劉　洋，何　坤，李賢慶，徐紅衛(wèi)，張吉振，扈松林，王　剛，樊志偉

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100083；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京　100083；3.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京　100083；4.中國(guó)石油油氣地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100083)

?

湖相烴源巖生烴動(dòng)力學(xué)及排油效率
——以松遼盆地青山口組為例

劉洋1,2,3,4，何坤3,4，李賢慶1,2，徐紅衛(wèi)1,2，張吉振1,2，扈松林1,2,3,4，王剛1,2，樊志偉1,2

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京100083；3.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京100083；4.中國(guó)石油油氣地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083)

為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)湖相烴源巖的排油量及致密油資源潛力，結(jié)合湖相I型有機(jī)質(zhì)的黃金管熱模擬實(shí)驗(yàn)和青山口組烴源巖的有機(jī)地球化學(xué)分析，對(duì)松遼盆地湖相烴源巖生烴特征、動(dòng)力學(xué)參數(shù)和排油效率進(jìn)行了研究。熱模擬實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物定量結(jié)果表明，松遼盆地青山口組湖相烴源巖具有可觀的生油潛力，最大生油量約為600 mg/g·TOC，主要的生油階段在EasyRo=0.5%～1.2%。動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，該烴源巖生油的平均活化能為218.5 kJ/mol，重質(zhì)組分生成活化能要低于輕質(zhì)組分。結(jié)合青山口組烴源巖的生油動(dòng)力學(xué)參數(shù)和英X58井熱史的地質(zhì)推演，證實(shí)該井湖相烴源巖的當(dāng)前生油轉(zhuǎn)化率為40%～60%，生油量為240～360 mg/g·TOC；通過(guò)殘留烴的定量，計(jì)算得到該烴源巖的排油量為150～200 mg/g·TOC，相對(duì)排油效率約為60%。生油量及排油效率結(jié)果表明，松遼盆地致密油資源潛力大。

湖相烴源巖；黃金管熱模擬；生烴動(dòng)力學(xué)；排油效率；松遼盆地

0　引　言

作為重要的非常規(guī)油氣，致密油在我國(guó)含油氣盆地具有較為廣泛的分布，如松遼盆地白堊系、四川盆地侏羅系和準(zhǔn)噶爾盆地二疊系[1-2]。近年來(lái)，隨著水平井鉆探和體積壓裂技術(shù)的突破，大慶油田在松遼盆地中央凹陷區(qū)多口井成功實(shí)現(xiàn)了致密油的勘探開(kāi)發(fā)。松遼盆地致密油主要分布在白堊系青山口組的高臺(tái)子油層和泉頭組的扶余油層，分別分布在烴源巖“源內(nèi)”和“源下”。作為兩套油層的烴源巖，青山口組湖相烴源巖多為暗色泥巖，有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅰ型，通常具有較高的有機(jī)碳含量和生烴潛力[3-5]。國(guó)內(nèi)學(xué)者已從致密油分布特征、成藏條件及勘探潛力等方面開(kāi)展了許多研究工作[19-22]，但有關(guān)松遼盆地湖相烴源巖I型有機(jī)質(zhì)的生烴動(dòng)力學(xué)與致密油排驅(qū)效率研究的報(bào)道較少，且研究程度低。本文通過(guò)對(duì)青山口組湖相烴源巖的生油潛力和動(dòng)力學(xué)研究，結(jié)合源內(nèi)殘留烴定量結(jié)果，將有助于準(zhǔn)確確定松遼盆地白堊系湖相烴源巖的當(dāng)前排油量并客觀評(píng)價(jià)致密油資源潛力。

目前，針對(duì)有機(jī)質(zhì)的生烴潛力和動(dòng)力學(xué)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用各種熱解裝置開(kāi)展了大量模擬實(shí)驗(yàn)工作[6-8,10,15-17]?；趯?shí)驗(yàn)得到的生烴量和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，結(jié)合具體盆地的熱演化史，可建立有機(jī)質(zhì)的生烴演化模式。其中，黃金管以其獨(dú)特的反應(yīng)惰性、優(yōu)良的熱和壓力傳導(dǎo)性被廣泛用于油氣生成相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)不同產(chǎn)物的定量，可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)熱成熟過(guò)程中的生油量和生氣量。

