二连盆地巴彦花凹陷煤层气成因类型及生气潜力

二连盆地巴彦花凹陷是内蒙古低阶煤煤层气重点开发试验区,但勘探程度相对较低,对煤层气成因认识不足,在一定程度制约了勘探开发进度。通过对巴彦花凹陷煤层气井气样水样开展气体组分、稳定同位素、水化学及放射性同位素定年等测试,并结合经典天然气成因判识图版厘清气体成因,进一步剖析生气潜力,明确生气关键要素。结果显示:C_(1)/C_(1)—5>0.99,CO_(2)-CH_(4)系数[CDMI=φ(CO_(2))/φ(CO_(2)+CH_(4))×100%]基本小于5%,干燥系数(C_(1)/C_(2+))介于104~5540,CH_(4)含量高、重烃及CO_(2)含量低。δ^(13)C(CH_(4))介于-51.80‰~-67.70‰、δD(CH_(4))介于-226.20‰~-291.00‰,δ^(13)C(CO_(2))介于-20.30‰~-37.60‰,为陆相生物成因气特征;判识图版中大部分煤层气样品落在生物成因气区域,甲烷产气途径为乙酸发酵和甲基发酵,CO_(2)主要是微生物产甲烷活动伴生产物。煤层水来源于大气降水,主要为NaHCO_(3)型弱碱性水,δ^(13)C_(DIC)为-2.6‰,δ^(18)O(H_(2)O)为-16.4‰,结合14C定年表明水为第四纪水,非原生水,为现代混合水。结合全区构造和水文地质条件分析认为,巴彦花凹陷径流区利于乙酸发酵产气,弱径流区利于生物气富集成藏。区内低阶煤储层孔渗性较好,地温适宜,水文地质条件优越,利于生物气的生成,承压区水力封堵型生物气藏发育。水文地质条件是本区生物气形成关键,在煤层气勘探选区中应重点关注。

烃源岩过成熟阶段生气潜力的实验室模拟

源岩生气潜力的定量评价主要以实验室模拟为手段,由于技术条件的限制,模拟温度一般最高到600℃,认为生气能力已经耗尽,600℃之前的生气量就可作为源岩生气潜力评价的定量依据。而对于600℃之后的生气潜力到底有没有?有多少?一直存在着争议。为了定量评价源岩过成熟阶段的生气潜力,我们通过技术开发将实验温度提高到了1 000℃,通过大量的实验结果发现,源岩在600～800℃之间仍然可以生成大量的天然气,煤系源岩的生气量占总生气量的20%～30%甚至更多,而湖相和海相源岩在这一阶段的生气量相对少一些,约占总生气量的10%,这与其干酪根的骨架结构不同密切相关。天然气生成下限的向下延伸,进一步扩大了过成熟阶段天然气的资源基础,对指导深层勘探有重要意义。

中国海相不同类型原油与沥青生气潜力研究

本文通过固体沥青、沥青砂岩及加入不同介质原油与稠油的加水密闭热压模拟实验,对比研究了海相原油与沥青的气体产率特征、生气潜力及其影响因素。结果表明:原油与沥青的生气潜力除与岩性、演化程度有关外,还与其所含可溶有机质性质和组成等密切相关,H/C原子比越大,最大烃气产率越高,生烃气潜力越大。储集岩或运移途径岩石中的原油与沥青,当其再次达到成熟—高成熟阶段时,可以作为新的轻质油气或者天然气源岩。

