沥青材料微观组成与宏观性质关联性研究

为了研究沥青微观组成与宏观性质的关联性,选取10种沥青对其微观组成和宏观性质进行分析,通过红外谱图分析不同沥青官能团结构的区别,利用灰色关联法对影响60℃动力黏度、针入度指数、残留针入度比的微观性质进行关联度排序,并建立BP神经网络模型进行性质预测。结果表明:红外谱图分析不能实现对不同种类沥青的精确分辨;芳香分质量分数对60℃动力黏度和针入度指数的影响程度最大,而胶体不稳定指数是影响残留针入度比的最重要因素;BP神经网络模型的预测值与真实值的拟合效果较好,最小相对误差可低至-0.61%,最大相对误差不高于10%。

超临界二氧化碳萃取泥页岩中可动油实验研究

针对泥页岩基质型页岩油有效开发面临的问题,以渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷古近系沙河街组沙三下亚段典型含油泥页岩样品为例,开展了地层温度下密闭压裂改造后一定负压和超临界二氧化碳流体在不同压力条件下吞吐萃取可动油实验研究。实验结果揭示:地层温度与一定负压下仅微量轻质组分(<C15)可流动;在相同地层温度与流体压力下,随着超临界二氧化碳流体吞吐作用时间增长,可动油主要组分的碳数呈现增高趋势;随着流体压力的增大,超临界二氧化碳吞吐萃取可动油量显著提高,不仅以游离态赋存的轻质油组分和中质油组分被有效萃取出来,而且部分以束缚态(吸附—互溶态)赋存的重质组分也被萃取出来。超临界二氧化碳技术在提高泥页岩基质型页岩油采收率领域具有广阔的应用前景。

川中震旦系灯影组原生—同层沥青的成因及意义

以往研究认为,四川盆地震旦系灯影组广泛存在的沥青为后生—储层沥青,其来自古油藏裂解,油源为下寒武统泥岩。但近年在四川盆地震旦系灯影组亦发现原生—同层沥青存在,是以上观点无法解释的。通过重新研究四川盆地震旦系灯影组沥青镜下赋存状态、生物标志物及沥青含量分布特征,并结合震旦系灯影组碳酸盐岩无机微量元素等的分析,结果表明沥青确实有来自震旦系灯影组碳酸盐岩生油岩的贡献,且灯影组碳酸盐岩也具备了形成好的生油岩的古沉积环境和保存条件。

源内残留沥青原位裂解生气对有机质生烃的影响

利用金管模拟装置进行了一系列全岩升温热解实验,探讨了源内残留沥青的原位裂解生气行为及其对源岩生烃的影响。矿山梁地区泥岩和抽提样品升温热解结果表明,残留沥青对源岩生油和生气具有重要贡献,其裂解生气量可达源岩总生气量的32.3%。动力学计算表明,源内残留沥青原位裂解生气平均活化能为234.1kJ/mol,要明显低于油藏中正常原油的裂解。矿山梁地区泥岩生成烃类气体的最大产率为28.5 mg/g,要明显高于抽提样品,且前者的活化能相对较高。基于实验结果和地质推演可发现,源内残留沥青原位裂解的门限温度仅为140℃,比排出(源外)原油的裂解低30℃左右。此外,麻柳桥地区泥岩及抽提样品的全岩热解表明,残留沥青是高成熟源岩的主要气源。

加拿大油砂沥青中极性化合物的电喷雾—高分辨质谱研究

目前,生物降解作用对饱和烃生物标志物、芳香烃生物标志物参数以及小分子含氮化合物参数影响的研究较多,而对大分子极性化合物组成影响的研究较少。采用负离子电喷雾—傅立叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)分析不同降解级别的加拿大油砂沥青中酸性及非碱性氮化合物分子组成,结果表明,加拿大油砂沥青中杂原子化合物组成非常复杂,共鉴定出10种不同杂原子类型(N1、N1O1、N1O2、N1S1、O1、O1S1、O2、O2S1、O3、O4)的化合物,其中以O2类化合物为主。随着生物降解程度的加深,N1、N1O1及O1类化合物的相对丰度逐渐降低,而O2及O2S1类化合物的相对丰度显现出逐渐增加的趋势;高分辨质谱分析在石油大分子杂原子化合物研究方面所独有的优势,为石油地球化学研究提供了新的思路。

