茂名油页岩生烃演化特征及热解动力学—— — 以琼东南盆地地质模型为例

doi:10.3969/j.issn.1673-8926.2014.06.015

岩性油气藏 ›› 2014, Vol. 26 ›› Issue (6): 89–97.doi: 10.3969/j.issn.1673-8926.2014.06.015

茂名油页岩生烃演化特征及热解动力学—— — 以琼东南盆地地质模型为例

刘畅¹，苏龙^2，3，关宝文^2，3，4，郑有伟^2，3，4，常江^2，3，郑建京^2，3

1. 中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249 ； 2. 甘肃省油气资源研究重点实验室，甘肃兰州 730000 ； 3. 中国科学院油气资源研究重点实验室，甘肃兰州 730000 ； 4. 中国科学院大学，北京 100049

出版日期:2014-11-20 发布日期:2014-11-20
作者简介:刘畅（ 1989- ），男，中国石油大学在读硕士研究生，研究方向为沉积岩石学、储层地质学、层序地层学及测井地质学。地址：（ 102249 ）北京市昌平区中国石油大学地球科学学院。 E-mail ： 921715317@qq.com
基金资助:
中国科学院“西部之光”人才培养计划项目“准东地区侏罗系各类烃源岩的生排烃特征及生烃潜力评价”（编号： Y404RC1 ）、国家科技重大专项“深层烃源岩凝析油的排出与残留特征及定量化模拟研究”（编号： 2011ZX05008-002 ）以及“盆地深层流体性态及低渗砂岩储层形成的流体 - 岩石相互作用关系”（编号： 2011ZX05008-004 ）联合资助

Thermolytic dynamics and hydrocarbon generation characteristics of Maoming Oil Shale: Taking the geological model of Qiongdongnan Basin as an example

LIU Chang¹， SU Long^2，3， GUAN Baowen^2，3，4， ZHENG Youwei^2，3，4， CHANG Jiang^2，3， ZHENG Jianjing^2，3

1. College of Geosciences ， China University of Petroleum ， Beijing 102249 ， China ； 2. Key Laboratory of Petroleum Resources Research ， Gansu Province ， Lanzhou 730000 ， China ； 3. Key Laboratory of Petroleum Resources Research ， Institute of Geology and Geophysics ， Chinese Academy of Sciences ， Lanzhou 730000 ， China ； 4. University of Chinese Academy of Sciences ， Beijing 100049 ， China

Online:2014-11-20 Published:2014-11-20

摘要/Abstract

摘要：

针对海上高地温场条件下天然气的生成和预测研究，选用琼东南盆地的地质模型，以低成熟茂名油页岩（Ⅱ型有机质）与该盆地的煤（Ⅲ型有机质）为样品，采用封闭体系和开放体系全岩热解实验，得出热解油气的产率特征。不同演化阶段各烃类组分的生烃动力学定量模型表明，煤生成不同组分的活化能分布范围比茂名油页岩的宽得多。其中，茂名油页岩热解生成甲烷、乙烷、丙烷和重烃（C_4～6）对应的活化能分布范围分别为 38～86 kcal/mol，44～92 kcal/mol，43～77 kcal/mol 和 46～70 kcal/mol；活化能主频分别为 52 kcal/mol，54 kcal/mol，63 kcal/mol 和 48 kcal/mol，所占比例分别为 20.44%、38.04%、42.50%和 25.05%；指前因子分别为 6.47×10¹¹s^-1，2.70×10¹²s^-1，1.09×10¹⁵s^-1和 8.39×10¹⁵s^-1。利用生气动力学方法，结合琼东南盆地的热史数据，通过茂名油页岩和煤的生气预测对比揭示，在地质条件下的生气过程中，与茂名油页岩相比较，煤具有释放氢的慢速率与低生成率的特征以及较长的演化进程。结果认为：类似于琼东南盆地崖城组煤系烃源岩，处于海上高地温场条件下，在高演化阶段仍具有很好的生气潜力。该研究拓宽了我国海域煤型气的勘探领域，具有实践和理论意义。

关键词: 火山岩, 测井响应, 岩性识别, 测井交会图, 成像测井, 准噶尔盆地

Abstract:

In view of the natural gas generation and prediction problems under the condition of offshore high geothermal field, taking the geological model of Qiongdongnan Basin as an example, natural gas generation process was simulated by heating immature Maoming Oil Shale samples with kerogens of Ⅱ type and coal samples from the Qiongdongnan Basin with kerogens of Ⅲ type. In order to determine the characteristics of the yields of oil and gas generation derived from pyrolysis, we adopted the hydrous pyrolysis experiments in the closed system and non-isothermal
anhydrous pyrolysis experiments in the open system. The dynamics quantitative models of hydrocarbon generation of various hydrocarbon compositions in different evolution stages show that the range of activation energy distribution derived from different components of coal is much wider than that of Maoming Oil Shale. Among them, the ranges of activation energy distribution for methane, ethane, propane and heavy hydrocarbon（C₄_～₆） generated by Maoming Oil Shale derived from pyrolysis are from 38 to 86 kcal/mol, 44 to 92 kcal/mol, 43 to 77 kcal/mol and 46 to 70 kcal/mol respectively. And the dominant frequency of activation energy are 52 kcal/mol, 54 kcal/mol, 63 kcal/mol and 48 kcal/mol respectively, their percent are 20.44%, 38.04%, 42.5% and 25.05% respectively,and the pre-exponential factors are 6.47×10¹¹s^-1, 2.70×10¹²s^-1, 1.09×10¹⁵s^-1and 8.39×10¹⁵s^-1respectively.Using the kinetic methods of natural gas generation, combined with the thermal history data from Qiongdongnan Basin, we contrasted the prediction of natural gas generation between Maoming Oil Shale and coal. It indicates that coal of
type Ⅲ releases hydrogen more slowly than Maoming Oil Shale of type Ⅱ during the thermal evolution, suggesting a lower hydrocarbon generative rate but a longer thermal evolutionary phase of hydrocarbon generation. The results reveal that: similar to the hydrocarbon source rocks of coal-measures in Yacheng Formation of Qiongdongnan Basin, Maoming Oil Shale in high thermal evolutionary phase still has fine potential of natural gas generation under the condition of offshore high geothermal field. This study is more theoretical and practical significance to coal-type gas exploration and development in the wider areas of Chinese Sea.

Key words: volcanicrocks , loggingresponse , lithologyidentification , loggingcrossplot , imaginglogging , JunggarBasin

刘畅,苏龙,关宝文,郑有伟,常江，郑建京 . 茂名油页岩生烃演化特征及热解动力学—— — 以琼东南盆地地质模型为例[J]. 岩性油气藏, 2014, 26(6): 89–97.

LIU Chang， SU Long， GUAN Baowen， ZHENG Youwei， CHANG Jiang， ZHENG Jianjing. Thermolytic dynamics and hydrocarbon generation characteristics of Maoming Oil Shale: Taking the geological model of Qiongdongnan Basin as an example[J]. Lithologic Reservoirs, 2014, 26(6): 89–97.

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茂名油页岩生烃演化特征及热解动力学—— — 以琼东南盆地地质模型为例

Thermolytic dynamics and hydrocarbon generation characteristics of Maoming Oil Shale: Taking the geological model of Qiongdongnan Basin as an example

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