松辽盆地上古生界烃源岩生气潜力评价

松辽盆地上古生界烃源岩有机质类型主要为Ⅲ型,热演化程度普遍达到高—过成熟阶段。松辽盆地在三叠纪经历了长期的暴露剥蚀,之后又发生快速深埋,致使上古生界烃源岩普遍发生了二次生烃过程。因此,对上古生界烃源岩生气潜力的综合评价,应该包括一次生烃和二次生烃2部分。通过生烃热模拟试验、镜质体反射率和有机碳含量的恢复,证实松辽盆地上古生界烃源岩现今生烃潜力已经很低,地质历史时期其生烃潜力体现出明显的区域性,一次生烃以盆地西部和北部地区为主,二次生烃以盆地东部为主。在上述关键参数恢复的基础上,采用热降解率法分别计算了上古生界烃源岩的一次生气量和二次生气量。计算结果显示:上古生界烃源岩一次生气量约为566.24×1012 m3,二次生烃所提供的天然气资源量为(0.97～1.29)×1012 m3;松辽盆地上古生界烃源岩二次生烃地区主要为大庆—肇州和大安—农安一带,盆地西部已经没有生气能力,北部生气区范围小,东部成为主要的有效生气区。

中-高热演化阶段煤系烃源岩生气潜力评价

为了客观评价我国中-高热演化阶段煤系烃源岩生气潜力,改进我国煤系烃源岩的评价标准,基于低热演化阶段煤系烃源岩的评价标准和煤系有机质的热演化规律,提出了中-高热演化阶段煤系烃源岩(煤岩和煤系泥岩)的生气潜力评价分级标准,并据此对沁水盆地山西组煤岩和煤系泥岩的生气潜力进行了综合评价。结果表明:热演化程度是影响评价煤系烃源岩生气潜力的重要因素;沁水盆地山西组煤岩和煤系泥岩总体上具有较好的生气潜力,但盆地内不同区块具有各自差异的生气潜力,在寿阳、阳泉、榆次、平遥以及沁南等地区以较好气源岩为主。

渤海海域烃源岩的生气潜力与天然气成因分析

本次研究采用了黄金管的生烃模拟实验分析了渤海海域6个古近系的烃源岩样品的生烃特征并计算了各生烃凹陷的生气强度。研究表明,烃源岩初次裂解气阶段对应的Ro为0.6%~1.3%时,生气高峰对应Ro约为1.2%。Ro达1.3%时,大部分干酪根初次裂解气已生成,对应的产气率平均为122.93 m L/g TOC,达到好的气源岩标准;Ro>1.3%的高演化阶段则主要为油二次裂解气。Ro为1.0%与1.3%时烃源岩的气油比(累积生气量与累积生油量的比值)分别约为0.22(1∶4.5)与0.39(1∶2.6),表明古近系三套烃源岩均具有良好的生气潜力。基于产气率图版计算的各凹陷的生气强度普遍大于20×10~8m^3/km^2,说明研究区具备形成大中型油气田的物质基础。基于已发现天然气的化学组成与碳同位素组成特征,渤海海域现今已发现的天然气主要为有机成因的热成因气,进一步可分为油型气与偏腐殖型气,而且为干酪根初次裂解气,天然气的成熟度对应的Ro值总体低于1.3%,这整体与热模拟实验结论相吻合。与辽东湾地区相比,渤中地区天然气主要为溶解气富集,主要原因是该地区断裂活动强度大,不利于天然气保存。

海相成熟干酪根生气潜力评价方法研究

高成熟阶段干酪根热解氢指数(HI)非常低,在热成熟度指标镜质组反射率Ro为2.0%以上的Ⅰ或Ⅱ型有机质,一般都在20mg/gTOC以下,甚至接近0mg/gTOC,因此,一般认为这种干酪根生烃能力极低。本文通过对不同成熟阶段的干酪根采用元素分析和热解模拟实验相结合的方法,发现HI指数很低的高过成熟阶段干酪根仍然具有一定的生气能力,生气潜力是HI指数的数倍,如HI指数为12mg/gTOC的样品,H/C原子比为0.46,生气能力仍然为65mg/gTOC,占总生烃能力的15%左右,说明成熟—过成熟有机质HI指数不适合衡量生气潜力。同时发现,干酪根生气能力与H/C原子比具有极好相关性,相关系数达到0.96,通过回归公式所获得有效生气干酪根H/C原子比下限为0.26。

