有机质生排滞聚全过程演化模式及资源潜力

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利用半开放体系生排烃模拟实验、封闭体系的黄金管生烃动力学模拟实验与开放体系的高温热解色谱质谱实验数据与实测数据,在经典生烃模式基础上,对烃源岩全过程生烃演化特征、排烃效率与滞留烃量、高过成熟阶段天然气来源及甲烷同系物裂解温度等问题开展了深入探讨。初步确定了天然气的裂解下限,初步建立了高-过成熟泥页岩孔隙演化模式,在以上工作的基础上建立了腐泥型有机质生排滞聚全过程演化模式。主要阐述以下几方面的内容:(1)烃源岩生烃的全过程先后经历了生物化学生气→未熟—低熟→成熟→高成熟→过成熟共5个演化阶段,烃源岩产物先后经历了生物气→未熟油及过渡带气→原油及其伴生气→干酪根降解气→原油裂解气→丁烷裂解→丙烷裂解→乙烷裂解→甲烷裂解等9个亚段。(2)腐泥型烃源岩在主生油阶段(Ro值为0.8%~1.3%)的排烃效率为30%~60%,高成熟阶段(Ro值为1.3%~2.0%)的排烃效率在60%~80%。(3)确定了干酪根初次降解气、原油裂解气的主生成期。高成熟阶段干酪根降解气与原油裂解气对总生气量的贡献比大致为1∶4,干酪根降解气量占20%,滞留液态烃裂解气量占13.5%,源外原油裂解气(包含聚集型与分散性原油裂解气)量占66.5%。(4)初步确定了天然气的裂解下限,Ro值大于5.0%后进入甲烷裂解阶段。将生烃演化上限上延至Ro等于5.0%。确定了天然气重烃的裂解时机。(5)对高过成熟阶段烃源岩的滞留烃化合物演化特征进行了研究,腐泥型烃源岩滞留烃的含氮硫氧组分随着成熟度增大而发生规律性变化,成熟度越高,含氧组分越低,而含氮和硫的组分则越来越多。(6)对高-过成熟泥页岩的孔隙演化进行了系统研究,初步建立了泥页岩孔隙演化模式。认为泥页岩以介孔为主,微孔和介孔占比在70%以上,一定地质条件下,过成熟泥页岩存在孔隙甜点,孔隙峰值约在Ro=2.5%阶段。腐泥型有机质生排滞聚全过程演化模式的提出,主要是为了解决深部海相地层及非常规油气勘探所遇到的关键问题,其地质意义主要体现在4个方面。(1)模式不仅量化了烃源岩演化过程中油气的生成量,而且明确了不同演化阶段油气的排出量与滞留量。排出油气的定量研究为常规资源量计算提供了参数依据,滞留烃量的确定为页岩油气资源评价提供了参数取值的量版。(2)模式明确了高演化阶段不同类型天然气的量及其相应比例,为不同类型天然气的成藏贡献研究奠定了理论基础。(3)指出Ro值小于5.0%的深层仍有勘探潜力,并引起人们对勘探下限的关注。(4)新建的模式发展完善了经典的油气生成模式,能够为深部海相地层及非常规油气勘探提供有效的理论和技术支持。利用此模型评价海相天然气资源量28万亿方,其中:干酪根裂解气:5.5万亿方;源外原油裂解气:18万亿方;源内分散型原油裂解气:4.5万亿方。预测四川盆地高磨地区震旦系裂原油解气量37.5~45.6万亿方,龙王庙组裂解气量18.9~26.1万亿方。新认识为安岳气田大规模高效勘探开发奠定了坚实的资源基础。预测四川盆地寒武系筇竹寺组高演化滞留烃裂解气量230.4万亿方,指出其裂解气对常规资源的贡献率达18%~22%,有效指导了四川深层海相天然气勘探。
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