吐哈盆地烃源岩研究进展与低演化油气的形成

通过对吐哈盆地中、下侏罗统6块源岩抽提物的饱和烃和芳烃馏分进行有机地球化学研究,除进一步印证了前人一些主要结论(如母源输入以高等植物为主、有机质类型以Ⅲ型为主和源岩演化程度低等)外,还发现了一些富有科学意义的新的现象与特征,主要包括:源岩样品中含较高丰度的树脂体类化合物;样品中存在八硫环形式的单质硫;源岩有机质经受过较明显的生物降解作用。认为树脂体类化合物是低演化烃的重要母质,单质硫八硫环和生物降解作用都会导致有机质成烃活化能降低,从而促使有机质在较低的热演化阶段形成油气;这些新的发现对于认识源岩在低演化阶段形成商业性的低熟气储层具有重要意义;吐哈盆地有机质成熟度主体处于RO<0.8%的演化阶段,所生成的原油应为低演化阶段的油,天然气则相应为低熟气。

烃源岩中C19～C29甾烷系列和25-降藿烷系列的检出及其地质意义

沉积有机质中通常可检测到C21(孕甾烷)、C22(升孕甾烷)和C27～C29甾烷,但C19、C20和C23～C26甾烷并不常见。在三塘湖盆地芦草沟组黑色页岩中检出了完整的C19～C29甾烷系列和25-降藿烷系列。如此完整且丰度较高的此类化合物,尚无文献报道。这一新的资料可能蕴含着丰富的油气地球化学信息。初步认为这2个系列的化合物指示:其古环境为干旱和咸化水体环境;有机质以藻类和浮游生物等低等水生生物来源为主,在沉积初期遭受强烈的生物降解作用;原始有机质与细菌降解的产物共存,成为生烃先质。

三塘湖盆地上二叠统芦草沟组烃源岩地球化学特征

三塘湖盆地上二叠统芦草沟组分布面积广、厚度大、有机碳含量高,具好的生烃潜力,是盆地内主力烃源岩。烃源岩样品可溶有机质中含有丰富的脂肪酸、脂肪酸酯等含羰基化合物,随着埋深增加,饱和烃和芳烃含量递增,非烃含量和有机碳则呈递减趋势,表明含羰基化合物对源岩生烃有较大的贡献。饱和烃的各项指标显示,烃源岩的沉积环境为咸化湖相还原环境,母质输入以水生生物为主,陆源物质输入较少。诸多证据表明,在沉积初期和成岩早期细菌输入较多,细菌输入有机质构成了原始有机质的一部分,细菌改造原始有机质并产生前述含羰基化合物,在热作用和微生物作用下均可成烃。

低演化烃源岩有机质微生物降解的生标组合特征

研究了吐哈盆地低演化烃源岩有机质受到细菌微生物改造后其生物标志物的分布特征。结果表明:低演化有机质在经受细菌微生物作用时不同系列生物标志物的降解敏感性存在"类阶梯式"序列:正构烷烃>无环类异戊二烯烷烃>藿烷>甾烷>芳香烃。甾烷C29αββ/(ααα+αββ)和芳烃9-MP/ΣMP是良好的细菌微生物作用有机质的敏感参数。同一烃源岩有机质的生物标志物参数出现:OEP2>OEP1(OEP1可能出现偶碳优势);藿烷C31αβ22S/22(S+R)>甾烷C29ααα20S/20(S+R);及甾烷C29αββ/(αββ+ααα)>C29ααα20S/20(S+R)等异常组合特征,可认为该源岩经历过较强烈的微生物作用过程,其降解程度可用每对参数比值的大小来判识,进而可将这些异常生标组合特征作为判识该地区有无微生物成烃(气、油)的依据。研究区源岩被微生物改造后改变了原始有机质的性质,使其生烃活化能大大降低,在低演化阶段即可生烃,从而有利于低熟油、气的生成。

