杜軍艷, 程?斌, 廖澤文

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三塘湖盆地二疊系干酪根熱模擬氣體產(chǎn)物的地球化學(xué)特征

杜軍艷, 程?斌, 廖澤文*

(中國(guó)科學(xué)院 廣州地球化學(xué)研究所 有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 廣州?510640)

針對(duì)三塘湖盆地的主力烴源巖二疊系蘆草溝組泥質(zhì)烴源巖開(kāi)展封閉體系和半開(kāi)放體系熱模擬實(shí)驗(yàn), 前者將干酪根密封在金管中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)、后者直接對(duì)烴源巖樣品進(jìn)行壓機(jī)半開(kāi)放體系熱解模擬, 對(duì)實(shí)驗(yàn)中生成氣體的組分和穩(wěn)定碳同位素進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示, 兩種熱解方法以無(wú)機(jī)氣體生成為主, 包括CO2、H2、H2S和N2等, 其中CO2含量最豐富, 這與樣品干酪根中豐富的氧含量一致。半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)溫度達(dá)到480 ℃時(shí), 氣態(tài)烴的含量達(dá)40.64%, 其中甲烷含量達(dá)到26.10%, 封閉體系中隨著模擬溫度升高烴類(lèi)氣體產(chǎn)物的碳同位素呈現(xiàn)先變輕后變重的趨勢(shì), 但同位素分餾程度不大, CH4氣體的13C值分布在–40.2‰ ~ –46.6‰之間, C2H6分布在–34.3‰ ~ –38.0‰之間, C3H8分布在–33.6‰ ~ –36.0‰之間, 而CO2氣體13C值分布在–32.8‰ ~ –28.8‰之間。三塘湖盆地針對(duì)氣藏的勘探已經(jīng)有所發(fā)現(xiàn), 但有關(guān)氣藏的地球化學(xué)特征報(bào)道較少, 該工作中的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為三塘湖盆地深入的氣藏地球化學(xué)勘探提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

干酪根; 氣體特征; 模擬實(shí)驗(yàn); 三塘湖盆地

0?引?言

三塘湖盆地(圖1)位于新疆東北緣, 北與蒙古國(guó)接壤, 南與吐哈盆地毗鄰, 盆地整體呈NW-SE向狹長(zhǎng)帶狀分布, 東西長(zhǎng)約500 km, 寬40 ~ 70 km, 盆地面積約為2.3萬(wàn)km2。大體位于北緯43°25′ ~ 45°00′, 東經(jīng)91°31′ ~ 95°45′。

三塘湖盆地為多期疊加、改造型盆地, 盆地現(xiàn)今構(gòu)造格局包括東北沖斷隆起帶、中央坳陷帶和西南逆沖推覆帶3個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元, 而中央坳陷帶內(nèi)部又呈現(xiàn)自西向東的漢水泉凹陷、石頭梅凸起、條湖凹陷、岔哈泉凸起、馬朗凹陷、方方梁凸起、淖毛湖凹陷、葦北凸起和蘇魯克凹陷9個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元[2], 其中中央坳陷帶是油氣勘探的重點(diǎn)區(qū)域, 從1993年開(kāi)始大規(guī)模石油勘探和油氣評(píng)價(jià), 目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)北小湖油田、牛圈湖油田等多個(gè)油田和含油氣構(gòu)造。

近幾年來(lái), 三塘湖盆地的油氣勘探取得了一系列的成果: 2005年9月在牛101井首次發(fā)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)量的天然氣資源, 同年11月在馬8井獲高產(chǎn)氣流; 2007年, 牛東地區(qū)連打出5口百?lài)嵕? 三塘湖原油日產(chǎn)量突破1000 t; 2008年11月分別在馬207井三疊系、馬208井二疊系獲得日產(chǎn)17.4 m3和13.4 m3的商業(yè)油氣流。三塘湖盆地最新計(jì)算的油氣資源量為石油7.5×108t、天然氣1500×108m3, 但是石油探明率為26.6%, 天然氣探明率為3.9%[3], 預(yù)示著三塘湖盆地巨大的油氣勘探潛力。

