高成熟萨尔干页岩热模拟产气的地球化学特征

为进一步探讨我国高成熟页岩生气的潜力、化学组成和同位素地球化学特征,笔者对高成熟、富有机质的萨尔干页岩开展了金管生烃模拟实验.结果表明:甲烷是最主要组分,最大产率为142.1 mg/gTOC,这表明一定成熟度范围内,热成熟作用完全可以促进甲烷、乙烷等页岩气的生成,但更高的成熟度对页岩气贡献不大.无机气体CO2和H2S的产率整体小于烃类气体产率.烃类气体C1～C3稳定碳同位素随温度升高逐渐变重;CO2碳同位素不断波动伴有变轻趋势.本文引入“增长倍率”概念,发现低碳数气态烃类相比高碳数烃类在生成阶段生成的更快,在裂解阶段裂解的更慢,这与小分子气态烃可以由大分子气态烃裂解补充,而大分子气态烃来源(C6～C14)不断裂解减少有关.     

页岩气碳同位素倒转：机理与应用

碳同位素倒转是北美某些页岩气的典型特征,对比现有数据可将其分为两类：一是部分倒转,表现为δ 13C1>δ 13C2<δ 13C3;二是完全倒转,表现为δ 13C1>δ 13C2>δ 13C3。目前对页岩气碳同位素倒转机制的认识主要有：① 干酪根热降解气和原油热裂解气的混合;② 页岩中残余有机质同其他物质（如金属和/或水）的相互反应;③ 扩散和吸附/解吸过程中的同位素分馏。碳同位素倒转往往与页岩储层的超压及页岩气高产有关,因此,可应用于指示页岩气富集区。     

鄂尔多斯盆地西缘延安组陆相页岩油气选区评价关键参数值的确定

对鄂尔多斯盆地西缘侏罗系延安组低成熟页岩样品进行热模拟实验和岩石热解实验,分析岩石热成熟度(R_o)与生烃率及热解烃率(S_2)之间的变化规律,以及热解烃量与生烃量的关系。研究表明,陆相低成熟页岩气态烃产率随R_o的升高呈线性增加,液态烃产率随R_o的升高先增加后下降。产烃率随R_o的上升呈指数增加,热解烃率随R_o上升呈指数减少。热解烃率与产烃率之间具有良好的线性负相关,产烃率在热解烃率下降的过程中呈线性增加。陆相页岩生烃演化可分为3个阶段:游离烃释放及初期热降解的未成熟阶段、热降解-热裂解的成熟阶段和热裂解的过成熟阶段。根据生烃模拟中气态烃增长率和液态烃产率突增,以及第一个生烃高峰时所对应的R_o值,确定了鄂尔多斯盆地西缘侏罗系延安组陆相页岩油气有利区和目标区的关键参数R_o和TOC的下限。     

四川盆地低熟沥青生气模拟研究

通过四川盆地低成熟沥青热解实验,分析了气体产物组分、产率和碳同位素组成及变化特征。结果表明,四川盆地古生界低成熟沥青产出烃类气体的能力较高,是一种重要的生气有机质母质;生成的非烃气体总体上具有高氮气、低二氧化碳含量的特点;不同碳数烃类气体之间具有δ 13C1＜δ 13C2＜δ 13C3的特征。探讨了模拟结果对页岩气成因和聚集成藏研究的意义。模拟页岩气具有低干燥系数和较轻碳同位素分布特征,可能指示地质条件下页岩气有效聚集的良好封闭条件;高含量N2可能是指示页岩气成因和成藏研究的潜在指标;利用甲烷碳同位素进行油气（包括页岩气）成因判识需要注意气体地质保存条件对同位素分馏作用的影响。     