海相页岩烃源岩系中有机质的高温裂解生气潜力

海相页岩烃源层系具备晚期高温裂解生气的能力。以上扬子地区寒武系筇竹寺组、志留系龙马溪组及华北地区长城系—青白口系下马岭组为例,通过封闭系统与开放系统对海相泥页岩烃源岩的晚期生气潜力进行了研究,确定了海相泥页岩具备晚期高温裂解生气潜力,并运用晚期生气能力参数(LGP)和晚期生气类型比(LGT)两项参数对海相泥页岩烃源岩的高温裂解生气能力进行评价。烃源岩的热演化生烃过程是一个非常复杂的过程,在发生热裂解生烃的同时,也通过缩聚反应生成一定量的耐熔大分子——杂原子化合物(NSOs),在高温演化阶段杂原子化合物发生裂解并产生烃气。岩石热解实验显示,筇竹寺组与龙马溪组高演化阶段的烃源岩样品仍然有热解烃类产出,例如样品SP-1在Ro=2.42%以后仍然得到0.092mg/g(HC/TOC),表明了高演化程度下烃源岩仍具有生烃能力,但生烃产率较低。以LGP—LGT为标准评价了海相泥页岩晚期生气能力,所测海相泥页岩LGT>1,说明具备晚期生成B型高温裂解气的能力;而LGP分布在0.51到0.55之间,说明具备中等高温裂解生气潜能。所测样品高温裂解平均生气潜力为2.6mg/g(HC/TOC),属于较低的天然气产率,折算下来约0.2m3/t(HC/岩石)。以我国蜀南地区志留系龙马溪组页岩气为例,实测含气量约3m3/t(HC/岩石),则高温裂解产气将占到6.7%。

松辽盆地深层断陷沙河子组烃源岩分布预测与生气潜力

松辽盆地下白垩统沙河子组是深层断陷的主要烃源岩发育层系,目前钻井揭示其厚度大（＞700 m）,埋藏深（＞3 500 m）,但钻井大都分布于深层断陷的边部,断陷内部烃源岩层揭示少.根据断陷结构样式及地震反射特征,总结出单断箕状断陷和双断地堑式断陷两种沙河子组烃源岩发育模式,并确定深层烃源岩主要有五种存在形式.断陷中部席状平行结构、成层性、连续性好的地震反射特征的烃源岩最为落实,主要为深湖-半深湖相,暗色泥岩厚度大,暗地比高（45％ ～70％）.深层沙河子组烃源岩总生气量约148.38×1012 m3,天然气资源潜力巨大.

惠民凹陷含煤地层生气潜力分析

从有效气源岩的概念出发 ,通过实验测定了该区含煤地层最大吸附气量 ,结合模拟实验中产气量与总有机碳 (TOC)、热解生烃潜力 (S1+S2 )、氢指数 (HI)、最大镜质组反射率 (Rmax)等指标的相关关系 ,提出了不同演化阶段煤系地层有机质生气潜力下限及各指标适用范围 ,并据此对惠民凹陷石炭二叠系煤岩、泥岩等气源岩进行了评价 ,证实了该区煤岩和泥岩可以作为有效气源岩。该成果对该区的煤型气勘探有一定指导作用 。

石灰沟地区上石炭统煤系气源岩生气潜力分析

柴达木盆地东缘石灰沟地区上石炭统克鲁克组含煤岩系地层厚度大,分布范围广,具备煤系气资源形成的条件。煤系烃源岩全区分布,矿区中部最厚,以岩性组合特征将克鲁克组划分为四段,总体有机质丰度较高,但克1段有机质丰度较其他三段略差。克鲁克组烃源岩以Ⅱ型干酪根为主,部分为Ⅲ型,且全段均无差异地表现为成熟–高成熟演化程度的特征。以底界埋深、泥岩累计厚度、灰岩累计厚度等有效信息圈定了研究区石炭系克鲁克组煤系气发育优选区,即CY井以西地区。

