2、煤成油.ppt

煤成油形成环境与成烃机理 1 煤 2 引言 3 烃源岩的类型及特征 4 煤成油的地球化学特征 5 煤成油形成机理与成烃模式 煤 部分煤的种类显微组分显微组分的特征 部分煤的种类 褐煤 烟煤 无烟煤 褐煤2 显微组分 1 I型油滴 外溢 221兵团煤矿东槽煤层 J2x DHS 14 紫色反射荧光 16X3 2 型油滴 串珠状 孢子体 柯柯亚煤矿正槽煤层 J1b KZ 3 紫色反射荧光 64X3 3a 串珠状 型油滴 七泉湖红星煤矿红灰槽煤层 J1b HXH 15 蓝色反射荧光 128X3 3b 型油滴 葫形 七克台化工厂煤矿南大槽煤层 J2x QH 2 紫色反射荧光 64X3 4a 油滴 七克台化工厂煤矿南大槽煤 J2x QH 2 紫色反射荧光 128X3 4b 同4a 可见牛顿晕环 干物镜白反射光 128X3 1 角质体 七克台乡煤矿南大槽煤层 J2x QS 2 紫色反射荧光 160X3 2 孢子体 三缝孢 恰1井 J2x2 H74 蓝色反射荧光 320X3 3 树脂体 具氧化边 七克台乡化工厂煤矿南大槽煤层 J2x QH 11 蓝色反射荧光160X3 4 木栓质体 弱荧光 七泉湖红星煤矿红灰槽煤层 J1b HXH 10 蓝色反射荧光 160X3 煤的显微组分特征 引言 1 概念 煤成油 Oilfromcoal 或 Oilderivedfromcoal 系指煤和煤系地层中集中和分散的陆源有机质 在煤化作用的同时所生成的液态烃类 石油 在特定的地质条件下 从煤系烃源岩中排驱出来并聚集成藏 甚至形成大油田 2 问题的提出 从60年代后期以来 在世界一系列盆地发现了一批与中 新生界煤系地层有关的重要油气田 引起了人们极大的兴趣 并进行了广泛的研究 研究的主要问题是 1 各种煤及各种显微组分的成烃潜力 2 在煤化作用中煤系地层的成烃演化特征和煤成油的物理化学特点 3 煤系地层的生物标记化合物的特征 生源分析和油源对比 4 煤和各种显微组分的加水或无水热解生烃模拟及其与自然演化的比较 5 煤和煤系地层中烃类的排驱和运移及其影响因素 3 意义 继陆相生油之后又开拓了 煤成油 和在煤系地层中找油的新领域 4 效果 80年代以来 在我国煤系地层中取得了很大实效 准噶尔盆地东部 塔里木盆地北部 酒东盆地 三塘湖盆地 焉耆盆和吐哈盆地在煤系地层中发现了大规模的油田 烃源岩类型有机质丰度 类型有机质的演化特征 烃源岩的类型及特征 煤型烃源的类型一般以煤岩学为基础 可划分为 腐殖煤 腐殖煤主要由高等植物物质组成 残殖煤由等植物中壳质组分富集而成 一般含量50 60 腐殖 腐泥煤 两者过渡类型腐泥煤 由低等生源物质构成 1 烃源岩类型 有机质丰度 总有机碳一般都 20 高达70 通常以岩石显微组分统计表示 具有异常高的可溶有机质含量和总烃浓度 有机质类型 实质上是以占有机质绝大部分的镜质组 惰性组 壳质组和腐泥组等组分构成来确定的 2 有机质丰度 类型 3 有机质的演化特征煤及其显微组分在演化过程中的变化特征见图 4 有机质的演化特征煤系有机质成熟演化过程的化学变化可以大致归纳为 脱水作用 脱羧基作用 脱烷基作用 特殊情形之一为脱甲基作用 缩聚作用 脱烷基作用最显著的范围是 液态窗 这时的反应产物均系原油范畴内化合物 煤成油的地球化学特征 1 原油物性 2 族组成 3 碳同位素的特征值 4 油源对比 5 油源对比 影响油 气比分配的地球化学因素 1 显微组分组成 2 煤化作用过程的油气分异 3 排烃和运移过程的油气分异 煤成油的实验模拟烃源岩生烃的实验模拟已成为石油地球化学研究的重要实验技术之一 1 开放体系热模拟 