“六五”“七五”期间天然气实验分析技术

2022-11-08 14:16:00

“六五”“七五”期间,天然气实验分析技术的研究着眼于地球化学与封盖条件两个方面:地球化学致力于从天然气及岩石中取得气态烃组份分析及其同位素数据。封盖条件致力于取得岩石微孔结构及气体扩散系数的数据。

1)碳同位素联合制样:章复康等人研制的碳同位素联合制样系统于1984年投产。1985年根据同位素分布特征,提出了天然气的成因分类,包括识别无机成因深源气的标志,导致1987年在东海盆地发现我国第一个深源天然气;在国内第一次测得瓦斯气的乙烷碳同位素数据,阐明瓦斯气是混合成因气;1984年选用新型催化剂,作了天然气碳同位素热催化模拟实验,用实验数据阐明碳同位素变化与生气母质及其演化程度的关系,为追索天然气各自的源岩提供依据。用于四川盆地,成功地将众多经较长距离运移变得复杂的天然气,按其气源层系划分为时代不同的6大群;测定岩石中残余同位素对鄂尔多斯盆地伊24井气与岩屑气碳同位素对比,确认奥陶系为天然气的源岩。

烃类组份分析,在岩石微量气体中获得150多种烃类的指纹分析,达到国际先进水平,有赖于长年积累标准化合物作外标,并不断提高专用气相色谱分析技术。这一信息的获得,以及为利用计算机建立地化数据库创造了条件。在这一基础上,提出了区分天然气母质类型(油型、煤型)和成熟度的新指标。

烃类组分和碳同位素是天然气分析的二大支柱,可以依此对天然气的成因,母质类型和演化程度作出判断,这在国际上也处于领先地位。

2)气源岩分析:1985年自行研制的国内第一套岩屑脱气装置,用于烃类定量分析,残留极微量也能够分析出来,使用方便,可以大量测试。经对四川、松辽、东海地区密封罐取样,分析岩屑气,证明是一种评价气源岩较好的方法。它不仅反映气源岩在地质历史中的生气情况,还可反映保存状况,如四川须家河组异常高压,保存条件好;松辽梨树凹陷盖层条件差,漏失较多,出现负压,形成鲜明的对照。可据岩屑气定量分析数值提出划分气源岩的准则。

将岩石脱气装置与多个烃类指纹分析配套,取得大量信息,达到国际先进水平。在这一方面可将气/岩直接对比,证明是最有效的对比手段,可追索源岩,识别气的母质类型。

3)生气热模实验:试图在实验室重现热降解过程而取得各项参数,这是一项可作重要参考的实验技术,该方法关键是实验要更接近于地质演化过程,则所测参数更可靠。生气模拟的关键是使用合适的催化剂,取得的生气率更为合理,表现在生气高峰正在油窗阶段。曹慧缇等人对碳酸盐岩进行热模拟,结果说明碳酸盐岩矿物的存在,有助于干酪根的缩合反应,并放出氢气,氢有助于甲烷生气率的增长,使岩石单位生气率比碎屑岩约增长一倍。

4)盖层的研究:中心实验室自1984年以来在这一研究领域闯出了一条新路,先是测定了盖层微孔隙的毛细压力和孔隙大小分布的测定技术;1985年测定了在常温、常压下盖层的扩散系数;1988年测定了中温高压下扩散系数,现已成为可大量测试样品的技术方法。多年来测定了塔里木、鄂尔多斯、松辽、华北等地区的盖层特性,其中以鄂尔多斯盖层最好,华北第三系最差。

5)储层的研究研制了压力达1000大气压的气水排驱动态测定装置,并强调储盖层必需匹配,即盖层的突破力必需大于储层。还作了天然气运移机制的实验研究、碳酸盐岩生气机制的研究等。

油气实验技术的发展历程,紧密结合中国地质特点,探索改进,渐趋于成熟,现已渗透于油气生成、运移、聚集、保存等各个领域内。近10年来,在国家“六五”、“七五”科技攻关课题的引导下,探索新的测试技术与方法,以期能定量,深入地解决勘查中所提出的地质问题。实践证明,实验技术是地质工作的手段,日益显示出它在油气勘查中的重要作用。其发展趋势正在冲破某些方面囿于一个狭小或单一方法、学科的束缚,向综合应用、相互渗透,并逐渐结合成为新的边缘学科。

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