基于此，本文選取了松遼盆地白堊系青山口組成熟度較低的湖相烴源巖樣品，利用高溫高壓黃金管熱模擬裝置，開(kāi)展了兩組不同升溫速率(20 ℃/h、2 ℃/h)的生烴熱模擬實(shí)驗(yàn)。通過(guò)熱解過(guò)程中液態(tài)產(chǎn)物和氣態(tài)產(chǎn)物的定量分析，對(duì)青山口組Ⅰ型有機(jī)質(zhì)的生油、生氣潛力和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。同時(shí)，結(jié)合松遼盆地致密油發(fā)現(xiàn)井——英X58井青山口組烴源巖的地球化學(xué)特征和熱演化史，對(duì)該井湖相烴源巖的生油潛力和排油效率進(jìn)行了探討。

1　樣品和實(shí)驗(yàn)方法

1.1樣品

本文對(duì)采自松遼盆地濱北地區(qū)黑魚(yú)泡凹陷白堊系不同深度的25個(gè)烴源巖樣品進(jìn)行常規(guī)有機(jī)地球化學(xué)分析，分析結(jié)果見(jiàn)表1。不難看出，松遼盆地白堊系青山口組湖相烴源巖樣品均處于成熟階段，Ro為0.60%～0.94%，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ-Ⅱ1型，與前人研究結(jié)果[3-5]相一致。為了更好地研究湖相烴源巖Ⅰ型有機(jī)質(zhì)的生烴特征和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，從中篩選出松遼盆地黑魚(yú)泡凹陷魚(yú)21井成熟度較低(Ro=0.60%)的黑色泥巖樣品，其基本地球化學(xué)特征見(jiàn)表2。黃金管熱模擬實(shí)驗(yàn)采用分離后的干酪根樣品，具體干酪根分離方法參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“沉積巖中干酪根分離方法”(GB/T19144-2010)。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

采用黃金管高壓釜熱模擬實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)上述篩選出來(lái)的魚(yú)21井青山口組低成熟度(Ro=0.60%)湖相烴源巖干酪根樣品進(jìn)行生烴熱模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件：壓力50 MPa，升溫速率分別為2 ℃/h和20 ℃/h。具體實(shí)驗(yàn)步驟：首先，將稱量好的樣品(±60 mg)裝入一端已焊死的黃金管內(nèi)，放入冷水槽內(nèi)，通過(guò)氬氣排除黃金管內(nèi)多余的空氣，并以氬氣為保護(hù)氣，通過(guò)氬弧焊將另一端封住。裝樣完畢后，再次稱重檢查黃金管是否發(fā)生泄漏；然后，將樣品放入高壓釜內(nèi)，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，啟動(dòng)熱模擬實(shí)驗(yàn)裝置[9]。此外，生烴動(dòng)力學(xué)參數(shù)通過(guò)Kinetics專用軟件擬合計(jì)算，具體計(jì)算方法見(jiàn)文獻(xiàn)[7]。

表1　松遼盆地?zé)N源巖樣品的有機(jī)地球化學(xué)特征

表2　魚(yú)21井湖相烴源巖樣品的有機(jī)地球化學(xué)特征

運(yùn)用低溫溶劑抽提方法，進(jìn)行熱模擬液體產(chǎn)物的定量收集。具體實(shí)驗(yàn)方法如下：(1)用液氮將黃金管冷凍5 min后置于正己烷溶液中迅速剪碎，將可溶于正己烷的液體產(chǎn)物通過(guò)超聲抽提出；(2)將溶劑轉(zhuǎn)移出，取少許溶質(zhì)通過(guò)HP6890氣相色譜進(jìn)行色譜分析，通過(guò)n-C24D50作為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行各組分的定量；(3)通過(guò)二氯甲烷(DCM)進(jìn)一步抽提出固體殘?jiān)械钠渌簯B(tài)產(chǎn)物，待溶劑揮發(fā)后分別對(duì)兩種抽提物進(jìn)行定量[5]。此外，兩種抽提物(輕質(zhì)油和重質(zhì)組分)分別代表熱解樣品中的正己烷和DCM抽提物部分，輕質(zhì)油與重質(zhì)組分合稱總液態(tài)產(chǎn)物。

