鄂尔多斯盆地林镇地区延安组油气成藏规律

运用储层地球化学手段,分析林镇地区延安组中新发现的多个高效油藏的油气来源、运移路径与动力,同时系统研究了储层、盖层和圈闭等成藏条件,并探讨了油藏的成藏机制。结果表明:林镇地区延安组油藏原油主要来源于其下伏的延长组长7烃源岩。油气在高剩余压力推动下由长7烃源岩向上驱动至长6、长4+5段中,而后在浮力的推动下,以深切河谷做为运移通道,油气继续向上运移到延安组延10段至延9段中,进入延安组河道砂体,沿储层砂体发育且砂体连通性较好的河道砂体横向运移进入林镇地区构造或构造-岩性圈闭中成藏。研究结果对完善河流相油藏成藏理论和指导油气进一步勘探具有指导意义。

鄂尔多斯盆地林镇地区延安组延8油层组储层特征及孔隙演化

近年来林镇地区延安组延8油层组中不断发现新油气。利用岩心观察、薄片鉴定等分析手段,对储层特征及成岩作用进行研究,定量分析成岩过程中储层孔隙演化特征。结果表明:研究区东北部一带砂体连续,厚度普遍在14 m以上,为该区优势储集体;储层砂岩矿物成熟度较低,结构成熟度中等,沉积时环境相对稳定;孔隙类型以溶蚀孔为主,残余粒间孔次之;该储层目前达晚成岩阶段A期。储层原始孔隙度为33.6%,其演化过程主要受压实作用、胶结作用和溶蚀作用控制,压实及胶结作用导致原始孔隙度丧失16.7%与10.7%,后期溶蚀作用形成6.8%次生孔隙,有效地提升了延8油层组储层的孔隙度。

不同介质条件下油页岩热解的初步研究

利用高压釜热解实验装置,对采自民和盆地的油页岩进行全岩、全岩加去离子水和全岩加碱性饱和KCl溶液等3个系列的热解实验研究,并对这3个系列生成的页岩气和页岩油进行对比分析。结果表明:介质的加入有利于液态物的产出,跟油页岩直接加热相比,去离子水的加入使得页岩油的平均产率从83.66mg/g提高到210.15mg/g,但是抑制页岩气的生成;而碱性饱和KCl溶液的加入对页岩油和页岩气都有贡献,使得页岩油平均产率从83.66mg/g提高到186.16mg/g,页岩气平均产率从7.56mL/g增大到9.08mL/g。

宁洱火山区壳内岩浆囊现今温度:来自CO_2-CH_4碳同位素地质温度计的估计

温度是岩浆囊的重要物理参数,获取温度参数并监测其变化对更好地理解岩浆囊的物理化学性质和行为、评价火山的活动性和喷发危险性具有重要的理论和现实意义。火山岩浆-水热系统丰富的含碳气体,这些含碳气体间碳同位素温度计为我们解决休眠火山区地下岩浆囊的温度问题提供了可能。我们对宁洱火山区地表地热异常强度最高区的4个温泉点CO_2、CH_4碳同位素组成进行了2年的连续观测和2次平行观测,利用观测数据对CO_2、CH_4气体的岩浆来源进行了甄别,对CO_2-CH_4间碳同位素分馏是否发到平衡进行了判断,然后利用Horita CO_2-CH_4碳同位素平衡分馏方程计算了宁洱-通关火山区逸出气体的源区温度。结果表明:宁洱火山区4个样点中,1个样点的CO_2和CH_4均为非岩浆成因,其他3个样点的主要属于岩浆来源。剔除了非岩浆来源的数据后的δ-Δ图解法判断CO_2-CH_4间碳同位素分馏达到了平衡。3个样点的CO_2、CH_4碳气体源区温度分别为425~475℃、941~995℃和1179~1578℃。结合最上部地壳温度场结果,我们认为,宁洱火山区现今存在2个壳内岩浆房,分别位于宁洱火山以南和通关火山以北,宁洱岩浆房的温度为1179~1578℃,通关岩浆房的温度为941~995℃。2个岩浆房的现今温度已达到流纹岩浆(600~900℃)、安山岩(800~1100℃)和玄武岩浆(1000~1250℃)的形成温度。思普地震带空间上密集的6级地震丛集活动可以用宁洱岩浆房的高活动性来解释。δ-Δ图解法判断CO_2-CH_4间碳同位素分馏平衡准则应修正为:在保持两拟合直线的斜率符号相反的条件下,δ^(13)CCO_2-ΔCO_2-CH_4拟合直线和δ^(13)CCH_4-ΔCO_2-CH_4拟合直线应相交于δ轴附近截距差Δb≤0.16处。

