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压力对页岩原位加热产出油气特征的影响——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段3亚段页岩为例

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石油学报 2024年第4期45卷 629-641页

作者：侯连华米敬奎罗霞于志超林森虎廖凤荣庞正炼赵忠英中国石油勘探开发研究院北京100083

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)页岩成熟度低、有机碳含量高、有机质类型较好,原位加热开发页岩油气的潜力巨大。为了探讨原位加热过程中压力对页岩产出油气特征的影响,为原位加热开发长7段页岩油气方案提供可靠依据,以长7段3亚段... 详细信息

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)页岩成熟度低、有机碳含量高、有机质类型较好,原位加热开发页岩油气的潜力巨大。为了探讨原位加热过程中压力对页岩产出油气特征的影响,为原位加热开发长7段页岩油气方案提供可靠依据,以长7段3亚段页岩为研究对象,对其典型样品以20℃/d的升温速率进行了4组不同压力(0 MPa、2 MPa、4 MPa、8 MPa)的原位加热模拟实验。实验结果表明:在相同加热条件下,压力变化对长7段页岩的最大产油量和产出油性质均有影响,对产出气体组成的影响更大。在4组不同压力下,长7段页岩原位加热的最大产油量为36.97~41.47 kg/t,产油量随压力增加有一定减少。随着压力增加,产出油中轻质组分增加,油品变好,其原因在于高压下有机质生成的重质油的裂解程度相对较高;当加热到450℃时,总产气量为14.28~21.05 m^(3)/t,总产气量随压力增加而增加。4组实验序列产出页岩油气的气油比(289.70~427.04 m^(3)/m^(3))随着压力增加而增大;不同气体组分随着压力增加产量变化差异较大,其中,烃类气体与CO_(2)的总产气量随压力增加而增大,H_(2)产量随压力增加而明显减少,H_(2)S产量随压力增加变化较小。不同气体组分的产量随压力增加呈现出不同的变化规律,这与加热温压范围内不同气体的形成机理、页岩对不同气体组分吸附能力的差异和一些次级反应等因素有关。根据不同压力下页岩原位加热的产油量、油品、不同气体组分的产率,结合考虑油气价格与油气处理成本,提出在实施原位加热开发长7段页岩油气时应尽量保持低的生产井井底流压的建议,这一认识对长7段原位加热页岩油气开发方案的确定具有重要的参考意义。

关键词：鄂尔多斯盆地延长组页岩原位加热压力页岩油气产率

New equation to decipher the relationship between carbon isotopic composition of methane and maturity of gas source rocks

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Science China Earth Sciences 2021年第3期64卷 470-493页

作者： Jianping CHEN Xulong WANG Jianfa CHEN Yunyan NI Baoli XIANG fengrong liao Wenjun HE Limiao YAO Erting LI PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration&Development Beijing100083China PetroChina Xinjiang Oilfield Company Karamay834000China College of Geosciences China University of Petroleum(Beijing)Beijing102249China

The identification of the origin and source of natural gas is always a difficult and hot ***,the maturity identification is one of the most important scientific *** empirical equations have been established to decipher the relationship between the maturity of gas source rocks and the carbon isotopic composition of natural ***,these equations proposed often fail to identify the maturity of the source rocks correctly,which in turn prevents the identification of genetic types and source rocks of the natural gas because the petroliferous sedimentary basins in China are complex and diverse,with multiple sets of source rocks and different thermal *** this paper,the oil-associated gas from the Permian lacustrine source rocks and the coal-derived gas from the Jurassic source rocks in Junggar and Turpan-Hami basins have been investigated to decipher the relationship between the maturity(vitrinite reflectance)of gas source rocks and the carbon isotopic composition of *** equations established areδ^(13)C_(1)=25lgR_(o)-42.5 for oil-associated gas,andδ^(13)C_(1)=25lgR_(o)-37.5 for coal-derived *** new equations are suitable for the maturity identification of source rocks in most petroliferous basins,and favorable for the identification of the genetic type and source of natural gas,which is very important to improve the geological theory of natural gas.