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

2.1液態(tài)油的生成和裂解

圖1為湖相烴源巖Ⅰ型有機(jī)質(zhì)熱模擬生成的不同液態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)率。由圖1可知，液態(tài)產(chǎn)物的生成集中在低溫階段，輕質(zhì)油與重質(zhì)組分生油高峰的出現(xiàn)時(shí)間受升溫速率影響顯著。其中，以20 ℃/h升溫條件為例，重質(zhì)組分和總液態(tài)產(chǎn)物最大產(chǎn)率分別達(dá)307.45 mg/g·TOC、605.05 mg/g·TOC?？梢园l(fā)現(xiàn)，高溫階段液態(tài)產(chǎn)物發(fā)生熱裂解，產(chǎn)率明顯降低，氣體產(chǎn)物明顯增加(表3)。顯然，在封閉的黃金管熱解體系中，早期生成的原油在后期會(huì)發(fā)生裂解生氣作用。同時(shí)，對(duì)比產(chǎn)油高峰的出現(xiàn)時(shí)間(即裂解時(shí)限)可以看出輕質(zhì)油滯后于重質(zhì)組分，進(jìn)一步驗(yàn)證了前人提出的原油熱穩(wěn)定性理論[5,11-12]，即在熱應(yīng)力作用下，重質(zhì)組分首先發(fā)生熱裂解反應(yīng)，生成輕質(zhì)油等短鏈烴。

圖1　湖相烴源巖Ⅰ型有機(jī)質(zhì)熱模擬液態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)率Fig.1　The yields of liquid products from the Type-I organic matters of lacustrine source rock during thermal pyrolysis experiment

系列實(shí)驗(yàn)溫度/℃EasyRo/%產(chǎn)液量/mg(g·TOC)-1輕質(zhì)油重質(zhì)組分總液態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)氣量/mg(g·TOC)-1C1C2C1-C5H2CO2H2Sδ13C/‰C1C2CO2系列一336.10.72112.0165.2277.25.39.4534.90.129.265.0---360.40.86215.5238.4453.87.49.8345.80.217.962.7-50.1-36.2-19.9384.41.09295.5314.5610.023.225.85105.40.430.3117.1-48.2-36.1-21.9424.21.58279.6188.8468.470.563.82278.70.843.5108.8-45.0-35.2-25.4432.91.71222.3166.7389.086.171.49321.50.853.5112.6-43.7-36.9-27.1457.12.12180.340.4220.8132.7101.104361.193.0124.4-42.2-35.6-29.8481.22.55136.719.7156.4187.8126.01444.31.7154.5173.6-40.4-33.7-31.95042.96100.719.1119.8263.9145.98474.42.3216.0160.9-39.4-30.9-32.5529.83.563.23.166.3352.5125.97484.13.5313.2169.6-38.3-25.0-32.3553.83.8714.80.215.0423.262.91487.24.4387.5162.8-36.5-18.0-31.1577.44.22.00.12.1489.011.09500.54.6495.2168.7-35.3-14.0-29.7601.74.46---493.52.01495.65.3598.5160.4-34.0--28.1系列二334.30.6 63.0 27.8 90.80.81.064.70.013.030.3---359.20.6796.583.3179.82.13.0012.20.115.746.9-50.1-34.2-24.0383.70.75140.1207.8347.96.07.7129.60.321.366.3-49.2-36.4-23.14080.9213.1270.9484.018.121.9179.60.731.9124.9-48.1-36.8-22.8431.71.19297.6307.4605.035.934.74145.61.036.1131.1-46.0-35.1-23.1455.91.48304.8224.3529.165.458.77255.21.049.3128.3-44.9-36.8-25.3479.91.81231.3151.0382.396.382.69385.51.278.8154.2-43.8-37.2-28.8504.12.21172.128.9201.0142.2111.35442.11.6111.5166.1-42.1-35.0-29.8528.32.63129.016.4145.4210.4143.93462.83.0178.6176.1-40.8-33.2-30.9552.53.0898.011.9109.9275.6154.78465.73.2216.3170.5-39.2-29.8-31.0576.73.562.73.065.7348.4133.56486.24.4291.2176.2-37.8-24.4-30.6600.93.8517.50.317.8404.572.32477.75.4356.7168.4-36.3-17.6-29.9

