鄂尔多斯盆地南部上古生界烃源岩生排烃特征及天然气勘探潜力

针对鄂尔多斯盆地南部上古生界不同类型烃源岩生烃贡献不明确的问题,利用生烃动力学研究方法,考虑不同岩性烃源有机质品质差异、岩石物性、吸附能力等因素,评价了鄂尔多斯盆地南部上古生界煤岩和炭质泥岩的生烃特征。综合煤岩、炭质泥岩在南部的厚度分布,绘制了鄂尔多斯盆地南部上古生界煤岩、炭质泥岩生烃强度、排烃强度图。结果显示,鄂尔多斯盆地南部上古生界在煤层分布局限的情况下,炭质泥岩是主力烃源岩,这与前人仅根据地球化学特征参数而得出南部煤岩为主力烃源岩的认识有很大不同。相关认识对今后盆地南部下古生界天然气勘探开发具有重要的指导意义。     

泥岩与沉积物中粘土矿物吸附有机质的三种赋存状态及其热稳定性

为研究有机质在粘土矿物中的赋存状态和二者的结合方式以及有机质的热稳定性,提取济阳坳陷东营凹陷古近系沙河街组泥质烃源岩和东海陆架表层泥质沉积物中的粘土组分(粒径<2 μm),依次进行索氏抽提、碱性水解和酸性水解处理,得到原始和相继处理过程所得碱解和酸解粘土样品及相应的有机组分,继而进行原始和碱解、酸解粘土样品的微观形貌(SEM)、比表面积(BET)、X-射线衍射(XRD)和热重/微分热重(TG/DTG)分析对比。结果显示,索氏抽提有机质主要赋存于粘土矿物外表面和堆积于孔隙中,碱解有机质主要赋存于粘土矿物边缘破键处,而酸解有机质主要赋存于膨胀型粘土蒙皂石层间。前者为物理吸附或束缚的游离有机质,后两者为化学吸附的结合有机质。有机质与粘土矿物的不同结合关系造成它们热稳定性的差异,显示出二者间复杂的作用关系及其对生烃的多阶段性影响。研究不同赋存态有机质的相对和绝对数量对深入研究油气成因和烃类初次运移具有十分重要的意义。     

塔里木盆地煤系有机质热模拟实验中液态烃特征研究

通过对塔里木盆地满加尔凹陷侏罗系演化程度较低的(RO=0.40%)煤岩和煤岩加水进行了从250～550℃(50℃为一温阶,恒温72h)的热模拟实验,用氯仿抽提获得了赋存在固体残余物中的可溶液态有机物,即饱和烃、芳烃和非烃。实验结果表明:煤岩在各演化阶段的液态物产率均低于煤岩原样;饱和烃随演化程度升高逐步增加,而芳烃减少,反映出非烃沥青质,甚至不溶有机质向相对稳定的饱和烃转化以及芳烃随演化程度升高的高聚合作用;沥青质随演化程度升高亦有增大的趋势,而非烃比例变化不大,反映出高温下非烃向饱和烃和沥青质转化的两极分化作用;烷/芳值随着演化程度的升高而增加,反映出高演化期芳烃的聚合作用。在煤岩加水热模拟实验中,液态烃产率随温度升高而逐步增加且芳烃是主体产物。在实验的低温阶段,水的加入使得煤岩样中可溶有机质向气态和不溶有机质转化,从而使得可溶有机质组分呈降低趋势,而在高温阶段时煤岩加水后可溶有机质有所增加。在煤岩加水热模拟实验中,烷/芳值均小于1,再一次说明了水对芳烃缩聚的抑制作用及对烷烃形成的促进作用。     

塔里木盆地煤岩在不同介质条件下热模拟实验中烷烃系列有机地球化学特征

对塔里木盆地侏罗系煤岩在不同介质下的热模拟实验和正构烷烃系列色质测试分析结果表明,在400℃前后煤岩成烃机理不同。结合对峰型、ΣC21-/ΣC22+值、OEP指数和P r/Ph值等地球化学参数的研究,指出了不同热演化阶段的成烃机理:在低温阶段(<350℃)煤岩主要是裂隙、晶格间吸附烃和结构边缘烃的排出;在350~400℃之间,脱甲基及链断裂效应使得煤岩排烃进入高峰期;在高演化阶段(≥450℃),大量内部结构烃发生断裂重排,550℃以上温度达到第二个热降解高峰,产出烃发生脱甲基、链断裂和开环效应。模拟实验还表明,OEP指数变化较大,其每次变化都伴随一次生烃高峰;P r/Ph值随着热演化程度呈降低趋势;有水、伊利石和蒙脱石存在时,会改变煤岩在热演化过程中高碳数烃的热降解速率,有利于液态烃的形成。     