四川盆地古生界泥页岩的地球化学特征

通过四川盆地古生界不同层系的探井及典型剖面样品的地球化学分析,从有机碳含量、有机碳同位素,热成熟度以及生物标志化合物特征讨论了四川盆地古生界4套泥/页岩地球化学特征及其生烃潜力。研究结果表明：古生界下寒武统、上奥陶统、下志留统3套黑色页岩有机碳含量高,平均值分别为6.31%,3.53%,1.87%,有机质类型主要为生烃能力极强的I型干酪根,δ 13C分布在-29.0‰～-32.0‰,低碳数正构烷烃相对丰度高、C27规则甾烷优势分布、三环二萜烷的相对含量较高等生物标志化合物分布特征表现了腐泥型有机质特征,有机质来源为低等水生生物和藻类;上二叠统龙潭组泥/页岩有机碳含量平均为4.0%,有机质类型为II,III型,生物标志化合物研究表明龙潭组页岩既有丰富的水生生物输入,又有一定数量的陆生生物来源, 煤和炭质泥岩母质来源以陆源有机质输入为主。     

四川盆地志留系龙马溪组有机质特征与沉积环境的关系

选择四川盆地长宁县双河镇上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组新鲜露头剖面,对124个样品进行碳硫含量、Rock-Eval热解分析和有机质碳同位素组成分析。结果显示,五峰组-龙马溪组底部约20 m段TOC含量较高,达3.04% ~ 7.28%,向上残余有机质含量变低（0.81% ~ 1.83%）并趋于稳定。硫含量在0.02% ~ 4.69%,平均为0.95%。龙马溪组页岩δ 13Corg值在-31.2‰ ~-29.4‰,平均-30.1‰,显示有机质以Ⅰ,Ⅱ型为主。TOC与硫含量、δ 13Corg之间存在着一定的相关关系。结合龙马溪页岩的岩石学和化石特征,认为控制龙马溪组烃源岩有机质富集的主要原因是海平面升高、气候变暖和深水还原环境,导致有机质产率高且保存好。奥陶系五峰组和志留系龙马溪组底部高有机质海相泥岩是页岩气富集的最有利层段。     

延长探区延长组陆相页岩气地球化学特征和成因

通过页岩气样品的气体组分含量及稳定碳、氢同位素分析,对鄂尔多斯盆地东南部延长探区上三叠统延长组陆相页岩气地球化学特征进行了研究,探讨了延长探区延长组陆相页岩气成因和来源.结果表明:①延长探区延长组页岩气以烷烃类气体为主(87.89%～99.66%),甲烷含量均小于95%(60.44%～91.68%),重烃组分含量高,干燥系数较低(64.00%～93.43%),非烃气体含量低(以N₂和CO₂为主,分别为0.68%和1.36%),为典型的湿气;②延长探区延长组页岩气甲烷、乙烷、丙烷和丁烷碳同位素值分别分布在–53.4‰～–46.3‰、–39.7‰～–31.9‰、–34.3‰～–29.6‰和–33.8‰～–25.0‰之间,碳同位素总体上表现为δ13C₁<δ13C₂ <δ13C₃ <δ13C₄的正碳同位素序列,仅少部分样品δ13C₃ 和δ13C₄发生倒转;③延长探区延长组页岩气以热成因气为主,主要为来源于低熟—成熟阶段的偏腐泥型页岩干酪根裂解形成的油型气.     

胶莱盆地水南组页岩有机地球化学特征

以往对胶莱盆地的研究多限于常规油气,而针对页岩气的研究尚处于初步勘探阶段。通过野外剖面调研,选取莱阳凹陷、夏格庄洼陷及诸城凹陷58件水南组页岩剖面样,运用TOC、氯仿沥青"A"、C同位素、岩石热解、TI指数、镜质组反射率等多种测试手段,来研究页岩的有机质丰度、有机质类型、热演化程度等有机地化特征。结果表明,胶莱盆地水南组页岩有机质类型Ⅱ型为主,Ⅲ型次之;莱阳凹陷有机质丰度达到较好烃源岩条件;诸城凹陷有机质热演化程度已达生气阶段。综合认为莱阳凹陷油气生成条件较好,夏格庄洼陷和诸城凹陷油气生成条件较差。     