注：系列一的升溫速率為2 ℃/h；系列二的升溫速率為20℃/h。

2.2生油潛力和時(shí)限

如圖2所示，湖相烴源巖Ⅰ型有機(jī)質(zhì)最大生油量為605.05 mg/g·TOC(以20 ℃/h為例)，具有可觀的生油潛力，主生油階段為0.5%

2.3液態(tài)油生成動(dòng)力學(xué)

圖2　湖相烴源巖Ⅰ型有機(jī)質(zhì)液態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)率隨成熟度的演化Fig.2　The evolution of the yields of liquid products of Type-I organic matter of lacustrine source rock with the maturity

圖3　湖相烴源巖Ⅰ型有機(jī)質(zhì)液態(tài)產(chǎn)物生成的動(dòng)力學(xué)模擬曲線Fig.3　Kinetic simulation curves for the generation of liquid products of the Type-I organic matters of lacustrine source rock

基于黃金管熱模擬實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)油轉(zhuǎn)化率及Kinetics專用軟件，對(duì)液態(tài)油生成的動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。圖3為湖相烴源巖Ⅰ型有機(jī)質(zhì)不同液態(tài)組分生成轉(zhuǎn)化率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及擬合結(jié)果，可以看出熱模擬實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率與擬合曲線基本一致(除個(gè)別點(diǎn)外)，說(shuō)明通過(guò)動(dòng)力學(xué)擬合計(jì)算所獲得的動(dòng)力學(xué)參數(shù)是可信的。

圖4為湖相烴源巖Ⅰ型有機(jī)質(zhì)液態(tài)產(chǎn)物生成活化能，其中，總液態(tài)產(chǎn)物生成活化能分布為200～238 kJ/mol，平均活化能為218.5 kJ/mol，對(duì)應(yīng)的指前因子為A=1.0×1014s-1。重質(zhì)組分生成的平均活化能(217 kJ/mol)明顯要低于輕質(zhì)油(221.2 kJ/mol)。

關(guān)于Ⅰ型有機(jī)質(zhì)活化能分布，國(guó)內(nèi)外不同學(xué)者的研究結(jié)果存在差異。Behar等[18]研究表明，Ⅰ型有機(jī)質(zhì)活化能分布在200～276 kJ/mol范圍內(nèi)，平均活化能為234 kJ/mol，指前因子為5.64×1014s-1；盧雙舫等[3]基于青山口組Ⅰ型灰黑色泥巖的熱模擬實(shí)驗(yàn)，得到油生成的動(dòng)力學(xué)參數(shù)重質(zhì)組分略高于輕質(zhì)油；何坤等[5]通過(guò)I型有機(jī)質(zhì)的全巖黃金管熱模擬實(shí)驗(yàn)，計(jì)算得到液態(tài)產(chǎn)物生成的活化能分布在193～222 kJ/mol。

