烃源岩地质色层效应的模拟实验

利用未混油或混油源岩样品在低温、加压条件下分别对纹层状泥岩、暗色块状泥岩及灰质块状泥岩样品进行排烃模拟实验,其中块状泥岩及灰质块状泥岩被研碎后混入同层原油,而纹层状泥岩不被研碎(也未混油),以保持其层理结构的完整性。实验结果显示,排烃过程造成轻烃相对富集,色谱图中主峰碳前移,正构烷烃分布及部分甾、萜烷参数值在排烃过程中产生明显变化,萜烷对运移的敏感性没有甾烷强。在排烃过程中纹层状泥岩与块状泥岩及灰质块状泥岩的地质色层效应有着显著的差异,相对而言,块状泥岩与块状灰质泥岩的排烃效率低,但排烃过程造成了它们出现较为明显的地质色层效应,而纹层状泥岩排烃效率高,但在排烃过程中地质色层效应不明显。分析认为源岩的物理结构是造成这种地质色层效应的差异的主要原因之一。

芳烃地质色层效应的模拟实验

为考察芳烃系列地质色层效应,利用未混油或混油源岩样品在低温、加压条件下对块状暗色泥岩及灰质泥岩样品进行排烃模拟实验,实验样品来源于渤海湾盆地东营凹陷坨73井沙三下段3 160 m处泥岩及梁斜61井沙四上段2 432 m处灰质泥岩,两块样品有机碳含量分别为3.08%和4.0%,成熟度指标Ro分别为0.42%和0.45%。实验结果显示,芳烃系列地质色层效应强弱与芳烃化合物分子量大小呈正相关关系,分子量越大,运移能力越弱,地质色层效应越不明显;排烃过程造成萘等低分子量系列离子流含量整体升高,而三芳甾烷等高分子量系列离子流含量整体下降;在系列内部,重排后的1,3,6-TMN(三甲基萘)较1,2,5-TMN容易运移,甲基取代菲比其对应的无取代基的母体菲难以运移,氧芴、硫芴及联苯系列内部各化合物相对含量变化较大,该系列化合物有关比值具有作为油气运移指标的潜力。

天然气运移地质色层效应机理和指标探讨

笔者采集了四川盆地威远和中坝气田沿水平方向剖面分布的气井中天然气、凝析油样品,进行了色谱和色谱-质谱分析表明,大部分组分参数向构造圈闭顶部递增,少数呈现递减趋势。认为这种组分分布是天然气(凝析油)渗流运移过程中地质色层效应的结果。笔者着重从分子极性、分子量和分子直径(体积)的角度探讨了参数递增或递减的机理。经过对化和筛选,认为凝析油ABI_1,参数和天然气△R_3参数是较理想的渗流运移专属性指标.

煤与泥岩排烃过程中甾、萜烷色层效应差异

利用未混油或混油源岩样品（指在源岩样品中加入一定量石油）进行低温排烃模拟实验，系统研究了煤与泥岩排烃过程中甾、萜烷的色层效应。结果表明，在排烃过程中煤与泥岩甾、萜烷的色层效应存在显著差别。煤排出烃与残留烃之间的甾、萜烷分布产生了明显的变化，许多常用的甾、萜烷参数的变化已难以解释其排出烃与残留烃之间的关系，但泥岩排出烃与残留烃之间的甾、萜烷分布特征仍具有可比性。煤与泥岩表现出的明显不同的甾、萜烷色层效应提示，应用甾、萜烷等生物标志物解决煤成烃问题时必须充分考虑排烃作用的影响，并需进一步探索适用于煤成烃的方法和指标。

原油中咔唑类参数运移示踪效应的驱替模拟实验

油气运移研究对油气勘探与开发至关重要,受原油黏度、复杂化学组成及潜在的多种地质因素影响,原油运移方向与路径的确定难度较大。分子地球化学参数是研究油气运移规律的有效方法之一,实际成藏过程中的这些参数受其形成、相对组成以及演化程度等因素的影响。在实验室条件下可实现单一因素控制下的分子参数效应,采用室内驱替模拟实验的方法,在填砂管上进行油驱水实验,利用C18固相萃取柱分离与富集不同运移距离吸附油中的咔唑类化合物,考察原油中咔唑类化合物的运移示踪规律。结果表明,咔唑类参数1-/4-MCA、1,8-/1,7-DMCA、1,8-/2,4-DMCA、1,8-/2,5-DMCA、1,8-/2,7-DMCA比值均随着运移距离的增加而显著增大,特别是全屏蔽型与全裸露型异构体比值1,8-/2,4-DMCA和1,8-/2,5-DMCA的增长幅度可达63.97%和35.50%,这些参数具备作为良好的运移示踪参数的潜质;而参数苯并[a]/[c]咔唑所表现出的运移示踪规律与前人部分实际油藏运移研究不符,可能是苯并咔唑类化合物的运移受其本身构型和其他地质条件的影响,建议该参数在应用到油气运移示踪研究时须谨慎使用。实验结果可为原油运移示踪参数研究提供有效的方法借鉴,但在实际地质应用时仍需结合分子动力学等手段对相关参数进行验证与优选。