目前的油氣勘探成果顯示, 三塘湖盆地具有工業(yè)價(jià)值的烴源巖為上三疊統(tǒng)和中下侏羅統(tǒng)煤系烴源巖、二疊系蘆草溝組湖相烴源巖和下二疊統(tǒng)和石炭系湖相烴源巖[4]。其中二疊系蘆草溝組烴源巖是勘探重點(diǎn), 屬于源內(nèi)成藏[4–5], 馬1井、馬6井、馬7井和馬500P井分別在蘆草溝組獲得工業(yè)油流。現(xiàn)今蘆草溝組僅分布在三塘湖盆地馬朗凹陷和條湖凹陷南緣, 馬朗凹陷蘆草溝組分布范圍廣, 厚度達(dá)400 m以上, 而條湖凹陷蘆草溝組厚度約300 m。蘆草溝組在巖性上以泥巖和白云質(zhì)泥巖為主, 夾有凝灰?guī)r和火山巖, 形成于咸水-半咸水的湖泊中, 富含藻類(lèi)母質(zhì), 是該盆地主要的生油層和儲(chǔ)油層[1]。蘆草溝組烴源巖具中等到高含量的有機(jī)質(zhì)豐度, 以Ⅱ型干酪根為主, 熱演化程度普遍不高, 是三塘湖盆地的主要烴源巖[1, 6]。

氣體組分的組成變化和同位素組成是判別天然氣類(lèi)型、確定氣藏成因的有效指標(biāo)。目前對(duì)于三塘湖盆地天然氣地球化學(xué)特征研究較少, 并且主要是針對(duì)盆地內(nèi)馬朗凹陷煤層氣的研究, 氣體的烴類(lèi)含量高(>90%), 以甲烷為主, 非烴氣體以氮?dú)夂投趸紴橹? 天然氣的干燥系數(shù)(C1/∑C1~5)均大于0.9, 表現(xiàn)出干氣特征。非烴組成表現(xiàn)出氮?dú)夂枯^高、二氧化碳含量低的特點(diǎn)[7]。本工作擬對(duì)三塘湖盆地躍進(jìn)溝剖面的蘆草溝組灰質(zhì)泥巖烴源巖進(jìn)行封閉體系和半開(kāi)放體系的熱模擬實(shí)驗(yàn), 對(duì)比討論其氣體產(chǎn)物的地球化學(xué)特征, 從而得出三塘湖盆地蘆草溝組烴源巖生氣特征, 期望能對(duì)三塘湖盆地天然氣研究提供一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖1?三塘湖盆地位置圖及采樣點(diǎn)(據(jù)劉延莉等[1])

1?樣品與實(shí)驗(yàn)

1.1?樣 品

樣品采自新疆三塘湖盆地躍進(jìn)溝剖面二疊系蘆草溝組(P2l)露頭灰質(zhì)泥巖, 呈灰黑色, 不污手, 表面受到輕度風(fēng)化。樣品成熟度o為0.52%, TOC含量達(dá)到10.67%, 鏡下觀(guān)察樣品中的無(wú)定形體含量高, 干酪根類(lèi)型為Ⅱ型。樣品具體有機(jī)地球化學(xué)特征如表1所示。

1.2?封閉體系熱解模擬實(shí)驗(yàn)

封閉體系模擬實(shí)驗(yàn)用干酪根樣品。干酪根制備采用傳統(tǒng)的酸處理方式, 先將烴源巖樣品粉碎至粒徑為0.175 ~ 0.150 mm (80 ~ 100目), 經(jīng)HCl/HF處理, 蒸餾水清洗等[8], 制備成粗制干酪根。稱(chēng)取適量粗制干酪根, 在氬氣保護(hù)下封入金管中, 樣品量隨溫度點(diǎn)升高逐漸降低, 金管放入高壓釜中, 通過(guò)往高壓釜中注水, 高溫下高壓水使金管產(chǎn)生柔性變形, 從而對(duì)樣品施壓。選擇9個(gè)溫度點(diǎn)(表2), 每個(gè)溫度點(diǎn)放入2個(gè)平行樣。壓力45 MPa, 通過(guò)往高壓釜中注入水的體積量控制。溫度的控制通過(guò)溫控儀設(shè)定, 由室溫升至相應(yīng)的溫度后, 恒溫72 h。