2.4生油模式及排油效率

松遼盆地青山口組湖相烴源巖有機(jī)碳(TOC)含量分布廣泛(0.5%～7.0%)，普遍高于1.0%，有機(jī)質(zhì)類型主要為I型有機(jī)質(zhì)(圖5)。湖相烴源巖的氫指數(shù)(HI)主要分布在300～500 mg/g。相對(duì)于魚(yú)21井青山口組低成熟度湖相烴源巖來(lái)說(shuō)，英X58井湖相烴源巖經(jīng)歷了一定程度的生烴演化過(guò)程，氫指數(shù)較低。

圖4　湖相烴源巖Ⅰ型有機(jī)質(zhì)液態(tài)產(chǎn)物生成活化能Fig.4　The activation energy of the generation of liquid products of the Type-I organic matters of lacustrine source rock

結(jié)合上面給出的生油動(dòng)力學(xué)參數(shù)和英X58井的熱演化史(圖6a)，通過(guò)動(dòng)力學(xué)推演，可得到該井青山口組湖相烴源巖的生油轉(zhuǎn)化模式(圖6b)。從圖可見(jiàn)，英X58井青山口組湖相烴源巖當(dāng)前的生油轉(zhuǎn)化率為50%～60%之間，生油階段主要為距今80 Ma到40 Ma之間。

圖5　松遼盆地青山口組湖相烴源巖氫指數(shù)和TOC分布Fig.5　The hydrogen index and the distribution of TOC of the Qingshankou Formation lacustrine source rocks in the Songliao Basin

為了進(jìn)一步驗(yàn)證通過(guò)動(dòng)力學(xué)推演得到的生油轉(zhuǎn)化率的可靠性，本文基于烴源巖的氫指數(shù)，對(duì)其生烴轉(zhuǎn)化率進(jìn)行計(jì)算：

C=(HI0-HI)/HI0

(1)

其中，HI和HI0分別代表烴源巖的初始?xì)渲笖?shù)和當(dāng)前氫指數(shù)。以魚(yú)21井湖相烴源巖作為參考(圖5)，HI0取值為800 mg/g。

顯然，基于氫指數(shù)計(jì)算的烴源巖轉(zhuǎn)化率與通過(guò)動(dòng)力學(xué)推演得到的生油轉(zhuǎn)化率基本一致。通過(guò)上述熱模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可知，青山口組湖相烴源巖的最大生油潛力為600 mg/g·TOC。結(jié)合生油轉(zhuǎn)化率，可計(jì)算得到英X58井青山口組(1 985～2 120 m深度段)湖相烴源巖的生油量在240～360 mg/g·TOC(圖7)。結(jié)合該烴源巖的巖石熱解結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)其殘留油量為50～150 mg/g·TOC(圖7)。因此，本文基于如下公式：

相對(duì)排油效率=當(dāng)前排油量/當(dāng)前生油量

(2)

累計(jì)排油效率=當(dāng)前排油量/最大生油量

(3)

圖6　英X58井青山口組湖相烴源巖的熱演化史(a)和生油演化模式(b)Fig.6　The history of thermal evolution and the model of hydrocarbon evolution of the Qingshankou Formation lacustrine source rock in well YX58

圖7　青山口組湖相烴源巖生排烴模式Fig.7　The model of hydrocarbon generation and expulsion of the Qingshankou Formation lacustrine source rock

可計(jì)算得到英X58井當(dāng)前的排油量為150～200 mg/g·TOC，相對(duì)排油效率約為60%，累計(jì)排油效率為25%～33%。

松遼盆地青山口組湖相烴源巖分布廣泛且處低成熟-成熟演化階段，這為致密油的富集提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。本文對(duì)該盆地青山口組湖相烴源巖的生油潛力和動(dòng)力學(xué)研究表明，湖相烴源巖具有可觀的生油潛力，在此基礎(chǔ)上得到的源內(nèi)殘留烴定量及排油量計(jì)算結(jié)果，有助于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)湖相烴源巖的當(dāng)前排油量和致密油的資源潛力。

3　結(jié)　論

(1)黃金管生烴熱模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，湖相烴源巖具有可觀的生油潛力，Ⅰ型有機(jī)質(zhì)以生油為主，主要的生油階段在EasyRo=0.5%～1.2%，最大生油量約為600 mg/g·TOC。

