煤岩显微组分模拟实验气态产物碳氢同位素特征

碳氢同位素研究是油气地球化学研究的一个重要方面。通过对神山褐煤镜质组与丝质组中碳氢同位素的分析得出:同一温阶,镜质组和丝质组气体产物中甲烷及其同系物具有与天然气相似的碳同位素分布特征,随烷烃分子碳数增加而逐渐增高,即δ13C1δ13C2δ13C3;不同温阶时,气体产物中甲烷及其同系物的δ13C具有明显的同位素分馏特征,即随温度的增加δ13C1、δ13C2、δ13C3值相应增高。而对镜质组与丝质组气体产物中的δD而言:同一温阶,具有δDH2δD1δD2δD3δD4的规律;不同温阶,随温度的增加,δDH2、δD1、δD2、δD3、δD4值相应增高,也表现出明显的同位素分馏特征。     

硫酸盐热还原反应蚀变天然气组分热模拟实验对比及意义

通过在烃源岩中加入硫酸盐和不加硫酸盐的热模拟实验,对比分析了实验中气体组分产率的变化特征,对TSR蚀变天然气的变化规律进行了探讨。结果表明:TSR反应使样品的总产气率增大,增大的部分主要为非烃气体,说明当孔隙体积和温度不变的情况下,气藏经过TSR反应改造后,容易形成高压气藏;同时,甲烷气体的产率降低,但由于在实验条件下,有机质可能受高温裂解和氧化还原2种反应共同作用,因此不能确定甲烷产率降低的原因是TSR反应蚀变甲烷引起的,但是可以肯定TSR反应对甲烷产率有较大影响;TSR反应对乙烷气体产率的影响可能和有机质类型有关。发生TSR反应后,Ⅲ型有机质的乙烷产率增加,Ⅰ型和Ⅱ型有机质的乙烷产率减少,这可能是由于Ⅰ型和Ⅱ型有机质比Ⅲ型有机质更容易发生TSR反应,其相对裂解生成乙烷的能力就弱一些。实验中硫化氢的含量低于二氧化碳的含量,而地质实际天然气中硫化氢的含量普遍高于二氧化碳的含量。二氧化碳与钙等金属离子结合形成碳酸氢盐,可能是二氧化碳含量降低的主要原因。二氧化碳分异过程可能是使储层物性明显改善的主要原因。     

鄂尔多斯盆地姬塬地区长81浅水三角洲砂体成因

鄂尔多斯盆地长8段为浅水三角洲沉积,其沉积特征与典型的Gilbert三角洲有所不同。主要利用测井、岩心和薄片等资料,重点分析了姬塬地区长8₁砂体的物源搬运距离、物源补给量大小以及湖水水体性质、水动力条件等,确定了姬塬地区长8₁砂体沉积环境和形成条件。分析认为姬塬地区长8₁砂体距离物源区较近,物源供给稳定且较为充足;研究区长8₁期湖水水体浅且为微咸水,湖盆底部形态平缓,属于浅水三角洲沉积环境,其中,在长8₁期基准面上升过程中,湖水强势扩张使得湖水扩张动力大于河流入湖动力。姬塬地区长8₁沉积期,在物源补给量稳定且较为充足、湖水扩张动力强于河流入湖水动力的条件下,砂体受到湖水强烈的顶托作用,使砂体被动提前卸载,于是形成了垂向叠加期次不明显、纵向延伸距离长且连续性好的“连续退积式”厚层砂体。     

陕北地区长81浅水缓坡砂体类型特征及成因模式

鄂尔多斯盆地在长8₁期处于浅水湖泊沉积环境,盆地东北部的陕北地区在该期湖盆底部形态相对更加平缓、水体更浅。利用测井、岩心、薄片等资料,从储层类型、时空展布、岩石学特征、物性等方面研究了长8₁储层特征,认为研究区长8₁期主要发育水下分流河道砂体和河口坝砂体,砂体单层厚度薄、泥质含量高,具有明显的多旋回性、砂体垂向和纵向上连续性差,但分布范围广;砂体为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,属于细砂岩和极细砂岩;物性整体上差,属于典型的低孔特低渗—超低渗储层。分析表明造成该类型砂体形成的主要原因是：①研究区距离物源区远,且供给量不充足;②水体浅、湖盆底部形态平缓,湖岸线波及范围广;③湖水动力和河水动力弱。因此,在上述沉积环境下,在小期次湖平面升降过程中,长8₁砂体形成了“拉锯”式的砂体沉积模式。[HJ]     