塔北地区志留系沥青砂岩热模拟实验及其供烃意义

采用人工样品与地质样品2套模拟实验方案,开展了塔北志留系沥青砂岩作为再生烃源的生烃潜力的模拟实验。综合人工样品与地质模拟实验中不同温度的产率、产物组成变化,志留系沥青砂岩作为再生烃源的演化可分为蒸发分馏排油气阶段(模拟温度100～300℃,相当于Ro<0.9%)、裂解油气生成排出阶段(模拟温度325～400℃,相当于Ro=0.9%～1.8%)、裂解生排气阶段(模拟温度大于400℃,相当于Ro>2.0%)3个不同的演化阶段。就塔北志留系沥青砂岩实际埋深及成熟度而言,能进入裂解油气生、排阶段的志留系沥青砂岩,现今埋深应在6 000 m以上的,主要分布于沙西—哈拉哈塘地区。资源量估算认为,塔北志留系沥青砂岩虽不足以形成大规模的油气聚集,但也是塔北地区重要的辅助性再生烃源。

克拉玛依天然沥青的溶解性及重要生物标志物组成分析

常温下借助超声辐射手段,选用22种不同溶剂对克拉玛依天然沥青进行萃取,并对其中6种萃取物进行了GC/MS表征.结果表明,萃取率与溶剂介电常数和溶解度参数密切相关.初步分析了2-乙基己醇形成的可能性,并且在天然沥青中检测到大量的生物标志物,包含正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物及甾族化合物等.结合生物标志物的特征可知,该天然沥青的成熟度较高,在成岩过程中几乎不存在生物降解作用,生成天然沥青的地理环境可能与某些海洋或者湖泊条件有关,陆源物质、海(湖)相母质、细菌、藻类和一些高等植物对天然沥青的生源有很大的贡献.初步揭示了天然沥青中有机质的组成和分布规律,丰富了有机地球化学知识体系.

应用化学降解方法研究固体沥青——以川东北固体沥青为例

采用选择性化学降解方法并结合多种有机地球化学测定手段对川东北固体沥青的母质来源及成因进行了研究。与固体沥青中可溶有机质的对比结果表明,化学降解释放出的生物标志化合物具有相对低的热演化程度,可以反映早期的母质特征。生物标志化合物参数和沥青反射率数据表明此类固体沥青经历了相对较高的热演化作用,并可能遭受了一定的生物降解。由生物标志化合物推测该样品固体沥青的母源以菌藻类低等水生生物为主,且沉积在一个具有一定咸度或水体较深的环境。

鄂尔多斯盆地西南部长8段砂岩沥青地球化学特征及其来源分析

系统采集了鄂尔多斯盆地西南部地区延长组8段沥青砂岩,对砂岩沥青的地球化学特征进行了研究,探讨了沥青的母质特征、形成环境和成熟度。研究结果表明:(1)长8段砂岩沥青中高碳数的正构烷烃优势明显,规则甾烷中C_(29)含量相对较高,萜烷系列中四环萜烷含量较高,C_(24)四环萜烷/(C_(24)四环萜烷+C_(26)三环萜烷)的值为0.26~0.52,C_(23)三环萜烷/(C_(23)三环萜烷+C_(30)藿烷)的值分布范围为0.06~0.41,这些都指示研究区长8段砂岩沥青母质来源为混合型,并且陆源有机质贡献较大;(2)砂岩沥青中Pr/Ph为0.67~1.07,同时,沥青中检测出低丰度的β胡萝卜烷,说明沥青形成环境为弱氧化—弱还原环境,较低丰度的伽马蜡烷与C_(30)+藿烷指示沥青的母质形成于淡水或微咸水湖泊环境;(3)长8段砂岩沥青的C31藿烷22S/(22S+22R)、C_(29)甾烷20S/(20S+20R)、C_(29)甾烷ββ/(αα+ββ)和C_(29)重排甾烷20S/(20S+20R)均接近或已经达到平衡值,反映沥青为成熟沥青。将研究结果与已报道潜在烃源岩的生物标志化合物特征进行对比,显示出研究区长8段砂岩沥青主要来源于延长组7段烃源岩,表明长7段烃源岩是研究区最主要的烃源岩之一。