鄂尔多斯盆地南梁地区长4+5油层组储层特征

鄂尔多斯盆地南梁地区延长组长4+5油层组是该区重要的储集层之一,包括长4+51和长4+52共2个小层。通过储层岩石学、储层物性、孔隙结构及储层控制因素对该区储层特征进行了分析,并评价了储层的储集性能。结果表明:该区砂岩以长石砂岩和少量岩屑质长石砂岩组成;储层孔隙类型以粒间孔和溶蚀孔为主;喉道以细—微细喉道为主,排驱压力相对较高,属超低渗储集岩。沉积作用和成岩作用是造成储层超低渗的主要原因。沉积作用控制了砂体的展布;成岩过程中压实与胶结作用使储层孔隙大量减少,而黏土膜胶结、溶蚀作用和烃类侵位对孔隙建造具有积极作用。根据岩性和物性特征,将该区储集岩划分为2类,优质储层的勘探应以沉积作用控制下的多套砂体相互叠置的水下分流河道沉积为重点。

不同类型有机黏土中化学结合态有机质生油能力差异性研究

通过高温高压加水热模拟,对蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质与伊利石型有机黏土中化学结合态有机质的生油能力进行了比较研究。实验结果表明,2种类型有机黏土中化学结合态有机质向原油的极限转化能力相当,生成原油数量的多少主要取决于有机质的多寡;有机黏土中化学结合态有机质会对低熟油做出贡献,但它们主体的贡献都在于生成成熟原油;蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质较伊利石型有机黏土中化学结合态有机质表现出更好的持续生烃性;2种类型的有机黏土,其化学结合态有机质都易生成含氮、氧、硫等杂原子的非烃物质;蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质较伊利石型有机黏土中化学结合态有机质更易生成含氮、氧、硫等杂原子的非烃物质。因此,对于早期生过烃的深层泥质烃源岩,在二次生烃评价时,应重点强调有机碳含量、弱化矿物类型,同时应考虑原油品质变差这一现实。

元素分析仪-同位素比值质谱测量碳氮同位素比值最佳反应温度和进样量的确定

沉积有机质的碳氮稳定同位素值是进行古气候、古环境及生态系统研究不可或缺的主要研究手段,目前碳氮同位素主要利用元素分析仪-同位素比值质谱(EA-IRMS)系统来测定。EA-IRMS测定过程中的反应温度及样品进样量直接影响反应物在测试中的燃烧程度,从而影响测试数据的精度。本文利用EA-IRMS技术,以标准样品为参考,在不同转化温度下测试碳氮同位素值,研究保证测试精度的最佳反应温度条件;同时,通过分析不同含氮量样品的检测限,明确了样品含氮量与最低检测限之间的关系,确定了精确测定氮同位素值的最低进样量。结果表明:反应温度对测试精度有显著影响,在碳同位素测定时,将反应温度设定为900℃或以上时测试精度均能达到±0.2‰;氮同位素测定时,反应温度须设定为950℃时测试精度才能达到±0.3‰。实验得出样品含氮量与检测限之间的线性相关性为R2=0.873,开展氮同位素测定时可根据此关系来判断和控制进样量。

