Investigación sobre las fases orgánicas y la generación de gas de las medidas de carbón j en las cuencas de Tuha y Junggar
Artículos seleccionados sobre petrología y geoquímica del carbón de Ren Deyi
La fase orgánica es un reflejo integral del tipo de materia orgánica biológica y el entorno de acumulación. El concepto de fase orgánica se originó a partir de la fase de carbón, pero ahora se ha vuelto independiente y cubre la fase de carbón, es decir, la fase de carbón puede considerarse como un tipo especial de fase orgánica.
En los últimos años, con el desarrollo de la investigación del gas derivado del carbón en mi país, especialmente después de que Dai Jinxing (1991) [1] propusiera los conceptos de áreas, zonas y zonas de acumulación de gas natural y realizara investigaciones sistemáticas. La investigación, las zonas de acumulación de gas natural, el estudio de las relaciones causales internas de la distribución espaciotemporal de las zonas de fase gaseosa y de las zonas de fase orgánica se ha vuelto cada vez más importante. Obviamente, el enfoque de este estudio es: primero, identificar y dividir correctamente las fases orgánicas de las medidas de carbón en el área de estudio, segundo, realizar estudios experimentales y de generación de gas en muestras representativas de estas fases orgánicas y sus rocas generadoras, y evaluar cada una de ellas; zona de fase orgánica una por una. La capacidad de generación de gas se puede dividir en zonas de fase orgánica que favorecen la maximización de la generación de gas y proporcionan una base científica para encontrar nuevos campos de gas.
1. División y características de las fases orgánicas de las medidas de carbón en la zona de estudio.
1. Reflexiones sobre la división de fases orgánicas en este estudio
(1) En grandes cuencas en Xinjiang (como la Formación Qiketai J2q en la Cuenca Tuha), a veces es difícil. distinguir estrictamente entre series de carbón y series sin carbón. Por lo tanto, teniendo en cuenta el rendimiento de generación de hidrocarburos del gas natural, intentamos establecer un * * mismo estándar de puntuación aplicable a las fases orgánicas basadas y no basadas en carbón.
(2) Poner en primer lugar el rendimiento de generación de gas y de hidrocarburos de la fase orgánica y considerar plenamente su naturaleza orgánica y sedimentación. La misma fase orgánica tiene ambientes de depósito similares, pero puede tener subambientes de depósito diferentes. Dai Shifeng et al. (1998) señalaron al estudiar la relación entre los componentes microscópicos y el ambiente de depósito en el área minera de Wuda en Mongolia Interior que los componentes microscópicos de diferentes vetas de carbón formadas bajo el mismo ambiente de depósito cambian con los cambios en el ambiente de acumulación de carbón. [2].
(3) Los principales indicadores para evaluar la fase orgánica deben ser intuitivos, convenientes y operables, que no solo sean aplicables en teoría, sino también convenientes para un juicio rápido en el sitio de producción. Partiendo de la premisa de que la madurez de la roca madre es baja, intente utilizar el indicador de componente orgánico fluorescente como uno de los indicadores principales.
(4) La fase de carbón es una fase especial entre las fases orgánicas. En la división, además del índice de componente orgánico fluorescente, se incluyen otros parámetros del carbón y la roca, como el índice de flujo IM, el índice de conservación de tejidos ITP, el índice de gelificación IG, etc. , debe usarse de manera integral.
La fase orgánica (fase que contiene carbón) ahora se divide en cuatro fases orgánicas sedimentarias de lutita y cuatro fases de carbón. Las divisiones específicas se muestran en la Tabla 1.
2. Descripción general de las características de varias fases orgánicas
(1) Fase de pantano de turba de bosque seco: el contenido del grupo inertina en los componentes microscópicos orgánicos es relativamente grande, alcanzando el 70%. , generalmente 50% ~ 60%, el contenido de vitrinita homogénea y vitrinita estructural es bajo, y la vitrinita de matriz es mayoritariamente alrededor del 30%, por lo general, el grupo quitina es menor o igual al 3%; Esta fase orgánica se produce principalmente en la veta de carbón J2x bajo la Formación Xishanyao en el borde sur de la Cuenca Junggar. El componente orgánico fluorescente es inferior al 35%, siendo el más bajo solo el 11,0%, y generalmente varía entre el 20% y el 34. %. La muestra representativa es b1+2-10.