黏土矿物甲烷吸附性能与微孔隙体积关系

为了揭示黏土矿物在含气页岩储层中所扮演的角色,选择以不同黏土矿物为主的黏土岩进行了孔隙—表面积测量和甲烷等温吸附实验。测量显示,黏土矿物以3~100nm微孔隙为主,并出现3~6nm和20~70nm 2个主要分布区。其中,蒙脱石黏土以小孔占优势,伊/蒙混层黏土以小孔和中—大孔同时发育为特征,高岭石、绿泥石和伊利石黏土均以中—大孔为主。蒙脱石、伊/蒙混层和高岭石黏土为孔隙发育类型,总孔隙体积和表面积分别达到0.04mL/g和11.47m2/g以上。不同类型黏土岩的甲烷吸附能力有较大差异,利用朗格缪尔方程拟合计算的蒙脱石黏土、伊/蒙混层、高岭石黏土、绿泥石黏土、伊利石黏土、粉砂岩及石英岩小于270目试样的最大甲烷吸附容量分别为8.12mL/g、3.66mL/g、2.70mL/g、2.28mL/g、1.72mL/g、0.97mL/g和0.70mL/g。黏土岩的表面积不仅取决于总孔隙体积和孔隙率,而且与孔隙尺寸的分布关系更为密切。黏土岩中小于100nm微孔隙体积与甲烷最大吸附量显示良好的线性关系,因此,页岩微孔隙体积的大小反映其天然气的吸附能力,而气体吸附能力的大小受其内孔隙,特别是小于20nm微孔隙发育程度的控制。不同黏土矿物由于形态结构、孔隙大小和孔隙率的不同,导致其气体吸附性上的差异,而这种差异不仅与黏土的类型有关,而且受岩石成因和成岩作用的影响。     

常见黏土矿物电镜扫描微孔隙特征与甲烷吸附性

野外采集的黏土岩的电镜扫描图像分析显示,黏土矿物孔隙分布于颗粒之间和颗粒内部板片自然错断处,前者形态不规则,后者呈楔形或面状缝隙。具层间结构的蒙脱石层内发育纳米级连通孔隙。蒙脱石微孔隙最为发育,伊-蒙混层黏土次之,其粒间孔和层面缝隙为20~100 nm,层内连通孔隙小于50 nm。高岭石黏土主要发育20~100 nm的粒间孔。伊利石和绿泥石晶体颗粒较大,以微米级孔隙为主。吸附实验所反映的各种黏土矿物甲烷吸附能力与电镜扫描反映的微孔发育程度相吻合,指示泥页岩中的纳米级微孔在一定程度上决定着泥页岩的比表面积和气体储存能力。黏土岩的孔隙发育与岩石成因和成岩演化有关,孔隙大小主要受黏土颗粒大小的控制。     

鄂尔多斯盆地吴起地区长9段和长10段原油地球化学特征对比

鄂尔多斯盆地吴起地区延长组长9油层组和长10油层组的源储特征存在较大争议。针对这一问题,通过地球化学测定方法,对该地区长9段原油和长10段原油的地球化学特征进行了精细对比和解剖,研究发现：长9段原油地球化学特征变化较大,其正构烷烃具有双峰和单峰2种类型,C₂₇-C₂₉甾烷呈倒“L”型分布,表现出明显的高等植物输入特征,说明母质来源广泛。长10段原油正构烷烃呈单峰分布,C₂₇-C₂₉甾烷呈“V”型分布,母质来源基本上均为水生微生物,并且来源集中。结合碳同位素特征判断长9段-长10段原油形成于淡水弱还原-弱氧化环境中。综合以上特征推断出长9段原油和长10段原油可来源于不同的烃源岩。它们具有完全不同、相对独立的油源。长9段原油部分来自长7段上部烃源岩。该发现将为延长组下组合的成藏机理研究提供帮助。     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组沉积充填演化及其对印支构造运动的响应

通过对鄂尔多斯盆地三叠系延长组地层发育特征、湖盆充填演化、盆地边缘沉积特征以及事件沉积发育规律的分析,探讨了早印支运动与鄂尔多斯盆地的沉积响应过程。研究表明,长10-长9沉积期,印支运动较弱,鄂尔多斯盆地基本继承了晚海西期以来的构造平稳的格局,湖盆开始发育;从长8沉积末期开始,鄂尔多斯盆地南部构造活动开始增强,秦岭造山带在该时期迅速隆升使北秦岭地区沿商丹断裂带发育一系列山间盆地的砾岩堆积,同时导致盆地南部海相碳酸盐岩基底遭受剥蚀,碳酸盐岩岩屑在砂岩中开始出现;长7沉积期,伴随着湖盆的强烈扩张、西南部磨拉石建造的快速堆积以及事件沉积频发,印支运动活动强烈,鄂尔多斯盆地进入板块碰撞拼接、幕式构造运动最活跃的时期;长6-长4+5沉积期,鄂尔多斯盆地西南部地层中仍有震积岩出现,但凝灰岩含量急剧减少,表明构造活动的强度和频率降低,湖盆开始重新进入稳定沉降期。延长期湖盆演化随着印支运动发展经历了初始拗陷、强烈拗陷、回返抬升和萎缩消亡的完整过程,具有快速沉降、缓慢充填、沉积中心不断向西南迁移的特征。     

两种热模拟体系下热解产物的相关性研究

对南宁褐煤在封闭体系和开放体系下开展了热模拟实验,并对其在2种热模拟体系下的氢气、气态烃和液态烃产率的演化特征以及相互关系进行了研究。结果表明,在煤岩热解生烃过程中,封闭体系下液态烃出现的温度区间为250～600℃,开放体系下液态烃出现的温度区间为250～550℃。通过氢气、气态烃和液态烃产率的对比分析,发现液态烃是影响有机质发生缩聚反应的主要因素。2种热模拟体系下,氢气和气态烃产率分别与液态烃产率呈负相关关系,而氢气和气态烃产率呈正相关关系,且三者的总演化趋势相同,说明有机质演化是一个稳定的过程,和自身化学键的键能密切相关。在高温阶段,2种热模拟体系下的气态烃产率基本相同,因此在计算生气量时,产气率数据的选择要考虑演化程度的影响。