塔北哈拉哈塘—英买力地区深层油气运移与成藏地球化学特征

采用地质、地球化学分析对哈拉哈塘—英买力地区油气特征、烃源灶部位、油气运移与成藏特征进行了反演研究。结果表明:原油物理与化学特征差异显著但有序分布,原油成熟度差异显著但成因相近。油-油、油-岩成熟度对比显示英买力地区原油与研究区埋深相近的泥灰岩没有可比性,哈拉哈塘地区深部奥陶系原油与埋深6 500~7 500 m的烃源岩成熟度相当,指示烃源灶为相邻凹陷。油气运移与成藏具有:1准差异聚集特征,从斜坡低部位至高部位,油气相态从轻质油—中质油—稠油呈规律性分布;2断层控制油气运移与聚集,油气主要聚集在断层附近,烃类流体性质、储层质量显著受控于断层,高气/油比油气主要出现在断层泄压区;3风化壳显著控制油气聚集与分布,油气主要分布在准层状风化壳上、下的岩溶储层内,具有多期充注成藏特征;4油气成藏模式为异地源-断控运移-准差异聚集-风化壳储油-多期叠加成藏模式。

高真空与脉冲放电气相色谱联用装置研发及其在岩石脱气化学分析中的应用

岩石中气体化学组成的分析具有重要意义。载气保护下的岩石脱气,过程比较复杂;高真空下岩石脱气的气相色谱分析报道较少,一般不能测量气体的总量;真空脱气质谱法对于分子量相近的气体,很难进行测量。针对上述问题,本文研制了高真空岩石样品脱气分析装置,该装置真空度<10-4Pa,空白样品压强<0.1 Pa,N2含量测量精度为0.63%,标准温压下最少可测样品量<1 mm3。将其与带脉冲放电检测器的气相色谱仪联用,实现了岩石脱气及其微升量级气体化学组成的高灵敏气相色谱分析。利用本系统分析了五大连池火山岩、松辽盆地储层岩石和四川盆地页岩样品中释放的气体,结果表明:相比以往的实验装置和方法,该系统能够直接测量岩石脱出气体的总量,分段加热脱气分析样品用量更少,气体组成分析灵敏度更高,检测的主要成分是岩石脱气常见的成分,针对性较强。

碎屑岩中岩相对碳酸盐矿物富集有机质的影响

通过盐酸酸解破坏碳酸盐矿物的方法,获取了碎屑沉积环境中碳酸盐矿物牢固束缚的可溶有机质,即氯仿沥青"C",并进行了不同环境间可溶有机质及其馏分的差异比对及富集、贫化规律的研究。研究发现:水体较深时形成的碳酸盐矿物主要富集烃类化合物,但富集能力较差;水体较浅时形成的碳酸盐矿物主要富集极性较强或分子质量相对较大的化合物,但富集能力较强。对于这些碳酸盐牢固束缚的有机质母质,若发生二次生烃,对于半深水、深水生成者,贡献的是少量的优质油气;对于浅水生成者,贡献的油质不好,但含量较大。在进行油气精细评价时要综合考虑碳酸盐矿物的形成时间及沉积环境。

贵州西部地区煤层气井产出气地球化学特征

基于贵州西部17口煤层气井不同排采时间的产出气,通过对气体组分、甲烷碳氢同位素测试以及产能数据的收集,结合研究区水动力条件以及地质特征,研究了该区域煤层气地球化学特征、地质控制因素及与煤层气产能的关系。结果显示:研究区煤层气组分以甲烷为主,属于干气~特别干的气体,甲烷组分体积分数介于91.504%~99.508%,其次为N2和CO2,不同地方煤层气井重烃含量变化大。甲烷稳定碳同位素δ13C1值介于-44.1‰^-27.8‰,δD值介于-196.5‰^-120.8‰,属于热成因气,松河GP井组和大河边Z-1井接近于原生煤层气的特征,研究区东北部织金ZJ井组及其余各井明显受到运移-扩散次生作用的影响。贵州西部煤层气井产出气的甲烷碳氢同位素值呈现东北高西南低的分布趋势,煤变质程度对产出气的地球化学特征具有主要的控制作用,其中甲烷氢同位素值的分布亦受到沉积环境的变化控制。在同一煤层气井组内部,甲烷的碳氢同位素值大小受井组内水动力条件的变化以及开发煤层埋深的影响较大。甲烷碳氢同位素值与日产气量呈现负相关关系,其本质在于甲烷的碳氢同位素受控于埋深及埋深主导的水动力条件的变化,而埋深的差异性很好的控制了产气能力。煤层气井产出气随着排采时间的变化,煤层气气体组分和甲烷碳氢同位素值呈现一定规律的变化,其中碳氢同位素值随着排采时间变化总体有波动性增大变重趋势,这与组分分馏和同位素分馏有关。