(2) 動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，湖相烴源巖I型有機(jī)質(zhì)生成總油的平均活化能為218.5 kJ/mol(指前因子為1.0×1014s-1)，重質(zhì)組分生成活化能要低于輕質(zhì)組分。

(3) 松遼盆地青山口組湖相烴源巖生油轉(zhuǎn)化率為40%～60%，當(dāng)前生油量為240～360 mg/g·TOC，排油量約為150～200 mg/g·TOC，相對(duì)排油效率約為60%。生油量及排油效率結(jié)果表明，松遼盆地致密油資源潛力大。

[1]鄒才能,朱如凱,吳松濤,等.常規(guī)與非常規(guī)油氣聚集類型、特征、機(jī)理及展望——以中國(guó)致密油和致密氣為例[J].石油學(xué)報(bào),2012,33(2):173-187.

[2]賈承造,鄭民,張永峰,等.中國(guó)非常規(guī)油氣資源與勘探開(kāi)發(fā)前景[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2012,39(2):129-136.

[3]盧雙舫,李冬,王躍文,等.傾油性有機(jī)質(zhì)生成輕質(zhì)油的評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用[J].石油學(xué)報(bào),2007,28(5):63-71.

[4]鐘艷飛,郭江濤,王麗,等.松遼盆地松科1井青山口組沉積有機(jī)質(zhì)特征及生烴潛力[J].地球化學(xué),2009,38(5):487-497.

[5]何坤,張水昌,王曉梅，等.松遼盆地白堊系湖相I型有機(jī)質(zhì)的生烴動(dòng)力學(xué)研究[J].石油與天然氣地質(zhì)，2014,35(1):42-49.

[6]田靜,王云鵬,劉德漢,等.利用全巖熱模擬方法研究海相烴源巖生排烴過(guò)程及影響因素[J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(3):29-31.

[7]劉金鐘,唐永春.用干酪根生烴動(dòng)力學(xué)方法預(yù)測(cè)甲烷生烴量之一例[J].科學(xué)通報(bào),1998,43(11):1187-1191.

[8]李賢慶，仰云峰，馮松寶，等.塔里木盆地原油裂解生烴特征與生氣過(guò)程研究[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，41(3)：397-405.

[9]何坤,張水昌,米敬奎,等.原油裂解的動(dòng)力學(xué)和控制因素研究[J].天然氣地球科學(xué),2011,22(2):1-8.

[10]龐雄奇,陳章明.排油氣門限的基本概念、研究意義與應(yīng)與應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代地質(zhì)，1997,11(4):510-520.

[11]TSUZUKI N, TAKEDA N, SUZUKI M, et al. The kinetic modeling of oil cracking by hydrothermal pyrolysis experiments[J].International Journal of Coal Geology,1999,39(2):277-250.

[12]張水昌,胡國(guó)藝,米敬奎,等.三種成因天然氣生成時(shí)限與生成量及其對(duì)深部油氣資源預(yù)測(cè)的影響[J].石油學(xué)報(bào),2013,34(1): 41-49.

[13]TISSOT B P, WELTE D H. Petroleum Formation and Occurrence[M].Second Edition.Berlin:Springer Verlag,1984：234-241.

[14]CLAYTON C. Carbon isotope fractionation during natural gas generation from kerogen[J].Marine Petroleum Geology,1991,8(2):232-240.

[15]傅家謨,劉德漢,盛國(guó)英,等.煤成烴地球化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社，1990:70-120.

[16]黃第藩,秦匡宗,王鐵冠,等.煤成油的形成與成烴機(jī)理[M].北京:石油工業(yè)出版社，1995：33-50.

[17]陳建平,黃第藩,秦勇,等.西北侏羅紀(jì)煤系烴源巖成烴模式[J].地球化學(xué),1999,28(4):327-335.