古交区块煤层气地球化学特征及其成因

基于古交区块煤田地质勘探资料以及煤层气井排采气体组分、甲烷碳氢同位素质谱等相关测试分析,查明了该区块煤层气地球化学特征、成因及其地质控制因素。结果显示：煤层气组分主要以甲烷为主,组分浓度介于85.36%～99.23%,其次为氮气,重烃含量最少,属于干气～特别干的气体。煤层气δ13C1介于-62.24‰～-40.70‰,δD介于-244.3‰～-229.3‰。以热成因气为主。煤层气δ13C1随着煤级增加呈变重趋势,随着埋深增加而变化的趋势不明显。古交区块矿化度整体从北向南逐渐增加,说明该地区水动力条件从北向南逐渐增强。南部刑家社矿区甲烷碳同位素较重,而北部镇城底矿区、西曲矿区以及马兰矿区的部分地区甲烷碳同位素较轻。研究区北部(MCQ9)煤层埋藏浅,露头发育,煤的Ro,max介于1.14%～2.18%,且水文地质条件适宜,形成了生物成因与热成因混合气体。     

基于FTIR与烷烃气碳同位素特征的中阶煤结构演化研究

煤变质作用过程存在多次阶跃点,并发生以热降解-热裂解作用为主形成烷烃气。为探究中阶煤结构演化特征,以西山煤田中阶煤为研究对象,采用傅里叶红外光谱测试分析方法对中阶煤化学结构演化特征及其与烷烃气碳同位素关系进行了研究。结果表明,煤层气碳同位素值位于-57.20‰～-31.41‰之间,乙烷与甲烷碳同位素值相比变化相对较弱。样品中羟基以自缔合氢键为主,芳香烃结构以苯环三取代为主,芳碳率在演化中变化较弱,芳环缩合度则出现增大—减小—增大的变化趋势,脂肪烃以亚甲基含量为主,支链化程度参数在演化中出现减小—急增—减小的阶段性变化。结合甲烷碳同位素特征分析认为,中阶煤阶段结构演化可划分为五个阶段,第一阶段(0.65%o<1.10%)以热解作用为主导,δ¹³C₁呈微弱减小的趋势;第二阶段(1.10%o<1.30%)以热解与缩聚的叠合为主,δ¹³C₁值开始变重;第三阶段(1.30%o<1.50%)由煤的热...     

川东南地区古生界主要页岩层系热演化

在研究区热流史和地层埋藏史的基础上,对下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组的热演化进行了模拟。下寒武统筇竹寺组烃源岩在早志留世开始生油并进入生油高峰,在中志留世至早二叠世生烃缓慢并一度停滞,中三叠世进入湿气阶段,早侏罗世进入干气阶段,干酪根主生气期为中三叠世-早白垩世。下志留统龙马溪组烃源岩在二叠纪开始生油,中侏罗世-早白垩世中期为干酪根主生气阶段,晚侏罗世早期-晚白垩世早期为油裂解生气阶段。下志留统龙马溪组是川东南地区页岩气勘探开发的最有利目的层系。     

鄂尔多斯盆地黄陵地区侏罗系煤层气来源判识

鄂尔多斯盆地黄陵地区在煤田勘探、建井和采煤中,发现了小规模的油气显示,推测该区域煤层中存在油型气,这一点与煤层气作为自生自储型资源的常规认识不同。为进一步验证这一推测,从煤层顶板、煤层、底板及采空区采集220组气体样品,开展气体组分、甲烷碳同位素δ13C1、甲烷氢同位素δD、乙烷碳同位素δ13C2的测试。测试结果表明,煤层中气体来源为煤成气和油型气组成的混合气,进一步利用Schoell图版分析,煤层及其围岩中油型混合气主要为裂解凝析气、生物气和石油伴生气。这些气体来源于下部三叠系延长组泥页岩,通过地层中的断层与裂缝,向上运移至侏罗纪煤系中储存下来,提高了煤层含气性。     