关键词： Natural gas Coal-derived gas Oil-associated gas Maturity Carbon isotope of methane Vitrinite reflectance Junggar Basin Turpan Depression

Stable carbon and hydrogen isotopes of gases from the large tight gas fields in China

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Science China Earth Sciences 2014年第4期57卷 88-103页

作者： DAI JinXing NI YunYan HU GuoYi HUANG ShiPeng liao fengrong YU Cong GONG DeYu WU Wei Research Institute of Petroleum Exploration and Development PetroChina

By the end of the year 2010, a total of 15 large tight gas fields have been found in China, located in the Ordos, Sichuan, and Tarim basins. The annual production and total reserves of these fields in 2010 were 222.5× 108 and 28657× 108 m3, respectively, accounting for 23.5% and 37.3%, respectively, of the total annual production and reserves of natural gases in China. They took a major part of all natural gas production and reserves in China. According to the analyses of 81 gas samples, the stable carbon and hydrogen isotopic compositions of tight gases in China have following characteristics：（1） Plots of δ13CI-δ13C2-δ13C3, δ13C1-C1/C2＋3 and δ13C1-δ 13C2 demonstrate the coal-derived origin of tight gases in China; （2） For the primary alkane gases, both carbon and hydrogen isotopic values increase with increasing molecular mass, i.e., δ13C1〈δ13C2〈δ13C3〈δ13C4 and δ2HI〈δ2Hz〈δ2H3; （3） The isotopic differences of δ13C2-δ13C1, δ13C3-δ13C1, δ2H2-δ22Hl and cTZH3-62H1 decrease with in- creasing Ro （%） and C1/C1-4; （4） There are seven causes for the carbon and hydrogen isotopic reversal, however, the carbon and hydrogen isotopic reversal of tight gases in China is caused mainly by multiple stages of gas charge and accumulation.

关键词： tight sandstone gas large gas field carbon and hydrogen isotope coal-derived gas China

中国东部CO_2气地球化学特征及其气藏分布

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岩石学报 2012年第3期28卷 939-948页

作者：廖凤蓉吴小奇黄士鹏中国石油勘探开发研究院北京100083

中国东部CO2气田(藏)发育广泛,分布复杂。本文对中国东部松辽、渤海湾、苏北、三水、东海、珠江口、莺琼、北部湾等盆地和内蒙古商都地区以及部分现代构造岩浆活动区CO2气田(藏)和气苗中CO2的地球化学特征进行了分析和研究,探讨了中国东... 详细信息

中国东部CO2气田(藏)发育广泛,分布复杂。本文对中国东部松辽、渤海湾、苏北、三水、东海、珠江口、莺琼、北部湾等盆地和内蒙古商都地区以及部分现代构造岩浆活动区CO2气田(藏)和气苗中CO2的地球化学特征进行了分析和研究,探讨了中国东部CO2气的成因、来源及分布。中国东部CO2气的含量主要分布区间为0～10%,其次为90%～100%,呈现典型的U字型。δ13CCO2值则呈现典型的单峰式分布,峰值区间为-6‰～-4‰。CO2含量、δ13CCO2值和R/Ra值综合表明,中国东部高含CO2气以幔源无机成因为主,混有部分有机成因气和(或)壳源无机气。中国东部已发现的36个无机成因CO2气田(藏)在空间分布上与新近纪及第四纪北西西向玄武岩活动带展布一致,深大断裂和岩浆活动是无机成因CO2富集、运移和分布最重要、最直接的两大主控因素。

关键词： CO2 无机成因气碳、氦同位素玄武岩带分布

煤成气轻烃地球化学特征及其影响因素——以四川盆地须家河组为例

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岩石学报 2012年第3期28卷 905-916页

作者：胡国艺汪为胜廖凤蓉中国石油勘探开发研究北京100083 中国石油油气地球化学重点实验室北京100083 江苏油田试采二厂淮安211600

轻烃在天然气中含量虽低,但因其含有丰富的地球化学信息,在天然气成因等研究方面引起了关注。作者以四川盆地须家河组煤成气和雷三段油型气为例,采用GC和GC-IR-MS技术对煤成气轻烃的地球化学分布特征及其影响因素进行了系统分析。煤成... 详细信息

