湖相优质烃源岩排烃热模拟实验排烃效率.pdfVIP

湖相优质烃源岩排烃热模拟实验及排烃效率 孙永革P， 陈建平2鲋，邓春萍2’3’4 l-浙江大学地球科学系，浙江杭州，310027：2．提高石油采收率国家重点实验室，北京，100083： 3．中国石油勘探开发研究院，北京，100083：3．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． 烃源岩的排烃效率是油气资源评价中十分重要的参数，一直是国内外油气地球化学家十分关注的问 题，对此也进行了大量研究，其中实验室生烃与排烃熟模拟是重要的方法之一。本文采用机械压力作用下 边生边排半开放半封闭模拟实验装置，以模拟近似地质压力条件下烃源岩生排烃效率。 1．样品与实验 模拟实验样品来自辽河坳陷下第三系沙河街组，有机碳含量均在1．O％以上，最高达至tJ37．4％，热解生 模拟实验采用边生边排的半封闭体系，温度和压力同时变化，定量收集液态产物和气态产物。实验采 用持续加温与累积收集产物方式，均从室温开始加热，5个小时升至各设定温度点，然后恒温24d时。直 2．结果讨论 2．1液态烃的生成与排驱量 不同有机质类型的湖相烃源岩其热模拟生烃量存在很大的差异 图la 。I型有机质在400℃生油高峰阶 见，在湖相沉积烃源岩中，具有I、IIl型母质的高有机质丰度烃源岩应该是生油的主体。另一方面，烃源岩 在生烃的同时也不断地排烃，而且排出的液态烃的数量也相当多 图Ib 。值得注意的是，模拟实验排油 高峰略滞后于生油高峰，这应该是实验室内高温模拟石油生成与排驱的时间很短 72d、时 导致的，在沉 积盆地漫长的地质历史演化过程中应该不存在这种滞后现象。 糯 嘲 锄 枷 姗 量6，6Ⅲv一曩州 抛 一。lQ上口、6山v■震撼 伽 。 laa 2∞ 300 400 5∞ 嘲 ∞ 枷 300 400 5∞ 鲫 模拟温度 ℃ 模拟温度 ℃ 图l 典型湖相优质烃源岩热模拟生油量与排油量 2．2液态烃的排驱效率 不同生烃演化阶段液态石油的相对排驱效率不同。在低演化阶段，烃源岩中有机质生成烃类的数量相 对较少，生成烃首先必须满足有机质本身和矿物颗粒表面的吸附，排出液态石油数量相对较少，其相对排 烃率也就较低，一般在20％以下。当生成烃类数量越来越多，而有机质和矿物颗粒表面的吸附烃不再增加， 电话：座机电话号码 ‘通讯作者地址：浙江大学地球科学系 Email：ygsun@zju．edu．∞ 140 型有机质的烃源岩排油效率达到了90％以上，112型和III型有机质的烃源岩也达到了85％左右。 烃源岩的累积排油效率与相对排油效率有很大的区别 图2b ，尤其是在生油高峰阶段，有机质类型 好、生油潜力高的烃源岩液态石油的排驱效率明显高于有机质类型差、生烃潜力低的烃源岩。这是有机质 类型差的烃源岩生成液态烃数量少而更多是以生成气态烃为主的缘故。 一。c*较震裁霞罂 一。e铬较震枯髻鼍 ∞∞∞∞∞∞柏∞∞竹。 ∞∞∞为∞∞∞∞∞∞o 100 200 铷400蛳a∞ 100 200 3∞ 枷 湖∞O 模拟温度 ℃ 模拟温度 ℃ 图2湖相烃源岩的直压式模拟实验相对排油效率与累积排油效率 2．3气态烃的生成与排驱效率 热模拟气态产物中除了烃类气体外，还有很多非烃类气体，如：C02、co、N2。从烃类气体的生成与 中残余的天然气量进行定量分析，因而难以定量计算天然气的排驱效率。但是天然气分子直径小，比液态 烃更易从烃源岩中排驱出来，由此不难推测天然气的排驱效率远比液态烃高。 ∞ ∞ ∞∞∞ ∞ 柏∞ ∞ 阳∞∞帕 ∞∞ 一事一爵辏理擐器一 ∞ —ooLL2山 一丑擞r驳 ∞ ∞ ∞竹 o 。 100 2∞ 300 400 湖 100 枷 300 400 5∞ 援拟温度 ℃ 模拟温度 ℃ 图3湖相烃源岩热模拟烃类气体排出量 图4湖相烃源岩累积排烃效率 2．4烃类总生成与排驱效率 由于高温模拟过程中总是存在液态石油二次裂解为天然气的问题，单独计算液态石油和天然气的生成 与排驱效率都不能完整反映烃源岩的排烃效率。如果将生成与排出的液态石油与天然气合并计算，那么我 们实际上可以获得烃源岩演化过程中烃类总的排驱效率。由图4可见，在模拟温度300℃以前的阶段，烃类 ℃，相当于烃源岩演化到生油窗后期，累积排烃效率已经达到70～85％。由于本次模拟实验装置耐高温与 高压性能限制，烃源岩生烃潜力没有完全释放，推测在高过成熟阶段其排烃效率将会更高。 3．结论 湖相优质烃源岩具有非常良好的排烃性能，生油高峰阶段液态烃的相对排驱效率达到60～90％，生油 窗阶段累积排烃效率超过85％。 14l