油气及源岩测试方法的进步

2022-10-11 12:17:00

油气及源岩的测试手段与方法经历了一个由浅入深、由学习国外经验到赶超世界先进水平的复杂的发展过程。

20世纪5060年代,对岩石中分散有机质有机地球化学的研究很粗浅,主要是学习苏联的经验,且着眼于沉积环境,在实验中强调识别指标。苏联海相生油地层以还原硫为主,而我国是陆相地层,硫少铁多。引用的生油指标,在公式推导和适用性上不尽相同,中心实验室及各普查队实验室共同努力,做了大量的分析数据,进行指标甄别及研究工作,于1964年提出修正的系数。另一反映氧化还原的辅助指标是黏土矿物,利用黏土矿物组合指示沉积环境,如以高岭石为主属氧化环境、高岭石伊利石和水云母为主属还原环境。油田水分析也是按pH值进行环境分类。当时中心实验室已用光谱仪来分析钒、镍、铜、铬、钴五元素,实质上是变价微量元素,仍为环境指标。研究有机质只是有机碳及发光沥青的测定,测定方法精度不高,属定性到半定量。

60年代早期,了解到西方与苏联都开始把石油成因以内因为主来研究时,中心实验室立即抓住了以生油岩中可溶性沥青抽提物为对象的有机地化研究,用了4年时间从发光沥青——沥青A分析、组分分析,逐步达到了现今仍在使用的族组分分析。这时的分析水平不仅在国内居领先地位,在国际上与先进水平的差距也大大缩小了,这项分析比环境指标分析已大大前进了一步。以此及其他一些指标首先开展了黄骅拗陷标准地化剖面的研究,取得了良好的效果,以后在江汉、苏北等盆地的实践证明是行之有效的方法。在盆地中找油首先要找有利生油凹陷,石油的生成不完全取决于沉积环境,有机质赋存状况及与埋藏后的地热史有密切的关系。为此,必须配备一些先进仪器设备来提高分析水平,寻找适合中国地质特点的地化指标。中心实验室于1965年引进了程序升温气相色谱仪及红外分光光度仪,可作正构烷烃分析。应用红外光谱技术做了很多工作,对划分有机质的性质、类型和成熟度起了很大的作用。这一阶段已开始注意到沉积物有机质的类型(腐泥和腐殖型)和埋藏后的转化(演化程度)。

70年代,蒂索、瓦索也维奇等提出干酪根热降解成油理论,把有机质划分为腐泥、腐殖型,并据H/CO/C原子比划分为I,Ⅱ、Ⅲ型,提出有机质热演化模式,石油液态烃窗口等。在1978年《石油地质实验基础》中详细全面地介绍这个理论,提出了研究有机质的三大要素——丰度、类型、热演化,受到广大地质及地球化学工作者的注意,并着手开展这方面的研究。

1978年五普实验室罗自立等研制的简易热谱仪,其特点是可用少量样品半小时内测出生油岩的生油潜力、有机质类型及演化程度。80年代中心实验室引进一台法国热谱仪,各实验室也相继引进并建立这个测试项目,为油气勘探提供大量数据。

1978年二普实验室焦守铨等对NU-2型万能显微镜作了改制,增添测定“泥岩中镜质体反射率”,在国内首次获得成功。1979年推广此测定方法和仪器的改制。1980年在《石油实验地质》发表多篇论文介绍技术方法及应用成果,为煤岩学在油气勘探中有效的应用起了积极的作用。

80年代初,地矿部承担了国家科技攻关课题“我国若干中新生代大型含油气盆地生油量预测”,为完成这个课题,需应用计算机技术选用合适的生油量计算参数。当采用蒂索的干酪根热降解动力学模型有关参数应用到我国盆地的计算时,发现与我国陆相沉积有机质生油性能不完全符合的情况,同一种类型干酪根,生油潜力可相差一倍左右。为此,首先开展了以苏北盆地下第三系阜宁组与松辽盆地白垩系青山口组等3种类型5个干酪根。用模拟热降解法及最优化法,首次求出我国陆相生油岩生油潜量及有关动力学参数,用于生油量课题,取得了明显效果,在此基础上对我国其他盆地各类油源岩干酪根进行了测定。这些工作成果,在理论上加深了对干酪根热降解生油动力学的认识,在应用上满足了生油量及资源量计算的需要,为盆地油气资源远景评价奠定了基础。

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