金沙江-红河断裂带温泉气体地球化学特征

金沙江-红河断裂带是青藏高原东南缘地热活动强烈、地震活动水平高、各种矿产丰富的深大断裂带。为了探索该断裂带的温泉气体地球化学时空变化特征,2015年3月~2019年7月,经过5次野外考察,采集了54个温泉逸出气体样品,对其化学组分和氦、氖与碳的同位素变化的测试结果表明:(1)金沙江-红河断裂带内温泉气体氦同位素比值(3He/4He)变化范围是0.04~0.62Ra(Ra=空气3He/4He=1.39×10^-6),计算获得的幔源氦最大比例达到7.5%,揭示该断裂带内的地质流体主要来自于壳源,幔源氦有从北向南呈现增加的趋势。以CO2为主要组分的温泉,其δ13CCO2值变化范围是-23.6‰^-1.9‰(vs.PDB)。结合区域地质条件分析,这些CO2主要来自三叠系灰岩,所占比例范围是70.1%~89.7%,而幔源CO2的比例最高可以达到4.2%。(2)金沙江-红河断裂带温泉气体的氢气浓度和氦同位素在三处断裂交汇区都出现高峰值,分别是金沙江断裂与巴塘断裂、中甸断裂与红河断裂、红河断裂与小江断裂和奠边府断裂的交汇处。与区域地震活动性的对比分析结果表明,金沙江-红河断裂带内深部流体上涌相对强烈的区域,深部流体对区域地震活动性具有重要的控制作用。

柴北缘侏罗系烃源岩生烃动力学及其应用——以赛什腾凹陷为例

采用黄金管—高压釜限定体系生烃动力学设备,对柴北缘侏罗系烃源岩进行生烃动力学模拟实验研究,获得烃源岩的生烃动力学参数。结果表明甲烷生成的活化能范围分布较宽,主要介于49～67kcal/mol之间,有2个高峰,分别为57kcal/mol和66kcal/mol,频率因子A为1×1012/s;C1-5生成的活化能范围分布较甲烷的窄,主要介于52～66kcal/mol之间,只有1个高峰为59kcal/mol,频率因子A为1.10×1015/s。然后结合建立在赛什腾凹陷中心和斜坡上的模拟井,运用Kinetics软件研究赛什腾凹陷烃源岩的生气史,认为凹陷中心下侏罗统烃源岩在29.8Ma(N1)进入生烃门限,对应的RO值为0.67%;而斜坡上的烃源岩在23.8Ma(N12)之后才进入生气门限,对应的RO值为0.87%。

我国氦气资源现状及首个特大型富氦储量的发现:和田河气田

氦气是一种重要的战略稀有资源,关系国家安全和高新技术产业发展.但我国贫氦且绝大部分依赖进口,资源安全形势十分严峻,因此开展氦气资源调查非常迫切.通过全国七大含油气盆地及其他地区氦气资源及成因系统调研,明确我国中西部含油气盆地天然气中氦气基本为壳源放射成因,其富集受富含U、Th的酸性岩或基底的分布、背斜圈闭及断裂共同控制.东部郯庐断裂带两侧含油气盆地中氦气为壳源和幔源混合成因,其富集受断裂控制明显.地热或温泉的水溶气中,含量较高的氦气主要为壳源.优选了氦气显示良好、但存在不确定性的塔里木盆地和田河气田及周缘开展氦气资源系统勘查.通过对和田河气田及周缘11口井天然气样品精细取样、分析,首次发现和田河气田为富氦气田,氦气体积含量为0.30%～0.37%(平均0.32%),为壳源成因,折算氦气探明储量1.959 1×10~8 m^3,是我国发现的首个特大型富氦氦气田.因此建议:(1)加快建设和田河气田氦气分离、液化装置,实现气田开发整体效益最大化;(2)尽快论证建设"塔里木盆地氦气战略储备基地"的可行性,开展全国主要含油气盆地氦气资源系统调查;(3)加强氦气成藏理论研究,指导氦气资源勘探.

