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烃源岩的生烃动力学研究是油气地球化学重要的研究内容。煤系倾气型(Ⅲ型)烃源岩和湖相、海相倾油型(Ⅰ、Ⅱ型)烃源具有不同的生烃动力学特征。煤系烃源岩是我国重要的气源岩,至今对于煤系烃源岩的生油潜力、生气潜力和主要生气阶段的认识仍不是很清淅。 本论文通过对准噶尔盆地侏罗系的两个煤岩和一个泥岩干酪根进行黄金管—高压釜封闭体系下的生烃动力学研究,获得了几点认识: (1)煤岩烃源岩的初始生气潜力(累积生气量最大值)与Rock-Eval热解HI指数和干酪根H/C原子比值具有密切的关系,而初始生油潜力(累积生油量最大值)与这两个地球化学指标相关性差; (2)可将煤系烃源岩干酪根的结构分为两类,一类为主要含两端均与芳环核相联的交联烷基,该类烷基在成熟度较低时较难降解生成液态烃,但是,在成熟度较高时可进一步裂解生成气态烃,生油潜力低。另一类为主要含只有一端与芳环核相联的烷基,较易降解生成液态烃,生油潜力高; (3)煤系烃源岩在生油窗阶段(Ro为0.60%~1.35%)的生气转化率较低,生气量偏低,较高的成熟度(Ro>1.35%)是控制煤系烃源岩成为有效气源岩,形成工业性气藏的关键控制因素。 常规的烃源岩资源评价研究,均是依据低成熟烃源岩样品模拟求取的生烃动力学参数,预测处于烃源灶的烃源岩的生烃(油、气)量和生烃史。然而实际上,许多含油气盆地无法找到低成熟的烃源岩样品,所以,如何应用成熟烃源岩的生烃动力学参数预测烃源灶的生烃量和生烃史是以往研究一直回避的问题。 本论文依据准噶尔盆地二叠系两个成熟烃源岩样品JT1S1和F5S3干酪根的生烃动力学实验结果,提出了应用成熟烃源岩(干酪根)的生烃潜力和生烃动力学参数预测烃源灶的生烃(生油、生气)量和生烃史的新方法。将烃源岩生烃过程拆分为两个阶段:(阶段1)从未成熟(Ro为0.50%)到所研究样品的现今成熟度阶段;(阶段2)高于所研究样品的成熟度阶段。烃源岩JT1S1的成熟度Ro为1.18%,残留有机碳含量(TOCr)为3.37%,残留氢指数(HIr)为550mg/g TOCr,残留生油潜力(Pr)为620mg/g TOCr。烃源岩F5S3的成熟度Ro为0.96%,残留有机碳含量(TOCr)为3.01%,残留氢指数(HIr)为741mg/g TOCr,残留生油潜力(Pr)为832mg/gTOC。依据该方法恢复在未成熟(Ro=0.5%)阶段,烃源岩JT1S1的初始有机碳含量(TOCi)和初始生油潜力(Pi)分别>5.00%和>834mg/g TOCi,烃源岩F5S3则分别>4.85%和>997mg/g TOCi。在升温速率为5℃/My的地质条件下,烃源岩JT1S1在阶段(1)从未成熟(Ro=0.50%)至现今成熟度(Ro=1.18%)阶段,生油量>644mg/gTOCr,在阶段(2)从Ro为1.18%至生油结束(Ro=1.62%),生油量为620mg/g TOCr,两个阶段的总生油量>1264mg/g TOCr。烃源岩F5S3在阶段(1)从未成熟至现今成熟度(Ro=0.96%)阶段,生油量>814mg/g TOCr,在阶段(2)从Ro为0.96%至生油结束(Ro=1.64%),生油量为832mg/g TOCr,两个阶段的总生油量>1646mg/gTOCr。 页岩气碳同位素值翻转与高产区密切相关,是重要的油气地球化学研究课题。本论文通过对准噶尔盆地中二叠统芦草沟组泥质烃源岩LCG和塔里木盆地柯枰隆起中—上奥陶统萨尔干组黑色页岩干酪根SEG的恒温(372℃)热模拟实验,在实验室条件下,重现了这一地球化学现象。根据实验结果,本次研究认为,影响气态烃碳同位素值翻转的控制因素主要有: (1)烃源岩(干酪根)具有较高的初始HI指数; (2)低排油效率; (3)成熟度达到大量生气阶段(Ro>1.5%)。