2 封闭体系热模拟下图是在水介质下热模拟轨迹与自然界演化轨迹基本一致 原油物性 1 颜色 外观透明 半透明或不透明 颜色由无色 浅黄色 黄色 棕黄色 褐色至黑褐色都有 但半透明和浅色者较多 2 密度 原油密度范围为0 705 0 905g cm3 最大频率分布在0 805 0 825g cm3 属于轻质油 凝析油最大频率分布在0 725 0 745g cm3 较一般湖相泥生成的正常原油要轻 3 粘度 原油粘度一般较小 易流动 4 含蜡量 原油含蜡量2 27 以7 5 13 5 为主 最大频率分布在10 5 13 5 平均10 3 5 凝固点 原油凝固点范围为 18 30 凝析油一般低于零度 其它原油一般 5 最大频率分布在10 15 较一般原油低很多 6 含硫量 原油的含硫量不到0 2 属低硫原油 族组成 1 煤中氯仿沥青 A 具有沥青质 非烃 芳烃 烷烃的基本组成 2 煤成油中 饱和烃含量高 50 80 非烃 沥青质含量低 10 总之 煤成油的总体特征是低密度 低粘度 低凝固点 低含硫 中 高含蜡 高饱和烃和低非烃 沥青质 碳同位素的特征值 原油的碳同位素值取决于油源岩的沉积环境和成烃母质的类型或生源构成 型干酪根的 13C值为 26 0 20 0 与高等植物的 13C相似 煤成凝析油与同源的煤成原油有相似的同位素组成或稍重于同源的原油 油源对比 1 意义 煤成油的油源对比有两重含义 一是确定原油是否来源于煤系 即解决是不是煤成油的问题 二是确定煤系中哪一类烃源岩或显微组分对煤成油起主要作用 即解决是什么类型煤成油的问题 煤成油的油源对比更是强调分子地球化学的生物标志物研究和有机岩石学的显微组分剖析 同位素地球化学分析以及石油地质的综合研究 还是认识煤成油成烃机理和初次运移机理的重要步骤 2 烃源岩 原油 油显示 的生物标志物组成特征各个层位烃源岩的生物标志物分布特征有较大的差异见下表 3 油 岩分子地球化学特征对比在生物标志物分布特征上 侏罗系原油与八道湾组和小泉沟群烃源岩尤其相似 如两者的正烷烃均具奇碳优势 煤成油形成机理与成烃模式 1 有机岩物理性质演化特征 2 煤成油的排驱机理 有机岩物理性质演化特征 煤层中的微裂隙发育特征是影响煤成油排驱的物理性质 微裂隙可分为内生裂隙和外生裂隙两种 内生裂隙是煤中凝胶化物质老化 体积收缩产生内张力或是热演化过程中气 液产物所造成的内张力形成的一种裂隙 它与煤化程度 煤岩类型有关 内生裂隙在中等变质烟煤的光亮煤特别是镜煤中最发育 由两组交叉呈正方形或菱形 并且大致垂直层面 肥煤 瘦煤阶段内生裂隙多达30 50条 5cm 在褐煤和气煤中只有10条 5cm左右 内生裂隙最发育阶段乃属通常所认为的油气生成高峰阶段和凝析油阶段 容易被成为油气排驱的主要通道 外生裂隙是在构造应力作用下产生的一种裂隙 它有可能起着强化后续的油气初次运移的作用 煤成油的排驱机理 1 煤成油初次运移相态 由水溶向 烃溶相 气相三个阶段连续发展 煤的高吸附性 高塑性和微孔隙性等并不能构成煤层中石油难以排出的障碍 但却会造成明显的地质色层分异效应 2 压实排驱机理煤中大孔隙占总孔隙体积的 40 以上 处于强烈压实成岩作用阶段 有利于烃类以水溶相和水驱排出 煤孔隙度将下降10 左右 有可能形成重质未熟石油 CO2 助运剂 作用存在 3 受压力驱动的连续沥青网络运移机理与煤系中有机质成烃演化的 生油窗 阶段相当 R0值0 70 1 2 脱水导致凝胶体性质变化 由水凝胶转变为沥青凝胶 产生了大量沥青物质 滞留在煤中水凝胶的分散介质 水 逐渐被沥青置换 形成均一的沥青相 运移的相态是沿 沥青网络 的