油气运移聚集过程中的地球化学作用

原油组成虽然受源岩有机质类型和成熟度的控制 ,但运移过程中和成藏后的次生变化可以彻底改变其原来的面貌。原油排出后遭受的溶解和吸附作用对集聚原油的组成有一定的影响 ,由于油藏温压条件的变化、断层活动、剥蚀、地震或盖层微渗漏等导致的运移分馏作用对原油组成的影响更为重要。运移分馏作用可以产生衍生凝析油和残余油。衍生凝析油中轻组分非常富集 ,且通常聚集在较浅的储层中 ;而残余油中富含高分子量化合物 ,尤以含蜡量增加较为明显。可见凝析油和高蜡油的形成并非单纯由母源和成熟度控制 ,认识到运移分馏作用的影响有助于人们避免对地化资料的错误解释。

渤南洼陷深层(沙三/沙四段)原油—水—岩石相互作用模拟实验研究

为了能更好地研究地层温压条件下原油—水—岩石相互作用发生的化学变化及其对成藏条件特别是储层物性等的影响,结合渤南洼陷深层的成藏条件及流体动力系统等特征,进行物理实验模拟。结果表明:1)在一定的温压条件下(温度120℃、压力45MPa)岩石及实验后的原油化学成分及生物标志物均发生了变化。油样的饱和烃含量增加,沥青质+非烃含量明显降低;油砂的饱和烃含量沿实验装置从下到上逐渐增加,最高值达62.22%,沥青质+非烃含量由40.55%下降到12.78%。实验样品的生物标志物及族组成显示油沿着实验装置从下向上运移过程中发生了地质色层效应。2)原油—水—岩石相互作用以溶蚀作用为主,并随原油在实验本体内从下向上的运移而逐渐增强。溶蚀作用的结果改善了普遍以低孔低渗为特征的深部储层的物性,为深层油气的运移和保存提供了有效空间。

石油二次运移的分子地球化学特征

该文采用索氏抽提法获得模拟实验中不同运移距离的油样,用GC/MS对这些油样中的饱和烃、芳烃馏分进行了分析。正构烷烃、烷基菲、烷基硫芴以及烷基芴在石油二次运移初期分馏效应的研究结果表明:极性非常小的正构烷烃进入充满水的疏导层后,受粘土矿物物理吸附的影响较大,导致nC18-/nC19+的峰值比在一定的运移距离内呈现递减的趋势,当物理吸附达到平衡后,nC18-/nC19+峰值比则有明显的递增趋势;极性较大的芳烃馏分在地质色层效应的影响下,烷基菲、烷基硫芴、烷基芴表现出明显的高分子滞后的运移分馏效应;正构烷烃和芳烃馏分在石油二次运移初期首先受到物理吸附的作用,并且这种作用对正构烷烃在时间、空间上的影响远大于芳烃馏分。这些实验认识为合理有效地评价油气运移过程提供了有力的研究依据。

东营凹陷沙三、沙四段石油运移地球化学特征及意义

利用生物标志化合物、碳同位素和原油烷烃色谱等地球化学指标研究了东营凹陷沙三段（Ｅｓ３）、沙四段（Ｅｓ４）油气运移的基本规律。油源对比证实，利津和牛庄洼陷Ｅｓ３、Ｅｓ４生油岩分别向其附近和周缘地区提供了油源。根据“地质色层”原理，分析了原油中烷烃含量、ｎＣ２１－／ｎＣ２２＋比值、甾烷Ｃ２９αααββ＋αα比值、烷烃主峰碳数、δ１３Ｃ值、原油密度和粘度等地球化学指标的变化规律，表明利津和牛庄洼陷内石油具有“离心”式运移的典型特征，反映了压实流盆地古流体势场对油气运移的控制作用。研究结果对压实流盆地油气运移、聚集理论模型和模拟方法的研究具有重要的地质意义。

