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沥青质地球化学行为研究及其在石油勘探开发中的应用前景

廖泽文  
【摘要】: 据专家估计,世界范围内的油田经过目前的采油工艺开采之后,仍有60%以上的原油未被采出,地层中剩余油的原油总量远远超过能够发现的新储量。这些剩余油主要以稠油、特稠油、(焦)油砂等资源的形式存在,沥青质等重质组分是造成难以直接开发利用这些资源的主要因素。本工作以油藏中普遍存在但研究程度最低的沥青质组分为对象,目标是通过研究沥青质的热解动力学、轻度化学氧化降解以及红外光谱吸收特征,探讨油藏勘探开发中与沥青质相关的一些地球化学问题,为油藏勘探开发提供技术储备。 沥青质的热解动力学表明,在指示油藏的母质类型时,沥青质热解动力学参数表观平均活化能值的重要性是有限的,而活化能分布体现了沥青质热解过程的特征,可以较好地指示母质类型。沥青质的热解动力学研究总体上可以模拟出油藏演化的程度,针对具体母质来源的沥青质,结合热解的其它结果,沥青质热解动力学参数活化能及其分布可以指示油藏演化的成熟度状况。热解动力学参数频率因子A在研究沥青质的再生烃潜力时具有一定意义,特别是在热解活化能较高的阶段,频率因子在保障沥青质的再生烃潜力方面具有较大的贡献。论文工作中进一步将沥青质热解再生烃潜力分为再生油和再生气两种情况,沥青质热解动力学研究表明,Ⅰ型干酪根母质来源的沥青质具有高的再生油能力,而沥青质再生气的潜力则按母质干酪根Ⅲ、Ⅱ和Ⅰ型的顺序依次降低。沥青质热解动力学研究表明塔里木盆地志留系油砂具有高的再生烃潜力,结合其它相关的有机地化分析,认为塔里木盆地志留系油砂是成熟的、是一个潜在的生油岩,与志留系相关的油气藏勘探将具有一定的重要性,特别是在塔北地区的相关构造部位寻找气藏将是有利的。 实验结果表明在沥青质的红外分析中,吸收因子Z(I_(1380cm-1)/I_(720cm-1))可以较好排除成熟度差别大的影响,能应用于母质干酪根类型的判别。红外吸收因子Y(I_(1600cm-1)/I_(1450cm-1))能够反映出沥青质演化程度方面的信息,可以应用于沥青质成熟度演化状况方面的研究。根据对元素分析结果和红外吸收因子A{(I_(2930cm-1)+I_(2860cm-1))/(I_(2930cm-1)+I_(2860cm-1)+I_(1630cm-1))}、因子Z(I_(1380cm-1)/I_(720cm-1))的讨论,沥青质红外光谱分析认为所有的沥青质都具有一定的再生烃潜力,其中Ⅲ型母质来源的沥青质主要演化趋势是再生气,而Ⅰ、Ⅱ型母质来源的沥青质在再生油方面有一定的贡献。 中科院广州地球化学研究所博士学位论文 本工作对沉淀制备得到的沥青质、原油及油砂体系进行了氧化降解探讨, 研究针对沥青质等重质组分的氧化降解作用,氧化剂体系包括NaIO州aH尸O4 和 30%H。OyCH;COOH两组。实验结果表明针对体系中沥青质等重质组分的降 解效果是按照沥青质、原油和油砂体系的顺序降低的;而氧化剂体系中,在降解 沥青质等重质组分的效果方面,NaIO。/N毗JO。比30OH;O/CH。COOH更为有 效。族组成分析表明沥青质降解后主要转化为胶质组分,从原油体系的物理模型 出发,这将极好地改善沥青质在油藏中的稳定性,这一实验结果对于油藏开发具 有非常现实的意义。 研究工作的特色和创新之处:(1)在沥青质热解动力学研究中,论文中针 对动力学参数频率因子A的地球化学意义进行了深入的讨论,认为频率因子在 沥青质热解后期、特别是在活化能较高的阶段,在保障沥青质仍然具有较高生烃 潜力方面具有重要的意义。m论文工作中将沥青质的化学降解与油藏开发中的 实际需要直接结合起来,探讨化学降解方法在提高油藏采收率方面的理论可能 性,可望在发展强化采油技术研究方面提供一个新的探讨方向。*)在沥青质的 红外光谱分析中,论文中提出了新的红外吸收判示因子Y和Z,研究表明新的 判示因子在讨论沥青质的有机地化特征时(母质类型判别、成熟度演化状况等方 面)可以获得更好的结果。


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