鄂尔多斯盆地延长组长7和长8油层组流体过剩压力特征与油气运移研究

为了揭示鄂尔多斯盆地中生界延长组岩性油藏的成藏动力特征及油气运移规律，利用测井声波资料计算延长组各油层组的过剩压力值，分析延长组泥岩压实特征与流体过剩压力的分布特征，并以长8油藏为例探讨长7油层组和长8油层组之间的油气运移聚集规律。结果表明：延长组下部广泛发育稳定的欠压实带，长7油层组过剩压力值普遍较高，主要分布在8～14MPa之间，最高可达到18MPa；长8油层组过剩压力相对较低，只在局部地区达10MPa以上。泥岩厚度和性质是影响过剩压力分布的重要原因，高泥岩厚度分布区与过剩压力的高值区相吻合。长7油层组与长8油层组之间存在着较大的过剩压力差，该过剩压力差是油气纵向运移的主要驱动力；在横向上过剩压力低值区为油气运聚成藏的有利区。

鄂尔多斯盆地林镇地区原油地球化学特征

林镇地区是鄂尔多斯盆地中生界油气勘探新区,近几年在该地区发现了延长组上部和延安组下部的复合油藏。通过对鄂尔多斯盆地林镇地区原油样品和区域内烃源岩样品进行系统采集和GC-MS分析,研究了原油和烃源岩中生物标志化合物的组成和分布特征,探讨了延安组延6、延8、延9和延长组长3等油层组原油的成因;油源对比研究表明该地区延安组与延长组原油的地球化学特征均与上三叠统延长组长7烃源岩具有亲缘关系,说明原油主要来源于长7烃源岩。这些研究成果为林镇地区石油勘探开发提供了科学依据。

固相微萃取—气相色谱—同位素质谱法测定天然气中微量烃类单分子氢同位素组成

将固相微萃取技术(SPME)与气相色谱—同位素质谱(GC—IRMS)联用,通过分析涂层类型、萃取温度、萃取时间对萃取效果及化合物同位素的影响,优化操作条件,实现了天然气中微量烃类化合物单分子氢同位素的分析。实验结果表明:(1)聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯/碳分子筛(PDMS/DVB/CAR)对天然气中微量烃类的萃取效果最好,灵敏度高;(2)通过单因素实验,得到优化的萃取条件:萃取温度为30℃,萃取时间为60min;(3)萃取过程对同位素的影响不大,所得氢同位素组成与样品真实值偏差小于等于5‰,样品氢同位素组成未发生明显的分馏。将优化后的参数应用于天然气同位素分析,所得化合物(C_1—C_9)单体氢同位素比值标准偏差小4‰,满足实验要求,证明SPME—GC—IRMS方法的准确高效。

不同采样装置及储存时间对非烃气体碳、氢、氧同位素的影响

以CO2和H2为例,探讨了常见的几种气体采集装置对于非烃类气体采集、储存过程中碳、氢、氧同位素的影响。采集装置包括高压钢瓶、锡箔纸袋、玻璃瓶,其中玻璃瓶分为蒸馏水封存和饱和食盐水封存2种,实验时间为样品采集后96 h以内。整个时间段测试结果显示:对于CO2碳同位素和H2氢同位素而言,采样装置的选择和储存时间的长短对碳、氢同位素的测定影响不大,而对于CO2氧同位素,在最初的5 h内,无介质参与时所采集的样品氧同位素基本保持恒定,有介质参与时,受介质的影响,整个测试过程中氧同位素持续变化从而无法获得准确的氧同位素比值,故建议通过现场测定的方式来获取CO2氧同位素。以上实验结果可为科研人员采集非烃类气体样品时提供参考和借鉴。