四川盆地北缘MVT铅锌矿中有机质运移方向

通过沥青-泥页岩的生物标志化合物等特征对比研究,发现沥青与泥页岩中的有机质均来源于藻类等低等生物,沉积环境为缺氧且具有一定盐度的还原环境。根据"地质色层"效应,通过对沥青正构烷烃等生物标志化合物在地球化学指标上的变化规律研究,表明区内油气的运移方向上具有较好的一致性,都表现出有机质运移方向为自东向西。

煤成气干燥系数影响因素探讨——以鄂尔多斯盆地北部上古生界为例

干燥系数广泛应用于煤成气(天然气)地球化学特征及成因、成藏研究,而对于煤成气干燥系数影响因素的专题研究较少。通过对鄂尔多斯盆地北部东胜(杭锦旗)、大牛地、苏里格气田上古生界煤成气化学组分的测试及资料收集,分析了该区煤成气干燥系数的纵、横向分布特征,建立了"二段式"纵向分布模式,并结合区域地质背景,探讨了控制其分布的主要地质因素。研究表明:(1)该区上古生界煤成气干燥系数呈自盆地中心向边缘减小的平面分布特征和自下而上先减小再增大的"二段式"纵向分布特征;(2)煤成气干燥系数受到成熟度、地质色层作用和逸散作用等影响;(3)干燥系数的宏观区域分布主要受控于气源岩成熟度作用。纵向上,影响干燥系数"二段式"分布的主控因素不同,下部烃源层内为成熟度作用,而上部储集层内则是地质色层作用。局部保存条件欠佳地区干燥系数还受到逸散作用影响而减小。

油气二次运移地球化学常用参数变化规律的新认识——石油二次运移模拟实验的启示和思考

为了利用地球化学参数的变化规律正确判断油气二次运移方向,运用自行设计的实验装置进行了油气运移模拟实验,对收集的样品族组分、饱和烃色谱-质谱、芳烃色谱-质谱、烷基酚类化合物及中性氮化合物进行了分析。结果表明,原油在通过输导层的运移过程中,具有和色谱(色层)过程同样的效应,在地层中运移的组分(除饱和烃族组分外)含量都不是单调地降低或者升高,而是有一个富集的过程。将化合物相对浓度曲线和化合物比值曲线合成一张图,则可根据化合物相对浓度和比值的关系正确判断运移的方向:二者一致升高的方向或者一致降低的方向就是油气运移的方向;如果二者不一致,那么降低的一方的变化方向就应是油气运移的方向。

烷基二苯并噻吩类化合物的运移示踪:基于驱替实验和分子模拟的研究

原油中烷基二苯并噻吩类化合物沿运移路径的分布,除了受地质色层分馏效应的影响,还受到有机质来源、成熟度、沉积环境等多种因素的影响。为了研究地质色层分馏效应单一因素下烷基二苯并噻吩类的运移示踪规律,在驱替模拟实验的基础上,用气相色谱-质谱方法剖析了驱替路径上该类化合物的分布特征和运移分馏规律,并从分子模拟角度进行了佐证。结果表明:随着运移距离的增加,吸附油中二苯并噻吩(DBT)、甲基二苯并噻吩(MDBT)和二甲基二苯并噻吩(DMDBT)的绝对浓度均呈现递减趋势;参数4-/1-MDBT、4,6-/(1,4+1,6)-DMDBT和4,6-/2,4-DMDBT显著减小,而参数2,4-/(1,4+1,6)-DMDBT和(2,6+3,6)/(1,4+1,6)-DMDBT则呈现出显著的上升趋势。根据分子模拟结果,发现烷基二苯并噻吩类与水介质之间吸附作用的强弱同时与化合物的Connolly分子表面积及偶极矩紧密相关,表面积和偶极矩越大,分子越容易与地层介质中的水分子发生吸附作用,且分子偶极矩的差异影响更显著。

石油初次运移迹象的判别与生油岩排油能力的讨论

作者从石油在运移过程中的“地质色层”作用出发,用一种新的方法——“沥青A、C对比法”进行石油初次运移迹象的判别以及运移层划分;讨论了总烃(HC)以及饱和烃(A1)中不同碳数正构烷烃的运移效率;提出了一个可用于盆地生油岩评价的新指标——比界面积(K)。

克拉玛依油田形成中石油运移的地球化学

本文利用石油和岩石之间在非烃、沥青质、甾烷和萜烷组成上的差别,揭示了克拉玛依油田形成中鲜明的运移地球化学现象。对油源区与油田之间深井中欠压实带和烃类亏损现象的研究,进一步阐明了油气运移的条件。结果表明,油气经长距离侧向运移,而后在大型隆起带上聚集起来,并沿克-乌大断裂重新分配,是这个大油田得以形成的必要条件。