轻烃在天然气中含量虽低,但因其含有丰富的地球化学信息,在天然气成因等研究方面引起了关注。作者以四川盆地须家河组煤成气和雷三段油型气为例,采用GC和GC-IR-MS技术对煤成气轻烃的地球化学分布特征及其影响因素进行了系统分析。煤成气C7轻烃组成具有甲基环己烷分布优势,在甲基环己烷、正庚烷和二甲基环戊烷相对组成中,甲基环己烷含量最高,分布在48%～73%,平均为63.9%,煤成气轻烃单体烃碳同位素重,δ13C分布在-25.1‰～-20.0‰之间,大部分分布在-23.0‰～-21.0‰。轻烃的分布受到多种因素影响,天然气成熟度对轻烃中芳烃含量变化影响复杂,在成熟和高成熟阶段,天然气轻烃中芳烃含量低,成熟度对芳烃的含量影响较小,而在过成熟阶段,芳烃含量高,成熟度对芳烃含量影响大。通过凝析油和天然气轻烃组成对比,蒸发分馏作用对热演化参数Ctemp和庚烷值、甲苯/正庚烷等影响较大,但对成因类型参数如(2-MH+2,3-DMP)/C7与(3-MH+2,4-DMP)/C7,P2/C7与N2/P3,正庚烷、甲基环己烷和二甲基环戊烷相对含量关系等影响小。天然气成因类型对轻烃Mango参数K1值、正庚烷、甲基环己烷和二甲基环戊烷相对含量关系以及轻烃单体烃碳同位素影响大,因此,可以利用这些参数进行天然气成因类型判识。

关键词：煤成气轻烃组分单体烃碳同位素成因类型四川盆地

四川盆地须家河组及侏罗系煤成气碳同位素组成

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石油勘探与开发 2011年第4期38卷 418-427页

作者：吴小奇黄士鹏廖凤蓉李振生中国石油勘探开发研究院中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥工业大学资源与环境工程学院

四川盆地须家河组煤系烃源岩为须家河组自生自储气藏和上覆侏罗系次生气藏提供气源。须家河组气藏主要分布在川西和川中气区,侏罗系气藏主要分布在川西气区。须家河组煤系烃源岩生成的天然气为典型热成因气,表现出腐殖型气的特点。整体... 详细信息

四川盆地须家河组煤系烃源岩为须家河组自生自储气藏和上覆侏罗系次生气藏提供气源。须家河组气藏主要分布在川西和川中气区,侏罗系气藏主要分布在川西气区。须家河组煤系烃源岩生成的天然气为典型热成因气,表现出腐殖型气的特点。整体上看侏罗系天然气的碳同位素特征与须家河组天然气基本一致,须家河组煤成气碳同位素组成表现出自下而上逐渐变轻的趋势;侏罗系各层天然气则由于来源不尽相同而碳同位素组成规律性不明显,但具有近源聚集的特点。横向上川西气区南部烷烃气δ13C值大于北部,且均明显大于川中和川南气区的值。须家河组和侏罗系中少许气样发生了碳同位素的倒转,主要是受同源不同期气混合的影响。油型气的混合不仅使得川中气区部分煤成气气样δ13C值偏小,而且导致部分气样发生碳同位素的倒转。

关键词：四川盆地须家河组侏罗系煤成气碳同位素

天然气碳、氢同位素部分倒转成因——以苏里格气田为例

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石油学报 2013年第S1期34卷 92-101页

作者：于聪黄士鹏龚德瑜廖凤蓉李瑾孙庆伍中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油天然气集团公司油气地球化学重点实验室北京100083 中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007

通过对苏里格气田上古生界天然气碳、氢同位素及轻烃分析,认为其天然气为来自石炭系—二叠系煤系地层的煤成气。将苏里格气田上古生界天然气与其成熟度相近而沉积环境不同、以及沉积环境相近而成熟度不同的天然气进行对比发现,氢同位素... 详细信息

通过对苏里格气田上古生界天然气碳、氢同位素及轻烃分析,认为其天然气为来自石炭系—二叠系煤系地层的煤成气。将苏里格气田上古生界天然气与其成熟度相近而沉积环境不同、以及沉积环境相近而成熟度不同的天然气进行对比发现,氢同位素值随着母质沉积环境由湖相、陆相、海陆交互相和海相的变化而变重,并随着成熟度的增加而变重,这说明应用氢同位素进行沉积环境分析时一定要考虑成熟度的因素。苏里格气田上古生界天然气有碳、氢同位素序列同时出现部分倒转的现象。通过分析认为,碳、氢同位素同时倒转的主要原因可能是"累积"聚气不同阶段煤成气混合造成的。

关键词：苏里格气田碳同位素氢同位素部分倒转轻烃

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准噶尔盆地南缘天然气成藏及勘探方向

地质学报 2019年第5期93卷 1002-1019页

作者：陈建平王绪龙倪云燕向宝力廖凤蓉廖键德中国石油勘探开发研究院北京100083 提高石油采收率国家重点实验室北京100083 中国石油天然气集团公司油气地球化学重点实验室北京100083 中国石油新疆油田公司新疆克拉玛依834000