准噶尔盆地东部侏罗系烃源岩和天然气地球化学特征及低熟气勘探前景

对准噶尔盆地东部侏罗系烃源岩有机地球化学特征进行了研究,结果显示准噶尔盆地东部侏罗系烃源岩有机碳含量分布范围广泛,TOC为0.13%~81.06%,烃源岩评价为差—中等生油潜力,但生气潜力较大;镜质体反射率Ro分布和与热演化程度相关的生物标志化合物参数(OEP值、CPI值、甾烷和藿烷异构化参数、甲基菲指数等)表明大多数烃源岩处于未成熟—低成熟热演化阶段;有机质类型以III型为主,部分八道湾组和西山窑组烃源岩为II2型。此外,对准噶尔盆地东部侏罗系天然气组分和碳同位素组成分析结果表明,侏罗系天然气以烃类气体为主,甲烷含量为65%~98%,C1/C1-5为0.62~0.98,以湿气为主,碳同位素组成分布范围较广,其中甲烷同位素组成δ13 C1值为-50.7‰^-28.2‰,乙烷δ13 C2为-32.5‰^-23.7‰,丙烷δ13 C3值为-30.6‰^-21.6‰,以煤型气为主,仅三台—北三台地区天然气显示为油型气-煤型气混合的特征。在对准噶尔盆地东部地区侏罗系煤系烃源岩和天然气样品分析的基础上,通过与吐哈盆地典型低熟气区烃源岩和天然气地球化学特征对比认为准噶尔盆地东部阜东和三台—北三台地区已形成一定规模的低熟气聚集,具有巨大的勘探潜力,是准噶尔盆地低熟气有望取得突破的重点地区。

吐哈盆地中下侏罗统源岩和油的生物标志物分布特征——饱和烃馏分

通过对吐哈盆地煤系地层中下侏罗统煤岩、炭质泥岩、原油饱和烃组分的有机组分分析,获得以下认识:具有共同的特征生物标志化合物:γ-羽扇烷、异降松香烷、C24-四环二萜烷、高丰度C29甾烷,表明它们具有相同的高等植物母质来源。较高Pr/Ph比值、以及γ-蜡烷相对丰度很低等指示环境的参数具有一致性,说明它们的早期沉积环境相同,都是水质偏淡的弱氧化—弱还原环境。甾烷异构化参数C29-ββ/(ββ+αα)在研究的低演化煤岩及炭质泥岩(Ro:0.47～0.53)中显示明显的高比值(0.294～0.489),显示岩样在成岩过程中曾遭受过比较强烈的微生物作用,因此,煤岩早期的微生物作用可能是煤系地层早期生烃的动因。

塔里木盆地海相碳酸盐岩中有机酸盐的分析

提出热重/差热(TG/DTA)、红外光谱(IR)和气相色谱/质谱联用结合(GC/MS)分析塔里木盆地海相碳酸盐岩中有机酸盐的方法。用TG/DTA对标样(硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸钙和碳酸钙)进行分析,确定有机酸气化而有机酸盐不气化的温度区间,由此设计从碳酸盐岩中分离和提取有机酸盐的实验步骤。研究结果表明:验证碳酸盐岩中确实存在有机酸盐;塔里木盆地海相碳酸盐岩中有机酸盐的含量与样品中的碳酸盐含量无相关性,而与样品的沉积相类型具有一定的相关性,即斜坡相沉积环境的沉积岩中相对富集有机酸盐。

塔北隆起深层海相油藏中原油及族组分碳同位素组成的纵向分布特征及其地质意义

利用MAT252同位素质谱仪分析了塔里木盆地塔北隆起深层海相油藏中原油及族组分的碳同位素组成。研究表明该区深层海相油藏中原油的全油碳同位素组成主要受生源控制,受热力作用影响较小;而在继承生源的碳同位素组成的基础上,热力作用将对原油族组分的碳同位素组成及其逆转和分馏产生重要影响。总的趋势是随着油藏埋藏深度的增大和热力作用的加强,饱和烃组分的碳同位素组成逐渐变重,而沥青质组分的碳同位素组成不断变轻,族组分碳同位素逆转程度和分馏程度有所加强,并出现饱和烃(芳烃(非烃(沥青质的整体逆转现象。塔北隆起深层海相原油族组分的碳同位素组成的纵向变化特征,可以反映出热力作用对原油稳定性的影响。

分流比对烃类单分子氢同位素分析的影响

在单体烃的氢同位素系统测定中,以甲烷为样品,选择不同的分流比(0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0),采用气相色谱-高温热转换-同位素比率质谱对相应的氢同位素比值进行研究。结果表明,不同的分流比对峰形、出峰面积及单体烃的氢同位素值有不同程度的影响,总体上随着分流比的增大,峰宽及峰面积呈现指数方式递减;特别是当分流比较小(小于1)时,导致氢同位素值测定结果的不确定度增大;分流比较大时,氢同位素值趋于稳定。文章对造成这种现象的原因进行了分析,认为在单体烃的氢同位素的分析中,选择较大的分流比不会导致明显的同位素分馏,从而对样品分析更为有利。