(2) Facies de pantanos de turba de bosque seco periódico: tanto el grupo de vitrinita como el de inertinita de matriz representan una cantidad considerable, grupo de vitrinita de matriz >; La vitrinita de matriz es 42% ~ 565438±0%; el grupo de inertinita es principalmente 30% ~ 40%. La vitrinita homogénea y la vitrinita estructural representan entre el 5% y el 17%, cifra ligeramente superior a la de las briquetas de turba forestal que preservan el agua. El grupo quitina representa menos del 4% y en realidad es una fase orgánica de transición entre la fase de carbón de la fase de pantano de turba y la fase de pantano de turba de bosque seco, pero su microestructura está más cerca de la fase de pantano de turba. La muestra representativa es B1+2-9.
(3) Fase de pantano de turba de bosque inundado: domina la vitrinita de matriz, generalmente por encima del 55%, hasta aproximadamente el 80%, la proporción de vitrinita estructural y vitrinita homogénea es pequeña. El contenido de quitina generalmente no es alto; menos del 10%, en su mayoría alrededor del 5%; la inertinita representa una proporción considerable, principalmente entre el 12% y el 39%. El carbón de facies de pantano forestal cubierto por agua en la veta de carbón J2x debajo de la mina de carbón de Liudaowan en el margen sur de la cuenca de Junggar se puede utilizar como su representante. La gran cantidad de vitrinita de matriz en el carbón indica que el agua está profundamente cubierta. Al mismo tiempo, la matriz de vitrinita a menudo contiene esporofitos, inertinita, semivitrinita detrítica y minerales arcillosos, con una estructura clástica, lo que indica que a menudo hay agua corriente en pantanos de turba cubiertos por bosques acuáticos, por lo que el índice de flujo de esta fase orgánica es relativamente grande. . La fase de pantano de turba de bosque inundado J2x en Taipei Sag de la cuenca de Tuha también tiene un alto contenido de inertina. Los minerales son principalmente arcilla diseminada, con rutilo y rutilo visibles. La muestra representativa es B1+2-4.
(4) Fase de pantano de turba forestal muy anegado: alto contenido de vitrinita, que representa más del 80% al 90%, compuesto principalmente de vitrinita homogénea y vitrinita estructural fuertemente expandida, hasta aproximadamente el 60%. La vitrinita de matriz se encuentra generalmente entre el 20% y el 40%. Hay muy pocos grupos de inertina, casi todos son inferiores al 1%, la relación V/I es superior a 7 y la mayoría son superiores a 100. El contenido relativo de crustáceos es relativamente alto, oscilando en su mayoría entre el 3% y el 9%, siendo las especies córneas de paredes más delgadas. La cantidad total de elementos inorgánicos es baja. Las características minerales son nódulos de siderita y bayas de pirita formadas durante la diagénesis temprana. Los cristales se desarrollan y pueden formar tiras y lentes de varios milímetros de ancho. Las plantas formadoras de carbón son principalmente helechos y gimnospermas, como helechos arbóreos, colas de caballo, etc. El Ginkgo biloba tiene muchas hojas. El pantano está lleno de agua, el medio está débilmente reducido ~ reducido y el flujo de agua es tranquilo. Esta fase orgánica es el cuerpo principal de la veta de carbón B26 en la parte superior de J2x en el margen sur de la cuenca Junggar. Una muestra representativa es B26-6.
(5) La fase orgánica de la lutita con materia orgánica pobre en fluorescencia es 1: el contenido del componente orgánico fluorescente es en su mayoría inferior al 0,5 %, y el componente orgánico fluorescente/componente orgánico no fluorescente es en su mayoría inferior al 0,5, a veces no contado. Los componentes orgánicos fluorescentes son principalmente pequeños fragmentos córneos o de concha. Los componentes orgánicos no fluorescentes siguen siendo principalmente vitrinita y filamento, y el contenido también es muy pequeño, generalmente superior al 1%, y rara vez supera el 2%. El ambiente de depósito durante la formación es de oxidación fuerte o de oxidación débil-reducción débil. Por ejemplo, varios tipos de lutitas depositadas entre las ramas de la llanura del delta sobre el agua y las llanuras aluviales detrás de las orillas de los ríos trenzados pueden clasificarse como esta fase orgánica. A juzgar por la microestructura, la vitrinita contiene mayores cantidades de componentes reciclados y componentes inertes. Las muestras representativas incluyen z1-11 y z1-19.