下扬子区海陆过渡相不同沉积环境页岩气成藏条件对比

以下扬子区二叠系龙潭组富有机质泥页岩为研究对象,通过岩石热解模拟、元素分析测试、物性测试和X-射线衍射等实验,结合前人研究成果,对泥页岩空间展布特征、沉积微相类型、有机地球化学特征、储层特征和含气性特征等页岩气藏评价参数开展对比分析,结果表明:下扬子区龙潭组富有机质泥页岩广泛发育在滨岸平原、障壁-泻湖、三角洲前缘和浅海陆棚等海陆过渡相沉积环境中;泥页岩中有机质丰度较高,总有机碳(TOC)含量平均值为2.43%;干酪根主要为Ⅱ型、Ⅲ型;镜质体反射Ro分布范围是0.55%~2.66%,多数有机质处于中—高热成熟阶段;生烃潜力(S1+S2)平均值为2.96 mg/g,具备较大的页岩气生成潜能;研究区泥页岩物性较差,属于特低孔特低渗储层,但石英、长石、方解石等脆性矿物含量丰富,脆性指数(Ⅰ,Ⅱ)较高,有利于页岩气储层的压裂开发;保守估算下扬子区龙潭组吸附气量为0.34~0.96 m3/t,且物性封闭和烃浓度封闭作用进一步增强了页岩气的储存能力。对比不同沉积环境下页岩气成藏条件参数,综合研究认为下扬子地区障壁-泻湖相具备更为优势的页岩气成藏环境。     

海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征——以四川盆地南部龙潭组为例

结合扬子地区海陆过渡相煤系页岩分布与地质特征,以四川盆地南部二叠系龙潭组为例,采用有机碳、Rock-eval热解、显微组分定量、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高压压汞、低温气体吸附等多种实验分析方法,对海陆过渡相煤系页岩气成藏条件及储层特征进行了研究。结果表明：海陆过渡相煤系页岩,累计厚度较大,多在100 m以上,而单层厚度较小,一般小于40 m,通常与煤层和致密砂岩甚至与灰岩互层。四川盆地南部海陆过渡相龙潭组煤系页岩有机碳含量较高（TOC含量为0.85%～35.70%,平均6.73%）,有机质类型以腐殖型为主（干酪根碳同位素δ13C为-28.0‰～-23.5‰）,有机质成熟度达高-过成熟阶段（Ro为1.95%～2.40%,平均2.22%）;页岩中黏土矿物较为发育（20.3%～92.3%,平均61.9%）,脆性矿物含量较低（6.3%～65.7%,平均27.7%）,页岩储层可压裂性较海相页岩差。龙潭组煤系页岩孔隙度多大于3%,孔隙类型多样,常见粒间孔（含量占29.08%）和溶蚀孔（占30.18%）,其次是有机质孔（占16.74%）和粒内孔（占10.56%）,还有晶间孔（占4.94%）和微裂缝（占8.5%）,为页岩气赋存提供了储集空间;页岩含气性较好,含气量主要介于1.0～3.0 m3/t。     

沁水盆地石炭-二叠系页岩储层特征及评价

通过对沁水盆地石炭-二叠系页岩采样,应用有机碳分析、岩石热解检测、镜质组反射率测定、X射线衍射分析、扫描电镜和孔渗的分析化验手段,研究该区页岩的储层特征并对其进行评价.结果表明:沁水盆地石炭-二叠系页岩有机质丰度平均为2.59％,有机质类型以Ⅲ型干酪根为主,岩石热解峰温基本上都超过435℃,有机质丰度高,有机质演化处于...     

广西田林地区构造演化及其对油气藏影响评价

广西南盘江坳陷发育有较成熟的烃源岩,显示出较好的成藏条件。田林地区位于南盘江坳陷的中部,依托页岩气基础地质调查井“田地1井”研究显示,田林地区有机碳含量、烃源岩干酪根均显示具有一定的生烃能力;田林地区断裂构造活动复杂、多期多阶段,自烃源岩开始生烃后,断裂活动异常频繁,对油气的运移、聚集及油气分布起到了非常严重的破坏作用,这是田林地区“田地1井”未见明显油气藏显示的重要因素。