辽河断陷烃源岩有机地球化学特征

为了研究辽河断陷东、西部凹陷烃源岩地球化学特征的差异及其与油气形成的关系,利用RockEval和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对断陷内古近系沙河街组烃源岩进行了详细的有机地球化学特征研究。通过对18块烃源岩可溶有机质饱和烃进行GC-MS测试和生物标志化合物的分析,并分别在东、西部凹陷烃源岩饱和烃馏分m/z 191和m/z 231质量色谱图中检测到了松香烷和甲基甾烷系列化合物,显示出相同(近)层段烃源岩不同的生物标志化合物特征。研究结果表明:东、西部凹陷相同(近)层段烃源岩形成的古环境、母源输入等存在显著差异,这可能是造成东、西部凹陷烃源岩差异,并影响辽河断陷东、西部凹陷油气藏差异的重要原因。

四川盆地气矿天然气开发过程中温室气体的排放特征

天然气开发过程是化石能源系统重要的排放源之一.包括我国在内的发展中国家对于油气系统温室气体排放的研究尚处于起步阶段,并且也无统一的计算方法.为研究我国天然气开发过程中温室气体排放情况,以四川盆地某较大规模(年产气量约16×108m3)的天然气气矿为研究对象.利用甲烷泄漏浓度检测仪对该气矿井口、集气站、配气站等场站的所有元件的潜在泄漏点进行了逐一检测,同时采集油田水和天然气样品,在实验室对油田水露天放置过程和天然气火炬燃烧过程的温室气体排放进行了模拟研究,计算了该矿2011年天然气开发过程中温室气体排放量.结果表明:2011年研究气矿CH4和CO2排放量分别为1 033.32和1 295.56 t,折合CO2当量为27 128.56 t.与采用IPCC(政府间气候变化专门委员会)《2006年国家温室气体清单指南》第一层次方法计算的结果对比发现,IPCC方法计算结果(CH4和CO2排放量分别为20 287.39、12 479.74 t,折合CO2当量为519 664.74 t)远高于实测法计算结果,因此,IPCC方法总体上严重高估了我国温室气体排放量.

塔里木盆地海相碳酸盐岩沥青“A”的地球化学特征

塔里木盆地采集的海相碳酸盐岩样品经粉碎后在索氏抽提器中用氯仿溶液抽提,正己烷沉淀沥青质后,可溶有机质进行柱色层族组成分离,获得饱和烃、芳烃、非烃,饱和烃和芳烃直接进行气相色谱-质谱分析,非烃经三氟化硼-甲醇混合液酯化后进行气相色谱-质谱分析。结果显示,样品有机质的演化程度高,母质类型以水生生物为主,台地相成烃古环境为富含单质硫的微生物发育的咸化深水还原环境。样品有机质经历过强烈的环化-芳构化过程和去甲基化过程有利于以甲烷为主的天然气的生成。样品的芳烃馏分中检测到C31-16-one、C33-16-one和C35-18-one长链中位酮化合物,推断这些长链中位酮可能是有机酸盐存在的特征生物标识化合物。

吐哈盆地台北凹陷侏罗系煤系源岩地球化学分类及意义

烃源岩的沉积环境、母源输入与有机质性质有着密切联系,吐哈盆地台北凹陷不同层系、不同地区侏罗系煤系烃源岩由于其沉积环境、母源输入的不同,导致其地球化学指标差异;通过对源岩地球化学指标相关性分析表明,姥植比(Pr/Ph)是反映源岩沉积氧化还原环境和水体盐度的重要指标;C29ααα20R在C27～C29规则甾烷ααα20R中的相对含量也是反映沉积水体盐度的重要指标。同时发现源岩类型划分的主控指标是族组成中芳烃、沥青质组分含量及饱芳比、非沥比等四项指标,姥植比、伽马蜡烷指数为源岩类型划分的次控指标,据此将台北凹陷侏罗系煤系烃源岩划分为三类。

盐湖相低演化烃源岩的生烃机理及生物标志物演化特征——沥青“A”热模拟

柴达木盆地盐湖相低演化烃源岩沥青"A"的热模拟研究表明:在热作用下其排烃高峰在热模拟温度较低区间220～270℃,且以非烃和沥青质相对丰度最高为特征。沥青"A"在由未熟—低熟—成熟的演化过程中,各系列生物标志物的成熟速率不同,表现为正构烷烃>藿烷>甾烷。非烃和沥青质中含杂原子的极性化合物在热模拟温度300℃后开始大量发生脱羟基、脱羧基、脱羰基及链断裂反应。沉积有机质在低演化阶段甾烷C29-ββ/(ββ+αα)值异常高表明该地区细菌微生物发育。柴达木盆地低演化烃源岩在较低温度区间大量排烃,是细菌微生物对沉积有机质改造后其活化能大大降低所致。

2粒子未知态的受控分级量子通信

提出了1个以6粒子团簇态为量子信道实现2粒子未知态的受控分级量子通信方案.不同的接收者因其受发送者的信任程度不同而对未知态的恢复能力也不同.发送者对手中的3个粒子做1次vonNeumann联合测量,控制者根据不同的接收者或自己做局域测量或联合测量.接收者收到2次测量结果后做相应的幺正操作可恢复未知态,完成本次的量子通信.