[18]BEHAR F,VANDENBROUCKE M,TANG Y, et al. Thermal cracking of kerogen in open and closed systems: determination of kinetic parameters and stoichiometric coefficients for oil and gas generation[J].Organic Geochemistry,1997,26(5/6):321-339.

[19]楊華,李士祥,劉顯陽(yáng).鄂爾多斯盆地致密油、頁(yè)巖油特征及資源潛力[J]. 石油學(xué)報(bào)，2013，34(1)：1-11.

[20]匡立春,唐勇,雷德文,等.準(zhǔn)噶爾盆地二疊系咸化湖相云質(zhì)巖致密油形成條件與勘探潛力[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā)，2012，39(6)：657-667.

[21]杜金虎,劉合,馬德勝,等.試論中國(guó)陸相致密油有效開(kāi)發(fā)技術(shù)[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā), 2014,41(2)：198-205.

[22]黃薇,梁江平,趙波,等.松遼盆地北部白堊系泉頭組扶余油層致密油成藏主控因素[J]. 古地理學(xué)報(bào)，2013，15(5)：635-644.

Hydrocarbon Generation Kinetics and the Efficiency of Petroleum Expulsion of Lacustrine Source Rocks: Taking the Qingshankou Formation in the Songliao Basin as An Example

LIU Yang1,2,3,4, HE Kun3,4, LI Xianqing1,2, XU Hongwei1,2, ZHANG Jizhen1,2,HU Songlin1,2,3,4, WANG Gang1,2, FAN Zhiwei1,2

(1.StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandSafeMining,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China;2.CollegeofGeoscienceandSurveyingEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China;3.PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,Beijing100083,China;4.KeyLaboratoryofPetroleumGeochemistry,ChinaNationalPetroleumCorporation,Beijing100083,China)

To evaluate the yields of oil and the potential of tight oil resources of lacustrine source rocks, the characteristics of hydrocarbon generation, kinetic parameters, and the efficiency of petroleum expulsion of lacustrine source rocks in the Songliao Basin were studied in this paper，by using the gold-tube pyrolysis of lacustrine Type-I organic matters and organic geochemical analysis of the Qingshankou Formation source rocks. Quantitative determination of the liquid and gas products from pyrolysis experiments indicate that there is a considerable oil generation potential for the Qingshankou Formation source rock in the Songliao Basin with maximum yields of oil about 600 mg/g·TOC. Kinetic calculation shows that the average activation energy for oil generation from this source rock is 218.5 kJ/mol, wherein, the activation energy for the generation of heavy components is obviously lower than that of light parts. Geological extrapolation based on the kinetic parameters and the thermal history of well YX58, demonstrates that the present generation conversion and amounts of oil for the source rocks of tight oils in this well are 40% to 60% and 240 to 360 mg/g·TOC, respectively. By determination of the residual hydrocarbons, the expulsion amounts and efficiency of oils for this source rocks can be calculated to be 150 to 200 mg/g·TOC and 25% to 33%, respectively. It is shown that tight oil resources are of great potential in the Songliao Basin.

lacustrine source rock; gold-tube pyrolysis; hydrocarbon generation kinetics; the efficiency of petroleum expulsion; the Songliao Basin

2015-12-17；改回日期：2016-02-20；責(zé)任編輯：孫義梅。

國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)基金項(xiàng)目(201311022);“十二五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05007-001，2011ZX05007-002); 教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)基金項(xiàng)目(20110023110017); 中國(guó)石油天然氣股份有限公司科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(2012E-2603-06)。

劉洋，女，碩士研究生，1990年出生，地質(zhì)工程專業(yè)，主要從事油氣地球化學(xué)、油氣地質(zhì)方面的研究工作。Email: 1065471274@qq.com。

李賢慶，男，教授，博士生導(dǎo)師，1967年出生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，主要從事油氣地質(zhì)、有機(jī)地球化學(xué)、有機(jī)巖石學(xué)等方面的教學(xué)和科研工作。Email: Lixq@cumtb.edu.cn。

TE122.1

A

1000-8527(2016)03-0627-08