表1?三塘湖樣品的基礎(chǔ)有機(jī)地球化學(xué)數(shù)據(jù)

注:max為產(chǎn)生的2烴為最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度(℃); TOC為巖石中有機(jī)碳含量(%);1為單位質(zhì)量巖石中的吸附烴;2為單位質(zhì)量巖石中有機(jī)質(zhì)熱降解烴;3為程序升溫至390 ℃每克巖石所產(chǎn)生的CO2的量(mg);H(氫指數(shù))為單位質(zhì)量總有機(jī)碳中可熱解的有機(jī)化合物的量(mg/g)

表2?模擬實(shí)驗(yàn)不同溫度點(diǎn)氣體產(chǎn)物組成及含量

1.3?半開(kāi)放體系熱解模擬實(shí)驗(yàn)

半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)裝置是高溫高壓干體系[9],該體系綜合考慮溫度和上覆地層壓力因素對(duì)生排烴過(guò)程的影響。稱(chēng)取60 g左右的烴源巖樣品, 在一定壓力下壓入到圓形磨具中, 樣品下面墊約0.5 cm厚的石英砂層, 圓形磨具上下都用紫銅環(huán)密封。選擇9個(gè)溫度點(diǎn)(表2), 壓力80 MPa, 其中溫度的設(shè)定通過(guò)溫控儀控制, 壓力的控制通過(guò)人工手動(dòng)控制壓力桿, 由室溫升至相應(yīng)的溫度后, 恒溫72 h。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體用收集瓶收集起來(lái)。

1.4?熱解氣體分析

封閉體系模擬實(shí)驗(yàn)氣態(tài)產(chǎn)物分析過(guò)程如下: 將從高壓釜中取出的金管表面洗凈, 置于固定體積的真空系統(tǒng)中, 在封閉條件下用針刺破, 氣態(tài)產(chǎn)物從金管中釋放出來(lái), 該真空系統(tǒng)與Agilent公司生產(chǎn)的6890N型氣相色譜儀直接相連, 氣體通過(guò)自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)入該色譜儀進(jìn)行成分分析, 升溫程序?yàn)槠鹗紲囟?0 ℃, 恒溫6 min, 以15 ℃/min的速率升至130 ℃, 再以25 ℃/min的速率升至180 ℃, 恒溫2 min。半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)氣態(tài)產(chǎn)物用注射器從壓機(jī)氣體收集瓶外的橡膠管中直接吸出, 注入上述真空系統(tǒng)中進(jìn)行分析。由于半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)樣品量大, 氣體產(chǎn)量大, 在氣體收集時(shí)部分溢出, 沒(méi)有得到氣體的總體積, 只得到不同組分的相對(duì)百分含量, 因此本工作中半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)的氣體產(chǎn)物特征只是作為輔助探討。

封閉體系氣體同位素用GV公司生產(chǎn)的氣相色譜-同位素比值質(zhì)譜儀(GVISOPrime GC-IRMS)分析, 起始溫度50 ℃, 恒溫3 min, 再以15 ℃/min的速率升至230 ℃, 恒溫1 min。每個(gè)溫度點(diǎn)氣體同位素值取平行樣均值, 平行樣誤差控制在0.5‰(VPDB)以?xún)?nèi)。

2?結(jié)果與討論

2.1?封閉體系模擬實(shí)驗(yàn)氣體產(chǎn)物組成及其演化特征

氣態(tài)產(chǎn)物包括CH4、C2H6、C3H8、C4H10、C5H12等烴類(lèi)化合物和H2、CO2、H2S等無(wú)機(jī)氣體(圖2)。

氣體組分中無(wú)機(jī)氣體含量比較高, CO2含量在氣體組分中最高, 其生成主要發(fā)生在低溫階段。H2S氣體生成量較高, H2在高成熟階段(模擬溫度為440 ~ 480 ℃)含量不斷增長(zhǎng), 與干酪根縮聚反應(yīng)程度的增加一致。