济阳坳陷纹层状页岩油流动能力影响因素实验

纹层状页岩流动能力影响因素研究对分析页岩油的流动机理意义重大。通过建立纹层状页岩油流动实验方法,分析流体介质、流体黏度、孔隙压力、有效应力、含水饱和度对济阳坳陷纹层状页岩油流动能力的影响。结果表明:纹层状页岩的油测渗透率约为气测渗透率的1%;流体黏度增加导致纹层状页岩的渗流能力先快速下降后缓慢下降;随着驱替压力梯度的降低,纹层状页岩渗透率减小,页岩油为非线性流动;有效应力的增加使纹层状页岩渗透率快速下降,在拐点之后下降趋势变缓;随着含水饱和度的增加,纹层状页岩渗透率呈现两端缓中间陡的台阶式特征;济阳坳陷纹层状页岩不同影响因素对油渗流能力的影响程度由大到小为流体介质、有效应力、含水饱和度、驱替压力梯度、流体黏度。研究成果为纹层状页岩油的高效开发提供理论依据。

基于定量荧光技术的库车拗陷英买7构造带古近系油气成藏过程分析

利用定量颗粒荧光技术,研究塔里木盆地库车拗陷英买7构造带油气调整特征.英买19古近系储层砂岩样品定量荧光光谱响应及流体包裹体观测、储层沥青镜下分析结果表明：英买19有残余油层存在且古油柱厚度大于现今油层厚度,古油藏发育并发生原油泄漏;英买1 9现今油水界面在4 706 m处;英买7构造带油气藏早期吉迪克期～康村期以油充注为主,并形成古油藏,晚期库车期开始以气充注为主,天然气经过阶段性充注、气洗改造原有油气藏,古油水界面多次向下调整,后受构造抬升运动影响,最终形成现今凝析气藏.该研究成果为英买7构造带古近系油气成藏过程研究提供依据.

油指纹鉴别中特征比值的t检验比较法

介绍了基于油品特征比值进行油指纹鉴别的t检验比较法,包括方法原理、特征比值的筛选及鉴别原则,并分别以某原油及其风化样品的油指纹鉴别和2种不同原油的油指纹鉴别为例,说明了t检验法在两个油品鉴别中应用的有效性,该方法将传统油指纹鉴别中繁杂的谱图比较或抽象的数值比较转化直观简洁图形判别,减小了目视谱图比较的主观随意性和人为差别,并提出了量化指标,使得鉴别结果更加可靠,利于油指纹鉴别方法的标准化和推广.同时综合文献也给出应用t检验法进行油指纹鉴别的局限性.

鄂尔多斯盆地能源矿产氯仿沥青Sm-Nd同位素研究

对鄂尔多斯盆地石油、煤、含铀砂岩及其围岩的氯仿沥青进行了Sm-Nd同位素研究。结果表明,盆地流体(包括深部流体)活动具有多期性,且后期的流体活动对铀矿床的形成具有重要作用;赋存于同一套地层中的含铀砂岩沥青、煤沥青及石油沥青,虽然均具有富集地幔特征,但并非同期活动的产物;东胜矿区侏罗系直罗组煤沥青和盆地西南部陈家山矿区侏罗系延安组的煤沥青,源区时代上存在较大差异,伴生沥青并非全部由煤的热演化形成,可能还存在外来流体的加入,且东胜直罗组煤的伴生沥青较延安组煤的伴生沥青来源深度更大;盆地内马岭油田的直罗组石油沥青、陈家山延安组煤层石油沥青及其煤沥青在源区特征上具有内在联系。