天然气中稀有气体浓度与同位素比值联测技术及应用

研制了天然气中稀有气体纯化富集的前处理装置,并与稀有气体同位素质谱仪联用,构建了气体样品中He、Ne、Ar、Kr、Xe浓度和同位素比值联测的分析系统,通过1次进样可得到5种稀有气体组分浓度和同位素比值的共计23个数据。稀有气体纯化效果可达99.9%,质谱分析He、Ne、Ar、Kr浓度的相对标准偏差小于10%,同位素比值分析的标准偏差普遍小于5%。将该方法用于分析塔里木盆地天然气样品,得到了丰富的地质地球化学信息,通过稀有气体分布特征进一步明确了塔河和雅克拉气田区域构造活动的差异,以及二者气源岩特性的不同。     

库车坳陷陆相烃源岩及原油中的氧芴系列化合物

分析了塔里木盆地库车坳陷三叠系、侏罗系7个湖相泥岩和3个煤岩以及5个陆相原油样品中的萘、联苯、氧芴、芴、二笨并噻吩、菲、蒽、惹烯、和苯并蒽系列10种重要芳烃化合物.研究发现,氧芴系列化合物在煤岩样品中丰度高,在湖相泥岩样品中丰度低.据岩、油芳烃总离子流图中氧芴系列化合物,特别是氧芴之相对丰度对比研究结果判识,沙3井白垩系原油、羊塔克5井下第三系和白垩系原油以及却勒1井下第三系原油可能为库车坳陷下侏罗统阳霞组或中侏罗统克孜勒努尔组的煤成油,英买7井奥陶系原油和牙哈1井下第三系原油可能为库车坳陷三叠系、侏罗系湖相泥岩成油.该研究结果对进一步开展库车坳陷油源对比研究和油气勘探具有一定的意义.     

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准噶尔盆地天然气同位素组成特征及成因探讨(摘要)

我们收集了准噶尔盆地50多个天然气样,进行了天然气组分,气态烃碳、氢同位素、稀有气体氦、氩同位素分析,结合盆地地质背景,研究了盆地天然气同位素地球化学特征,探讨其成因和来源。文中提出了天然气碳、氢同位素组成特征与母质、沉积环境和成熟度的密切相关。利用天然气甲烷δ~(13)C_1与R_0的关系、对不同母质类型的天然气进行归一化,提出了回归方程式和准噶尔盆地Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型天然气δ~(13)C_1-R_0的模式,表明在整个演化过程,这两类天然气δ~(13)C_1值有明显差别为天然气成因分类提供了重要信息,基于对天然气气体组分,碳、氢同位素组成的研究,结合其它指标,提出了准噶尔盆地天然气成因分类及综合判识指标。氩同位素的研究为盆地确定五套气源岩提供了重要依据。由第三纪到石炭纪其     

地球化学动态示踪油气成藏过程初探——以库车坳陷大宛齐构造为例

塔里木盆地库车坳陷大宛齐油气藏中³⁸Ar的富集与缺氧流体及挥发分沿大断裂运移有关,吐孜玛扎断裂是流体活动形成的³⁸Ar运移至油气藏的主要通道;而大北油气藏低的³⁸Ar丰度显示了气源就近成藏的特征。大宛齐油气田为原生油气藏,并非后期气侵作用形成。油气藏形成后期,因圈闭封闭能力弱造成气体轻组分沿破裂部分散逸,形成现今饱和程度较低的凝析气藏。大宛齐油气田为下生上储型成藏,三叠系和侏罗系为其主生油层系。在大宛齐油气田的形成过程中,烃类先沿吐孜玛扎断层运移,再从北向南进入大宛齐构造。大宛齐油气藏中的液态烃为中生界淡水湖相沉积有机质在成熟-高成熟演化阶段的产物。大宛齐油气田经历了早期与晚期两个充注过程,晚期充注的高-过成熟天然气密度较小因而主要聚集在上方,早期形成的相对高密度的天然气主要聚集在下方。     

泥质烃源岩中粘土矿物结合有机质热演化的红外发射光谱研究

选取济阳坳陷古近系渐新统沙河街组泥质烃源岩,进行小于2μm的粘土组分提取,运用红外发射光谱技术研究粘土矿物结合有机质的热演化过程和有机-粘土相互作用对有机质热演化过程的影响.结果显示,代表脂肪链结构的甲基、亚甲基振动吸收峰随着温度的升高,强度逐渐降低,烷基链由于受到粘土保护而晚于支链分解;代表芳香结构的芳环的振动吸收峰强度变化较为复杂,798,779,750cm-1等峰随温度升高而减弱,而1600cm-1和3030cm-1峰则在200℃左右才出现并不断增强,随后慢慢减弱,且芳香度指数一直增加,显示出明显的芳构化过程.同时,粘土矿物层间水合阳离子通过"水桥"机制将含羧基的有机分子结合起来,对其演化有抑制作用.红外发射光谱研究揭示出粘土矿物结合的有机质主要通过脂肪族化合物的芳构化转化实现生烃的演化特征,是烃源岩热演化研究的有效手段.