准噶尔盆地风城组烃源岩生气潜力与天然气勘探领域

准噶尔盆地天然气探明率低,亟需寻找战略接替领域。下二叠统风城组是盆地最重要的一套烃源岩,但对其生气潜力研究较少。利用最新钻井和地震资料,通过生烃动力学、同位素动力学、有机岩石学和盆地模拟,系统分析了风城组的生气潜力。研究表明,该套烃源岩岩性复杂,除暗色泥页岩外,还包括沉凝灰岩、含凝灰白云质泥岩、钙质泥岩、硅化白云质页岩、硅硼钠石岩等,其有机质为Ⅰ型—Ⅱ_(1)型,总体属于中等—好烃源岩。风城组烃源岩单位总有机碳甲烷产率高,最高可达650 mL/g。在沙湾凹陷和盆1井西凹陷,该套烃源岩在早、晚白垩世先后进入生气高峰,生气强度大于20×10^(8)m^(3)/km^(2)的面积达13000 km^(2),具备形成大—中型气田的资源潜力。在2大凹陷周缘发现大量来自风城组的高熟油型气,也发育近源和源内有利勘探目标,有望成为准噶尔盆地天然气勘探的新领域。

川西坳陷须二段气源岩地球化学特征与生气潜力分析

四川盆地须家河组为一套陆相含煤地层，通过对川西坳陷上三叠统须家河组须二段气源岩有机地球化学特征分析，探讨了该段气源岩的生气潜力。结果表明，煤系泥岩总有机碳含量介于0．43％～17．62％，平均值为2．64％，有机质类型以腐殖型为主，镜质组反射率分布范围为0．95％～3．11％，热演化程度高，以高成熟为主，部分进入了过成熟演化阶段，为好的气源岩；煤、炭质泥岩有机质类型为腐殖型，热演化程度达到高成熟-过成熟演化阶段。通过对气源岩生标组合特征进行分析，认为研究区沉积时期曾经历明显的海侵事件，为该区气源岩有机质的富集、保存及转化成烃提供了雄厚的物质基础，增加了该区的生气潜力。因此，川西坳陷上三叠统须家河组须二段是一套重要的气源岩，具有很好的生气潜力。

海相干酪根天然气生成成熟度上限与生气潜力极限探讨——以塔里木盆地研究为例

塔里木盆地海相寒武系-奥陶系烃源岩的热解、干酪根元素、高温热解气相色谱及黄金管封闭热模拟实验揭示，海相Ⅰ，Ⅱ型干酪根的天然气生成成熟度上限或“生气死亡线”为镜质体反射率3．0％；以煤为代表的Ⅲ型有机质的“生气死亡线”最高可达镜质体反射率10％．不同类型有机质生成天然气的极限量存在明显差别．干酪根元素物质平衡法计算，海相Ⅱ型干酪根在R0〉1．5％以后演化阶段的生气量极限小于185m^3／t（TOC），不足其总生烃量的30％；在R0〉2．0％演化阶段的生气量极限小于110m^3／t（TOC），不足其总生烃量的20％．岩石热解法获得的相同演化阶段天然气生成量仅为干酪根元素质量平衡法计算值的1／10左右．黄金管封闭高温高压热模拟和高温热解方法获得的生气量介干两者之间，镜质体反射率1.3％以后的生气量极限为60～90m^3／t（TOC）．岩石热解法获得的生气量是最小生气潜力，而干酪根元素质量平衡法获得的生气量是其极限生气潜力，实际生气量应低干元素质量平衡法计算出来的生气量极限．