有機(jī)氣體中甲烷含量最高, 隨著溫度的升高, 所有氣體產(chǎn)率也不斷增加。模擬實(shí)驗(yàn)350 ℃開(kāi)始, 進(jìn)入生油窗階段, 氣體產(chǎn)率迅速增加, 此時(shí)檢測(cè)到的主要?dú)怏w總產(chǎn)氣量為14.81 mL/g。當(dāng)溫度大于420 ℃以后, C1氣體的生成率大于C2–C5氣體的生成率, 這是由于此時(shí)已經(jīng)生成的一些長(zhǎng)鏈化合物開(kāi)始裂解成小分子化合物, 進(jìn)入成熟階段。溫度達(dá)到460 ℃后, 開(kāi)始進(jìn)入濕氣-凝析油階段, 此時(shí)氣體產(chǎn)率迅速升高。在溫度為480 ℃時(shí), CH4生成率為13.97 mL/g干酪根, 占?xì)怏w含量的20%。

圖2?不同溫度點(diǎn)熱解氣體產(chǎn)物的產(chǎn)率變化

對(duì)封閉體系C1氣體、C2氣體、C3氣體以及CO2氣體的碳同位素值進(jìn)行分析, 結(jié)果如圖3所示。由于有機(jī)氣體的同位素分餾效應(yīng), 呈現(xiàn)出碳數(shù)越高, 同位素越重的趨勢(shì)。其中CH4的13C值分布在–40.2‰ ~ –46.6‰之間, 表明氣體來(lái)源于腐泥型干酪根, 這也與樣品有機(jī)質(zhì)富含藻類(lèi)顯微組分一致; C2H613C值分布在–34.3‰ ~ –38.0‰之間; C3H813C值分布在–33.6‰ ~ –36.0‰之間; CO2氣體13C值布在–32.8‰ – 8.8‰之間。13C1與13C2差值小于8‰。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明有機(jī)氣體的13C值都存在一個(gè)先變輕再變重的過(guò)程, 轉(zhuǎn)折溫度點(diǎn)在420 ℃左右, 結(jié)合上文分析, 也就是在巖石樣品生烴率開(kāi)始迅速增加的階段。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因, 有學(xué)者[10]認(rèn)為是由于生成氣體的累積效應(yīng), 在實(shí)驗(yàn)的初始階段, 有來(lái)自以前轉(zhuǎn)化形成的碳被釋放, 這些碳相對(duì)富13C。當(dāng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中裂解產(chǎn)生的輕同位素碳含量增多并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí), 產(chǎn)物的同位素又逐漸變重。但是熊永強(qiáng)等[11]在研究純物質(zhì)正十八烷的裂解時(shí)也出現(xiàn)生成氣態(tài)烴同位素倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象, 并認(rèn)為出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是歧化反應(yīng)同時(shí)形成同位素較低和較高的物質(zhì), 這些物質(zhì)的裂解最終導(dǎo)致同位素的非單調(diào)變化。

圖3?不同氣體同位素值隨溫度的變化

CO2在氣體產(chǎn)物中含量最豐富, 同位素值表明其來(lái)源于有機(jī)質(zhì)干酪根本身, 這與干酪根中豐富的氧含量相符(干酪根O/C原子比為0.133), 在低熟情況下, 干酪根中氧元素以極性基團(tuán)存在, 演化初級(jí)階段以CO2形式釋放, 模擬實(shí)驗(yàn)中CO2的生成主要發(fā)生在400 ℃之前, 其同位素較氣態(tài)烴更重。

2.2?半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)氣體分析

相對(duì)于封閉體系, 半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)是瞬時(shí)裂解過(guò)程, 產(chǎn)物主要發(fā)生初次裂解, 生成氣體及時(shí)排出, 因此整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程都可以檢測(cè)到相對(duì)不穩(wěn)定化合物。檢測(cè)的氣態(tài)產(chǎn)物包括CH4、C2H6、C2H4、碳數(shù)為C3–C5的正構(gòu)和異構(gòu)組分及相應(yīng)的烯烴、C6H14、C7H16等有機(jī)氣體和H2、CO2、N2、O2、CO等無(wú)機(jī)氣體, 隨著模擬實(shí)驗(yàn)溫度的升高, 不同氣體的相對(duì)百分含量也在不斷變化, 將每個(gè)溫度點(diǎn)總的烴類(lèi)氣體、總的非烴氣體、甲烷及含量豐富的CO2、N2等非烴氣體含量的變化繪制成折線(xiàn)圖, 如圖4所示。

