油气藏类型的经验,利用烃源岩裂解模拟产物的气油比（GORs）和甲烷含量作为实验室热模拟油气演化阶段的划分指标。将GORs快速上升时的值142 m³/m³（800标准立方英尺/桶）、890 m³/m³（5 000标准立方英尺/桶）、3 562 m³/m³（20 000标准立方英尺/桶）以及甲烷含量95%分别作为轻质油、凝析油气、湿气、干气的上部界限值。考虑到无法通过岩心样品直接获取GORs,因此,这些界限值还不能用于实际剖面的油气演化阶段的划分。鉴于勘探家常用镜质体反射率（R_o）或等效镜质体反射率（R_oE）划分烃源岩的生烃阶段,因此,采用抑制的R_o模型将实验室的温度标尺转化为R_o,求出上述界限值的R_o范围。值得注意的是,通过限定体系热模拟实验求出的R_o值比实际地层测定的R_oE值要高。轻质油和凝析油气按成因可分为4类,其中,A类由Ⅰ—Ⅱ型有机质经排烃后形成,B类由未经排烃的Ⅱ—Ⅲ型有机质形成,C类由原油裂解形成,D类由次生改造形成。目前对原生轻质油、凝析油气（A类、B类和C类油气）的研究还很不够,需要加强。深层轻质油、凝析油气资源除受烃源岩的有机质含量、类型和成熟度影响外,还与下列深层地质因素有关：①正常油（黑油）的排烃效率;②是否存在大规模的油藏裂解;③是否有来自不同烃源层的油气混合。中国发育有多种成因类型的轻质油和凝析油气,具有广阔的轻质油、凝析油气资源勘探前景。     

新汶地区煤系烃源岩生烃热模拟实验研究

采用囊式生烃封闭装置系统进行煤系烃源岩热模拟实验的分析研究,对新汶地区二叠系煤系烃源岩样品开展了产烃特征的分析,实验表明石炭系煤系烃源岩具有较好的生烃潜力,气态烃产率随温度变化而不同。将生烃阶段划分为连续生烃和二次生烃两种形式。连续生烃过程生成的天然气干燥系数低于二次生烃过程。从500℃~550℃开始,二者干燥系数又趋于一致,主要以生成甲烷为主。当二次生烃现象越多,总产气量就越少。