(6) Mudstone fase orgánica 2 con materia orgánica pobremente fluorescente: su ambiente de formación es relativamente húmedo. Por ejemplo, los sedimentos cubiertos por agua hasta cierto punto están representados por los depósitos de canales distributivos de las llanuras submarinas del delta, los frentes de delta en abanico, las microfacies de canales distributivos submarinos del frente del delta trenzado y la ganga, el piso, el techo y el techo falso en el ambiente del carbón. Aunque la composición microscópica no es muy diferente de la fase orgánica 1 depositada en la lutita de materia orgánica pobre en fluorescencia, los parámetros geoquímicos orgánicos son significativamente diferentes. Las muestras representativas son Lan2-14 y SH-8.
Tabla 1 Fases orgánicas sedimentarias parciales para clasificación de carbón y evaluación del desempeño de generación de gas
Continúa
Nota: Los valores entre paréntesis en el índice lM son promedio valores observados La cantidad de gas se refiere a r. 0. 69% de la producción de gas en la mayoría de las áreas del área de trabajo, y la producción total de gas se refiere a R. & gt0.700/0~3.260/0 Por lo tanto, en la evaluación de la actividad de gas, A se refiere a la producción. de R. <0,70% El volumen de gas representa aproximadamente la evaluación de producción de gas del área de trabajo de la etapa de baja madurez b representa r. 0.700/0~3.260/0, que representa la evaluación de alta madurez o vitalidad sobremadura en el área de trabajo; D11 se refiere a (7) Fase orgánica sedimentaria de lutita orgánica fluorescente media: este tipo de fase orgánica también se forma en la sedimentaria de reducción relativa de humedad. ambientes, tales como ambientes pantanosos de flujo cerrado representados por lutitas del fondo de la veta de carbón, facies de llanura del delta submarina, facies de pantano de llanura del delta trenzada, pantanos intermareales de llanura del delta, llanuras de inundación de ríos trenzados, lagos poco profundos, etc. El contenido de componentes orgánicos fluorescentes es del 2% al 8%, y el contenido de componentes orgánicos fluorescentes en algunas muestras es inferior a 1, con 1
(8) Fases orgánicas de sedimentos de lutita ricas en materia orgánica fluorescente : la mayoría de estas fases orgánicas se forman en aguas profundas. Cubriendo el ambiente reductor, el índice de componente orgánico fluorescente es superior a 8 y el contenido es superior al 8%. En la estructura de la corteza, además de una gran cantidad de esporofitos y cutículas, también se puede encontrar una cantidad considerable de algas estructurales y sus productos de degradación, la matriz bituminosa mineral B.
La forma de combinación es la siguiente: ① Pyracantha + cutina + matriz asfáltica mineral: se encuentra principalmente en la lutita carbonosa que contiene ganga en la veta de carbón J2x del pozo Xishi 2130 en el interior de la cuenca Junggar. Las plantas productoras de carbón incluyen algas, helechos arbóreos, ginkgos y cícadas, y también están implicados los ostrácodos, que pueden pertenecer al entorno de la bahía del lago. ②Algas + matriz de asfalto mineral B + micelio, que se encuentra principalmente en la lutita del lago semiprofundo J2q en la cuenca de Tuha; (3) cutina + matriz de asfalto mineral B, que se encuentra principalmente en la lutita de la llanura submarina del delta J2t del pozo Pencan 2 en el abdomen. de la cuenca del Junggar. La litología puede ser lutitas carbonosas y lutitas lacustres, y la muestra representativa es SH-6.
2. Evaluación de diversos gases en fase orgánica en la zona de estudio.
1. Experimento de vitalidad Py-GC
El propósito de este experimento es doble: primero, comprender la relación gas-petróleo de rocas generadoras con diferentes tipos y abundancias de materia orgánica. en diferentes etapas evolutivas; la atención se centra en estudiar su capacidad de generación de gas y su capacidad de producción de gas; el segundo es estudiar la relación gas-petróleo y la capacidad de generación de gas de diferentes fases orgánicas en diferentes etapas de evolución; Las condiciones experimentales son: él es el gas portador, el caudal es de 50 ml/min, una columna capilar de 50 m y fijador de gel de sílice; el programa de pirólisis se calienta a 20 °C/min y los productos de pirólisis se recogen con amoníaco líquido; e identificado por FID. La velocidad de calentamiento de la columna es 65438±00°C/min. Se produjo kerógeno a partir de todas las muestras excepto del carbón. En el experimento se diseñaron cinco zonas de temperatura y los resultados se muestran en la Tabla 2.