准噶尔盆地南缘地区与塔里木库车坳陷有着相似的沉积地层和构造演化历史,但是天然气勘探始终未取得重大突破。本文在南缘地区天然气成因类型与气源判识的基础上,分析该地区天然气成藏条件,探讨有利勘探方向与目标层系。结果表明,南缘地... 详细信息

准噶尔盆地南缘地区与塔里木库车坳陷有着相似的沉积地层和构造演化历史,但是天然气勘探始终未取得重大突破。本文在南缘地区天然气成因类型与气源判识的基础上,分析该地区天然气成藏条件,探讨有利勘探方向与目标层系。结果表明,南缘地区天然气存在煤型气、混合气与油型气三类,且以煤型气和混合气为主;侏罗纪煤系为该地区主要的天然气源岩,其大量生气期与背斜构造形成期相匹配,构成最佳源灶-圈闭成藏组合;二叠系湖相和上三叠统湖相-湖沼相烃源岩也是重要的天然气源岩,其主要生气期在中部地区早于绝大多数背斜构造形成期,而在西部地区与背斜构造形成期相匹配。南缘地区生烃物质基础好于库车坳陷,只是主要气源岩侏罗纪煤系的成熟度略低于库车坳陷,盖层封盖性和储层发育规模略逊于库车坳陷,但仍具备形成大规模油气田的成藏条件。深层二叠系-侏罗系-白垩系成藏组合是最为有利的天然气勘探目标层系,西部是寻找和发现侏罗纪煤系和二叠系湖相油气藏的有利目标区域,中部是寻找和发现侏罗纪煤系天然气藏的有利目标区域。中浅层白垩系-新近系成藏组合是次要的天然气勘探目标层系,具有寻找和发现一定规模天然气藏的潜力。高探1井获得重大突破充分表明制约南缘天然气勘探大发现的因素不是气源规模、运移通道、储层物性和盖层封闭性,而是有效圈闭的落实、钻井工程技术及勘探工作量的投入。

关键词：准噶尔盆地南缘天然气成因类型侏罗纪煤系天然气成藏勘探方向库车坳陷

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准噶尔盆地南缘天然气成因类型与气源

石油勘探与开发 2019年第3期46卷 461-473页

作者：陈建平王绪龙倪云燕向宝力廖凤蓉廖键德赵长毅中国石油勘探开发研究院北京100083 提高石油采收率国家重点实验室北京100083 中国石油天然气集团公司油气地球化学重点实验室北京100083 中国石油新疆油田公司新疆克拉玛依834000

准噶尔盆地南缘地区很多背斜构造均发现了天然气,但对不同背斜构造天然气的地球化学特征缺乏系统对比研究,特别是最近获得高产的高泉背斜高探1井,天然气类型与来源不清楚。系统梳理和对比该区天然气组分与碳氢同位素组成特征,深入分析... 详细信息

准噶尔盆地南缘地区很多背斜构造均发现了天然气,但对不同背斜构造天然气的地球化学特征缺乏系统对比研究,特别是最近获得高产的高泉背斜高探1井,天然气类型与来源不清楚。系统梳理和对比该区天然气组分与碳氢同位素组成特征,深入分析天然气成因类型,探讨天然气来源。结果表明,南缘地区天然气以湿气为主,少量干气;南缘中西段天然气碳同位素组成较重而氢同位素组成较轻,东段天然气碳氢同位素组成均较轻;南缘地区天然气属于淡水—微咸水沉积有机质热成因天然气,可以分为煤型气、混合气与油型气3类,且以煤型气和混合气为主。侏罗系煤系为南缘地区主要的天然气源岩,二叠系湖相和上三叠统湖相—湖沼相烃源岩也是重要的天然气源岩。南缘西部天然气来源于侏罗系煤系和二叠系湖相烃源岩,中部天然气主要来源于侏罗系煤系烃源岩,部分来源于二叠系/三叠系烃源岩,东部天然气主要来源于二叠系湖相烃源岩。南缘西部高泉背斜高探1井清水河组油气藏天然气是煤型气和油型气的混合气,侏罗系和二叠系烃源岩的贡献约各占一半。

关键词：准噶尔盆地南缘天然气氢同位素碳同位素成因类型气源判识侏罗系煤系地层