圖4?半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物氣體組分含量隨溫度的變化趨勢(shì)

半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)氣體組成和封閉體系相似, 以無(wú)機(jī)氣體為主。隨著溫度的升高, 無(wú)機(jī)氣體的相對(duì)含量呈逐漸下降趨勢(shì)。無(wú)機(jī)氣體中CO2和N2含量都比較高, N2含量在低―高成熟階段基本沒(méi)變化。低溫階段以CO2為主, 與封閉體系模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致, CO2的生成主要發(fā)生在低溫階段, 含量在320 ℃達(dá)到最大值, 說(shuō)明此溫度左右的干酪根主要是發(fā)生脫羧作用, 320 ℃之后CO2的生成含量整體呈下降趨勢(shì)。CO與O2相對(duì)含量比較低, 在模擬實(shí)驗(yàn)溫度階段變化不大。

有機(jī)氣體以甲烷為主, 在350 ~ 420 ℃之間甲烷氣體和烴類(lèi)氣體總量的相對(duì)含量增加迅速, 實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)在480 ℃時(shí), 氣態(tài)烴含量占總氣體量的 40.64%, 甲烷含量達(dá)26.10%。

2.3?封閉體系與半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物中有機(jī)氣體對(duì)比分析

對(duì)封閉體系與半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的主要烴類(lèi)氣體組分含量進(jìn)行對(duì)比, 兩者存在有明顯差別。C1–C5各組分相對(duì)于∑C1~5的含量分布如圖5和表2所示。

圖5顯示兩套模擬實(shí)驗(yàn)隨著溫度升高, 有機(jī)氣體產(chǎn)物中C1/∑C1~5值均呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì), 并且都小于0.8。封閉體系中C1/∑C1~5值明顯高于半開(kāi)放體系, 而半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)中C4/∑C1~5和C5/∑C1~5值明顯高于封閉體系。這可能與半開(kāi)放體系中主要是初次裂解, 產(chǎn)物邊生邊排, 而封閉體系模擬實(shí)驗(yàn)更易于發(fā)生二次裂解有關(guān)。

圖5?封閉體系與半開(kāi)放體系有機(jī)氣體含量對(duì)比

2.4?地質(zhì)意義

目前有關(guān)三塘湖盆地天然氣的報(bào)道主要來(lái)自與馬朗凹陷上三疊統(tǒng)-中下侏羅統(tǒng)煤系烴源巖有關(guān)的煤層氣[7], 而對(duì)于與二疊系烴源巖有關(guān)的天然氣的研究報(bào)道較少。與三塘湖盆地臨近的吐哈盆地和準(zhǔn)噶爾盆地的天然氣資源, 二疊系湖相泥巖具有重要貢獻(xiàn)[12–13], 其天然氣地球化學(xué)特征與本工作的研究結(jié)果加以對(duì)比討論, 也許對(duì)三塘湖盆地天然氣氣藏的深入勘探研究具有啟發(fā)意義。

吐哈盆地的天然氣具有煤層氣和油型氣形成的混合氣特征[12], 二氧化碳含量低于1%, 烴類(lèi)氣體干燥系數(shù)多小于0.87, 呈濕氣特征, 氣體同位素值偏重, 甲烷多分布于–44.8‰ ~ –39.4‰, 乙烷多分布在–28.8‰ ~ –26.2‰, 與煤層氣的貢獻(xiàn)有關(guān)。準(zhǔn)噶爾盆地來(lái)源于湖相泥質(zhì)烴源巖高成熟階段演化的天然氣13C1值多重于–35.4‰, C1/∑C1~5值大于0.95, 而來(lái)自于演化程度更低階段的天然氣, 其13C1值多輕于–43.7‰,13C2值多輕于–30.9‰, C1/∑C1~5值分布在0.57 ~ 0.86之間[13], 這與本工作中模擬實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物中烴類(lèi)氣體的特征具有可比性。