藏北羌塘盆地羌资1井中侏罗统沥青脉生物标志化合物分布特征及其意义

藏北羌塘盆地羌资1井中侏罗统沥青脉生物标志化合物含有丰富的正烷烃、类异戊二烯烷烃、萜类化合物和甾类化合物。正烷烃图谱形态以单峰形态占优势,主碳峰以nC16、nC17、为主,次为nC18、nC20、nC15,轻烃组分占有绝对优势,OEP值介于0.69-1.22之间,平均值为0.96,偶碳数优势不明显;Pr/Ph值介于0.35～0.78之间,平均值为0.59,具有明显的植烷优势。萜烷相对丰度表现为五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷,γ-蜡烷普遍存在,但相对含量较低;甾烷主要为规则甾烷,少量孕甾烷,规则甾烷∑(C27+C28)>∑C29,∑C27/∑C29介于0.61～2.18之间,平均值为1.06,显示弱的C27甾烷优势或弱的C29甾烷优势。有机质母质构成中,除有丰富的藻类等低等水生生物外,可能还有陆生高等植物输入混合。成熟度参数和镜质体反射率均显示沥青脉中的有机质处于成熟-过成熟阶段。沥青脉形成环境为还原环境。另外,除饱和烃和芳烃含量上有明显差别外,中侏罗统夏里组砂泥岩中的沥青脉与布曲组碳酸盐岩中的沥青脉的生物标志化合物无明显区别。

延安周边地区页岩地球化学特征及页岩油潜力评价

延安周边地区长7泥页岩地层中获得工业油流,使得针对该地区的勘探工作开始审视页岩油目标。基于此,开展了系统化的烃源岩品质评价工作以及页岩油气潜力分析工作,以期为深入的页岩油勘探提供参考。研究表明,研究区页岩有机质丰度整体较高,平均总有机碳含量4.05%;有机质类型主体为Ⅰ型、Ⅱ1型及Ⅱ2型;整体进入了生油窗,处于成熟生油的热演化阶段。页岩的物质来源为陆地与湖泊的混合来源,其整体上沉积于弱还原弱氧化环境。三类有机质中,有机质含量越高,则其生烃能力也越强;Ⅰ型有机质的生烃能力最大、Ⅱ1型有机质次之,Ⅱ2型有机质相对最小。Ⅰ型有机质、Ⅱ1型有机质及Ⅱ2型有机质,页岩油含量即总游离烃量分别为10.30 mg/g、8.99 mg/g、8.14 mg/g。页岩油相态以游离态为主,吸附态相对较少。可动用性方面,页岩油的可动用资源集中于Ⅰ型有机质,Ⅱ1型有机质可动用较差,Ⅱ2型有机质可动用性极差。在综合勘探潜力方面,最适于进行页岩油勘探的对象是Ⅰ型有机质,其次为Ⅱ1型有机质。Ⅱ2型有机质基本无页岩油勘探潜力。

高速公路施工过程中沥青质量控制研究

通过采用工地试验室检测和送检第三方检测两种手段相结合的方式,统计分析某高速公路路面施工过程中的沥青原材料检测数据,对比两种手段对沥青原材料质量的控制效果,得到在高速公路施工过程中可以推广应用的沥青原材料质量控制的一些措施和建议。

钻井泥浆中油含量测定方法优化研究

通过实验分别用紫外分光光度法和红外分光光度法测定实际样品钻井泥浆中的油含量,并从准确度、线性范围和检测限等方面进行系统分析评价。结果表明,红外法和紫外法灵敏度都很高,适合于微量甚至痕量油含量的测定,但红外法准确度较高。从操作方面来看,虽然红外法较紫外的仪器设备及操作条件复杂,但红外法不受油品成分的限制,而紫外法的标准油样不易制备且要求透光率较高。综合分析,对于钻井泥浆中油含量的测定,红外法更准确、可靠。

基于主成分分析的沥青性能综合评价方法

应用SPSS 23.0数据统计分析软件,基于沥青常规检测性能指标,使用主成分(PC)分析方法将沥青常规指标降维、归集为4个PC,利用PC贡献率建立沥青的性能综合评价公式和综合评价参数,实现不同品牌、不同批次沥青样品的性能综合对比。结果表明:石油沥青9个常规指标归集PC中,PC-1 a性能倾向高温性能,PC-2 a倾向老化性能,PC-3 a倾向延展性能,PC-4 a倾向安全性能,PC-1 a的贡献率(权重系数)最高;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)改性沥青11个常规指标归集的4个PC中,PC-1 b性能倾向于黏弹性和塑性,PC-2 b倾向安全性和老化性能,PC-3 b倾向于凝胶程度和流体性能,PC-4 b倾向于稠度和塑性;在沥青的选择上,应结合现有标准,当沥青符合标准后方可利用综合评价参数进行性能对比评价与筛选。