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石炭—二叠系煤成气生成及其与侏罗系煤成气鉴别研究

马国政  
【摘要】: 石炭-二叠系煤系普遍发育煤岩、炭质泥岩、灰色泥岩,但其主要生烃母岩尚不明确,火成岩对煤成气烃类组成及碳同位素是否有影响及影响如何有待探讨,石炭-二叠系与侏罗系煤成气无较好的鉴别方法等问题,此次研究利用低成熟度的煤、炭质泥岩、灰色泥岩和不同火成岩进行热模拟实验,提出煤系主要生烃母岩的鉴别指标,确定了临清坳陷与霸县凹陷的主要生烃母岩,探讨了不同火成岩在煤成气轻烃组成及碳同位素方面的影响,提出了石炭-二叠系与侏罗系煤成气的鉴别方法。 通过对煤岩、炭质泥岩、灰色泥岩热模拟实验产生的气态烃的分析,认为临清坳陷煤与灰色泥岩的轻烃组成差别明显,而与炭质泥岩的轻烃组成特征相似。高古4井天然气的轻烃组成与煤的最为相近,部分特征与炭质泥岩的相近,据此认为临清坳陷石炭-二叠系煤系的主要生气母岩为煤,其次为炭质泥岩;霸县凹陷湖相泥岩与炭质泥岩的轻烃组成区别明显,与煤的部分轻烃组成特征相近。通过与天然气的对比,认为霸县凹陷石炭-二叠系煤系的主要生气母岩为煤与湖相泥岩。 煤与玄武岩、闪长玢岩、煌斑岩、辉绿岩的模拟实验证明,火成岩对煤成气的组成有影响,并使链烷烃、环烷烃轻烃参数发生明显变化,如CC5/MCC5、nC5/(2-MC5+3MC5)、庚烷值、石蜡指数等;受闪长玢岩、煌斑岩的影响,孤北古1井天然气的轻烃参数发生变化,苏4井天然气的轻烃参数没有发生明显变化。玄武岩、闪长玢岩、煌斑岩使煤成气的碳同位素明显变重,煌斑岩的影响最大,可使乙烷、丙烷碳同位素分别变重1.1‰、2.1‰,闪长玢岩的影响次之,玄武岩的影响最小。 石炭-二叠系与侏罗系煤的热模拟实验表明,两种煤成气的轻烃组成在一定的温度段内存在明显的差别,比如,550℃之前坊子组nC7/MCC6大于3.3,太原组小于3.3,高温阶段(500℃),苯/正庚烷大于40,坊子组小于40等,且由轻烃参数组成的图版及C7三角图版能较好的区分两种煤成气,并认为孤北古1井天然气为石炭-二叠系煤成气,并有一定量侏罗系煤成气的混入。


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