川东北飞仙关组鲕滩气藏天然气运聚效率

设计进行了封闭体系下原油裂解成气的模拟实验,建立并标定了原油裂解成气及其碳同位素分馏的化学动力学模型,以罗家寨气田罗家7井为例分别进行了地质应用.生烃动力学研究发现,飞仙关组古油藏具备"高效气源灶"的特点,原油在中晚侏罗世172～151Ma约20Ma时期内裂解殆尽,且原油裂解气的生成与其运聚成藏作用具有良好的时空匹配关系,由此可促成飞仙关组气藏天然气的高效运聚.碳同位素分馏动力学研究证实甲烷成藏参与率达87%.利用生烃动力学与碳同位素分馏动力学结合的方法对天然气的运聚效率进行探讨是一个新的有效途径.

氩同位素分馏的实验研究

尽管 40 Ar和 3 6Ar之间质量相差达 1 / 1 0 ,但是受放射性成因 40 Ar的影响 ,一般认为难以进行氩同位素分馏研究。本文通过自行设计的一套氩扩散迁移实验分析系统 ,对比研究了氩在不同的扩散介质条件下扩散迁移前后氩同位素组成变化情况 ,证实氩在致密的扩散介质条件下以分子流形式从一个储库向另一个储库的迁移过程中 ,由于 3 6Ar和 40 Ar的迁移速率不同 ,扩散后的 40 Ar/ 3 6Ar值比扩散前的值要小 ,也即发生了氩同位素分馏。氩同位素分馏的特征表现为最初的一段时间内分馏程度逐步增强 ,在一定时间后 ,由于储库之间压力逐渐达到平衡 ,分馏程度逐步减小。研究自然界中存在的氩同位素分馏 ,不仅可以判别油气田中油气运移的方向、增强油气远景评价和地球化学勘探 ,而且对深源岩浆的起源、迁移等研究也可提供新的研究思路和途径。

初次运移中的同位素分馏效应

在陆相干酪根生排烃过程中,烃类可能会发生同位素分馏效应。干酪根的热降解过程、烃类的二次裂解以及初次运移过程中的扩散都可能发生同位素分馏。下面的初次运移模拟实验通过在源岩中加入氘代的正构十五烷(n-C15D32)来研究初次运移中的同位素分馏。实验结果表明,烃类在富镜质体煤中初次运移会发生比较强的同位素分馏(在不到10 cm距离里发生了约3‰的同位素分馏),而在丝炭和暗色泥岩的初次运移中的同位素分馏不明显。富镜质体煤有复杂的孔隙结构和较大的比表面积,Ⅲ型干酪根的热降解的区间比较宽,因此生排烃过程比较复杂,比较容易产生同位素分馏。鉴于煤系排烃的这些特点,在油—源对比中,应该考虑生排烃中可能发生的同位素分馏效应。

和田河气田天然气运聚效率及源区探讨

和田河气田天然气主要源自寒武系烃源岩早期所生液态烃的二次裂解。针对其天然气成因类型,设计开展了源岩热解生烃和原油裂解成气模拟实验,在此基础上建立并标定了有机质生烃及原油裂解成甲烷过程中碳同位素分馏的化学动力学模型,进而在和田河气田的潜在源区进行了地质应用。结果表明,和田河气田两个潜在源区均有短期内大量生气的特征,这有利于减小成藏过程中天然气的散失量。但是,巴楚凸起生气期较早,且所生油气先后经历了两次构造运动破坏;而麦盖提斜坡先北倾后南倾的构造格局演化既使西南坳陷烃源岩早期处于构造上倾部位,生气较晚,又使其所生烃类早期在构造相对稳定的西南古斜坡的构造高部位成藏,而不是在其下倾方向的玛扎塔格断垒构造带聚集,避免了和田河地区的两次构造运动破坏。因此,和田河气田天然气应主要源于西南坳陷。

原油运移过程中的氮同位素分馏作用

辽河高升油田和塔里木轮南14井为实例,探索了原油横向和纵向运移过程中氮同位素的分馏作用,初步探讨了原油中含氮有机化合物的运移机制。在莲花油层中,原油沿横向运移约10km后,δ15N值由12.80‰逐渐变化为11.07‰,下降了1.73‰。在轮南14井由下至上753m厚的五个油层中,原油δ15N值由0.24‰逐渐变化到-2.95‰,下降了3.19‰。两个实例均表明,原油的运移过程会引起δ15N值下降。

含煤地层中石油的生成、运移和生油潜力评价

本文根据中国吐鲁番、焉耆和巴彦浩特这三个煤成烃盆地的研究结果,讨论了含煤地层中石油的生成、初次运移和生油潜力问题,指出沼泽相含煤地层的成烃地球化学特征在许多方面都不同于湖相生油岩。含煤地层有机质类型差、单位生烃潜力低、有机质转化率低,但有机质丰度高、变化幅度宽、总生烃潜量大,并主要取决于有机质丰度。因此,本文以有机质丰度为基础,从有关参数的相关研究中,分别建立了煤和煤系泥岩的生油定量评价分级标准。还从结构化学的研究中提出了煤系地层中的沥青物质是成烃的主要贡献者。在初次运移方面,由于煤的高吸附性,可溶重质组成难以排出,但烃类尤其是饱和烃易于排出,并导致饱/芳比<1和氯仿沥青中δ^(13)C值增大,以及煤成油以轻质油和凝析油为主。估计在成熟阶段,煤系油源岩(包括煤)的排驱效率,在成熟阶段为25％～30％,而在高成熟阶段可达50％左右。