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。

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。

甲基二苯并噻吩的吸附性及油藏充注途径示踪机理之Connolly分子表面计算证明

"地色层效应"是石油运移方向和充注途径示踪的理论基础,其中液-液色谱效应是可能的主要地色层效应之一。输导层中的石油相当于液态流动相,岩石矿物吸附水和束缚水相当于液态固定相。由于石油中不同结构的甲基二苯并噻吩异构体分子与输导层介质吸附作用的差异,异构体化合物的相对含量呈现出规律性的变化,从而可用来示踪石油运移的方向。本文采用Connolly分子表面算法,以半径为1.5?的水分子作为探针,使其分别在目标分子1-甲基二苯并噻吩(1-MDBT)和4-MDBT表面滚动,计算出相应化合物的分子表面积和体积。计算结果表明,1-MDBT分子的表面积为200.21?~2,体积为184.28?~3;4-MDBT分子的表面积为204.32?~2,体积为186.34?~3。与1-MDBT相比,4-MDBT的分子表面积和体积都较大,其与水分子接触的面积也较大。在地层中,石油与水介质之间的接触关系,与实验模拟计算中目标分子与水分子探针的接触类似。与1-MDBT相比,石油中表面积较大的4-MDBT更易于被吸附水和束缚水吸附。此外,4-MDBT的极性略强于1-MDBT,也进一步证明4-MDBT的吸附性更强。因此,随着运移距离的增加,4-MDBT/1-MDBT参数逐渐减小,Connolly分子表面计算结果进一步证明了甲基二苯并噻吩产生"地色层效应"的化学机理。

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。

千米桥潜山构造高蜡凝析油气藏的蜡质来源研究

千米桥古潜山奥陶系凝析油以高含蜡为特征。为探讨凝析油气藏中的高蜡成因机理 ,对黄骅坳陷近3 0年来 3 3 0 0多个第三系原油油样含蜡量的时空分布特征进行了研究。发现原油含蜡量的垂向分布主要受自下而上运移过程中的“地色层效应”所控制 ,对最接近油藏原始蜡质保存条件的试油含蜡量的层位分布统计研究也支持上述观点 ,说明无论是初次运移还是二次运移 ,随距离的增加含蜡量逐渐降低 ,亦即含蜡量较高的原油更靠近烃源岩。板桥油田和港东部分地区沙三段产层 (凝析油烃源层 )的含蜡量平面分布研究 ,表明千米桥古潜山奥陶系高蜡凝析油的蜡质来源于歧口凹陷方向的白水头地区 ,与白水头地区原油高分子量蜡馏分的指纹对比及含氮化合物。

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。

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。

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。

Expulsion and primary migration of the oil derived from coal

The characteristics of coal pores and the interaction relationship between hydrocarbons and pores in coal are analysed based on the typical example of oil from coal in Tuha Basin, pointing out that the interaction between hydrocarbon molecules and coal pore surface particles is a major controlling factor of expulsion of oil from coal. Distribution characteristics of coal pores and the ability of hydrocarbon generation are inner factors of the expulsion of the oil from coal; tectonic compressive shear stress is an external force of the expulsion of oil from coal; expulsion of the oil from coal has greater geochromatographic effect than that from mudstone, the low mature stage (or vitrinite reflectance R\-o is less than 0.9%) is advantageous to the coal-formed oil expulsion and migration; hydrocarbons in the hydrocarbon network are linked with carrier beds (such as fault), through the pore network and fissure which are connected with each other, which constitutes the main pathway of expulsion and migration.