三塘湖盆地二疊系烴源巖發(fā)育良好, 有機(jī)質(zhì)豐度高, 烴源巖連續(xù)沉積厚度大, 在一些成熟度演化相對(duì)較高的區(qū)域(比如條湖凹陷)可能有該套烴源巖生成的烴類(lèi)氣體聚集, 杜宏宇等[7]也曾經(jīng)有類(lèi)似的推測(cè)。本工作模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以為針對(duì)三塘湖盆地氣藏深入研究提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。

3?結(jié)?論

三塘湖盆地躍進(jìn)溝剖面二疊系蘆草溝組灰質(zhì)泥巖樣品通過(guò)封閉體系和半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)所得氣體結(jié)果顯示, 氣體組分以無(wú)機(jī)氣體為主, CO2含量高,與干酪根中豐富的氧含量一致。有機(jī)氣體含量隨溫度變化呈規(guī)律性變化, 半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)溫度達(dá)480 ℃, 氣態(tài)烴的含量達(dá)40.64%, 甲烷含量26.10%,同時(shí)有機(jī)氣體中甲烷呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。封閉體系中隨著模擬實(shí)驗(yàn)溫度升高有機(jī)氣體碳同素呈現(xiàn)先變輕后變重的趨勢(shì), CH4氣體13C值分布在–40.2‰ ~ –46.6‰之間, C2H613C值分布在–34.3‰ ~ –38.0‰之間, C3H813C值分布在–33.6‰ ~ –36.0‰之間, CO2氣體13C值分布在–32.8‰ ~ –28.8‰之間。半開(kāi)放體系相對(duì)于封閉體系氣體產(chǎn)物呈現(xiàn)高C4/∑C1~5、C5/∑C1~5值與低C1/∑C1~5值, 這與半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗(yàn)是邊生邊排、封閉體系相對(duì)而言更易發(fā)生二次裂解有關(guān)。

中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所盧家爛研究員在模擬實(shí)驗(yàn)工作中給予了指導(dǎo); 中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的盧鴻老師在野外采樣過(guò)程中提供了幫助, 在此表示感謝。本工作得到油氣專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支持(編號(hào): 2011ZX05008-02)。

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Geochemical characterization of gaseous pyrolysates from a Permian kerogen of Santanghu Basin

DU Jun-yan, CHENG Bin and LIAO Ze-wen*

(State Key Laboratory of Organic Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou?510640, China)

This work was carried out to study the geochemical characteristics of gaseous pyrolysates from Permian argillaceous source rocks of Santanghu Basin, from the closed and semi-open systems, respectively. Kerogens prepared from the source rocks were sealed into golden tubes for the closed-pyrolysis, while the source rocks were used directly for the semi-open system. The composition and stable carbon isotope of the gas generated were analyzed. The results show that, for both pyrolysis systems, inorganic gas were the main products including CO2, H2, H2S, N2. The proportion of CO2was the highest due to the abundant oxygen content in the kerogens; for the semi-open system, the relative percentage of gaseous hydrocarbons can be up to 40.64%, and the relative percentage of methane is as high as 26.10% when the temperature reaches 480 ℃. With the increasing temperature, the stable carbon isotope ratios of gaseous hydrocarbons from closed system first become lighter and then heavier, with the13C of CH4ranging from –40.2‰ to –46.6‰, C2H6–34.3‰―–38.0‰, C3H8–33.6‰―–36.0‰ and CO2–32.8‰―–28.8‰. Gas reservoir has been found in the Santanghu Basin, NW China, but little have been reported on the geochemical characteristics of the gas. Basic data are provided in this work for further petroleum exploration of the Santanghu Basin.

kerogen; gas characterization; simulation experiments; Santanghu Basin

P597

A

0379-1726(2014)05-0510-08

2013-08-14;

2013-11-14;

2014-04-09

國(guó)家油氣重大專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX05008-02)

杜軍艷(1986–), 女, 博士研究生, 油氣地球化學(xué)專(zhuān)業(yè)。E-mail: dujunyan@gig.ac.cn

LIAO Ze-wen, E-mail: liaozw@gig.ac.cn; Tel: +86-20-85290190