通过沥青含量定量评估过成熟页岩排油效率:以丁页5井龙马溪组页岩为例

过成熟页岩(Ro>2.5%)地层中分布的沥青为残留油裂解后产生的焦沥青,其含量与分布特征能在一定程度上指示页岩残留油的含量。根据演化过程中有机质生排烃特征及C元素的转化关系,建立了根据焦沥青含量恢复过成熟页岩排油效率的方法,并以丁页5井为例,评估了丁山地区龙马溪组页岩的排油效率和晚期生气潜力。结果表明,丁页5井龙马溪组页岩焦沥青面分布率为0.35%~1.31%,整体上与总有机碳(TOC)含量呈正相关关系,估算排油效率为27.7%~75.7%,其中TOC>2%层段的排油效率均大于60%(平均70.7%)。在此基础上,估算丁页5井龙马溪组页岩晚期生气潜力(排油过程之后的实际生气潜力)为1.9~9.2 m^(3)/t(以页岩计算),其中TOC>2%层段的生气潜力均大于4 m^(3)/t,高于页岩气商业开发的含气量下限(3 m^(3)/t),与现今龙马溪组页岩气的开发现状一致,表明通过沥青含量恢复的排油效率以及基于此评估的页岩晚期生气潜力具有一定的指导意义。

礼乐盆地地层发育特征及其与油气的关系

文中论述了礼乐盆地中、新生代地层的发育特征,认为盆地内广泛发育有厚度较大的三叠纪—白垩纪地层,具有中等—好的生气潜力,是盆地内一套具有良好油气远景的主力烃源岩。盆地内新生代地层发育齐全,最大沉积厚度可达6 000m,古新统—中始新统为盆地烃源岩发育最有利的层位。

不同地质条件下各种类型气源岩气态烃产率的求取

气源岩的气态烃产率是评价气源岩生气潜力的重要指标,也是盆地资源评价中的重要参数。但在不同的地质条件下,同一种气源岩气态烃产率不同。需要有一种新方法求取气源岩的产气率。采用实验与数值模拟相结合的新方法,求取了不同类型气源岩在不同地质条件下的气态烃产率,为我国天然气资源评价提供了重要的地质参数。

用元素守恒法估算塔里木盆地台盆区寒武系高过成熟烃源岩产烃率

干酪根产烃率是盆地模拟计算油气资源的一项非常重要的参数,以往采用岩石样品热模拟建立产烃率图解的方法对于高过成熟烃源岩有一定的局限。根据元素守恒相关理论,建立了一种通过H/C原子比变化来估算烃源岩产烃率的方法,作为热模拟实验方法的补充。与模拟实验相比,该方法简单易行,结果较为可靠。将这一方法应用到塔里木盆地台盆区寒武系烃源岩,估算了这套烃源岩的晚期生气潜力,取得了一定的成果。

准噶尔盆地中央坳陷西部下二叠统风城组天然气勘探潜力与重点领域

基于准噶尔盆地中央坳陷西部下二叠统风城组烃源岩有机地球化学、天然气组分和稳定碳同位素组成等分析数据,结合区域沉积环境与生烃演化模拟实验,评价风城组烃源岩的生气潜力,刻画规模有效源灶分布,厘定天然气成因来源,优选有利勘探领域。结果表明:(1)风城组为1套倾油型烃源岩,但滞留液态烃有利于晚期裂解成气,具有生气潜力大、晚期规模成藏的特点;(2)风城组烃源岩最大厚度可达900 m,盆1井西凹陷和沙湾凹陷已进入规模生气阶段,生气强度大于20×10^(8) m^(3)/km^(2)的面积约6 500 km^(2);(3)环中央坳陷西部发现的碳同位素组成较轻的天然气主要为来自风城组烃源岩的高熟油型气,其他则为来自于石炭系煤系烃源岩的煤成气;(4)中央坳陷西部天然气勘探需重点关注源边构造型、源边地层型、源内页岩气型和源内构造型4种类型的有利勘探领域,其勘探潜力值得期待。