气相色谱-稳定同位素质谱法测定溶解无机碳碳同位素

选用NaHCO，配制了浓度分别为0．24、1．19、2．38和4．76mmol／L的溶解无机碳（DIC）溶液，经过1h、4h、8h和24h不同平衡时间，建立了一种分析DIC碳同位素的方法。不同浓度的DIC样品与其母质NaHCO，的δ^13C值之间差值仅为（0．2～0．5）‰。通过对照组的实验结果和对空气CO2的碳同位素测试与研究，证明此方法可有效避免实验过程中大气等物质对样品的污染，确保实验结果的准确性。

黏土矿物对油气生成的催化作用:研究进展与方向

黏土矿物是烃源岩的主要组成部分,但其对油气形成所产生的影响和作用还存在很多争议。大多数研究认为:在开放含水体系中,黏土矿物没有催化作用甚至对生烃有抑制作用;在封闭体系中,黏土矿物对烃类物质的生成具有催化作用。关于黏土矿物的催化作用,一种观点认为黏土矿物的催化大大提高了烃类物质的产率,且增加了生成物中烃的种类;另一种观点认为,黏土矿物的催化只改变产物的组成,而不改变烃类物质的产率。黏土矿物的催化机制主要有正碳离子机制和自由基机制,在地质过程中两者中哪一个起主导作用,尚无统一的认识。目前的研究主要集中在以正碳离子机制支持的催化裂化,缺乏对自由基机理的研究,特别是地质过程中自由基发挥的作用。通过对前人在该领域研究成果的分析,寻求造成研究结果迥异的原因,阐述黏土矿物催化研究的新认识,提出多种地质催化剂协同催化的研究思路。

天然产物中脂肪酸两种不同分离方法的GC/MS对比研究

采用皂化法和超声抽提．柱色层两种不同的提取分离方法，提取天然枸杞中的脂肪酸。结果表明：样品皂化分离法获得脂肪酸产率高，是超声波．柱色层法提取脂肪酸的2．96～4．79倍，且纯度高、不饱和脂肪酸丰富。而超声波提取．柱色层法获得的脂肪酸中不饱和脂肪酸及长链脂肪酸（C18：0－C30：0）均较皂化法少。对天然产物采取柱色层分离出脂肪酸只有游离酸，而皂化法则能够通过离子交换的形式同时获得游离酸及结合酸。

我国西北地区含油气盆地构造反转研究进展

近年来的研究表明,我国西北地区含油气盆地在中、新生代发生了构造反转,这是该区油气地质研究中的一个新的重大科学问题。综述了有关西北地区含油气盆地构造反转的研究概况、研究进展及有关盆地的基本特征;指出西北地区含油气盆地中的中小型盆地的伸展结构保存较好,反转构造较为清晰,而大型盆地构造复杂,其前陆地区的构造反转特征相对清晰;据此提出了构造反转盆地的研究思路和主要研究内容,认为反转构造对油气聚集与成藏的控制作用和反转盆地中油气的分布规律是未来研究的核心问题。

准噶尔盆地南缘柴窝堡凹陷泥页岩地球化学和矿物学特征研究

利用XRD、Rock-eval和气相色谱—质谱仪对准格尔南缘柴窝堡凹陷上石炭统、上二叠统及下侏罗统的泥页岩进行了地球化学和矿物学特征分析。有机地球化学实验结果指示,柴窝堡凹陷石炭纪至二叠纪经历了较长时期的淡水—微咸水沉积环境,有机质来源具有相似的母源输入特征,干酪根类型具有II型混合母质特征;有机质热演化特征表明,下侏罗统泥页岩处于低熟阶段,上石炭统与上二叠统泥页岩具有机质丰度较高、有机质类型丰富、热演化处于成熟—高成熟阶段等特点;矿物学特征显示,上二叠统泥页岩长石、石英等脆性矿物含量为73%,粘土矿物次之,指示其脆性指数较高,具有较好的可压裂性和粘土表面吸附性。结合前人认识,预测该段泥页岩中可能蕴藏着一定规模的页岩气资源,具有较好的页岩气资源前景和勘探潜力。