2. La composición y los principales parámetros de los productos PY-GC
Los productos Py-GC se dividen principalmente en cuatro partes: n-alcanos, n-alquenos, aromáticos e isoprenoides. Entre las parafinas y olefinas normales, C1 ~ 5 son hidrocarburos gaseosos, C6 ~ 14 son hidrocarburos líquidos ligeros y C+15 son hidrocarburos líquidos pesados. En los hidrocarburos aromáticos sólo se pueden detectar benceno, tolueno, xileno y naftaleno. Se han detectado hidrocarburos isoprenoides como palmitano, fitano, palmiteno, etc. Los principales parámetros son:
(1) C1 ~ 5/C+6: representa la relación gas-petróleo en diferentes rangos de temperatura.
(2) NC6 ~ 14/NC+15: refleja la proporción relativa de hidrocarburos ligeros de cadena corta e hidrocarburos pesados de cadena larga. La materia orgánica húmica tipo III tiene un alto rendimiento de hidrocarburos ligeros de cadena corta.
Además, de acuerdo con las necesidades de la investigación, se proponen otros cuatro parámetros importantes:
(1) Carbono disponible de gas Cg y carbono disponible de petróleo Co: respectivamente, utilizando la producción total de gas. en cada sección de temperatura se multiplica la cantidad y producción total de petróleo por 0,083, lo que representa el carbono efectivo en el carbono orgánico para generar hidrocarburos gaseosos e hidrocarburos líquidos. Cg/Co es similar a la relación total de petróleo y gas. En la etapa de baja madurez, el carbono disponible en gas Cg1 y el carbono disponible en petróleo Co1 por debajo de 350°C caracterizan aproximadamente la capacidad de generación de petróleo y gas (Ro≤0,70%).
(2) Cg/TOC y Co/TOC, es decir, "tasa de degradación del carbono del gas D1" y "tasa de degradación del carbono del petróleo D2", se utilizan para caracterizar el porcentaje de carbono efectivo del carbono orgánico que puede generar gas. y petróleo.
Tabla 2 y resultados estadísticos de los experimentos de py-GC con carbón kerógeno de lutita
Tabla 3 Sistema de evaluación de tipos de rocas generadoras de gas en el área de estudio (etapa de baja madurez)
Tabla 4. Sistema de evaluación del tipo de roca generadora de gas en el área de estudio (etapa madura sobre madura)
3. Establecimiento de un sistema de evaluación de roca generadora de gas y evaluación de generación de gas.
Dado que la mayoría de las rocas generadoras en el área de estudio se encuentran en un estado de baja madurez, la discusión se divide en dos etapas: 1. La temperatura es
Los resultados de la investigación se enumeran en Tablas 3 y 4. De acuerdo con los datos de rendimiento de generación de gas de varias muestras de roca generadora orgánica representativa enumeradas en la Tabla 3 y la Tabla 4, se puede ver que en términos de capacidad de generación de gas, en la etapa de baja madurez, la capacidad de generación de gas va de fuerte a débil. en orden ω(Cg)/ω(TOC), la fase orgánica de sedimentación de lutita orgánica moderadamente fluorescente, la fase orgánica de pantano de turba forestal fuertemente inundado, la fase orgánica de sedimentación de lutita orgánica de fluorescencia débil es 1, 2, y la turba forestal el pantano se seca cíclicamente. La lutita rica en materia orgánica fluorescente depositó la fase orgánica, la fase de pantano de turba de bosque seco y la fase de pantano de turba de bosque cubierto de agua, lo que es consistente con la conclusión a la que llegaron Dai Shifeng et al (2000), quienes utilizaron TOF-SIMS para estudiar el hidrocarburo. potencial de generación de rocas generadoras de gas [3] Sin embargo, en la etapa madura a alta madurez, la capacidad de generación de gas cambia de fuerte a débil, es decir, fase de pantano de turba de bosque fuertemente inundado, fase de pantano de turba de bosque seco periódico, lutita orgánica; fase sedimentaria rica en materia orgánica fluorescente, fase sedimentaria de lutita orgánica de fluorescencia media, agua Facies de pantano de turba de bosque inundado, facies de pantano de turba de bosque seco, facies sedimentarias de lutita orgánica 2 pobres en materia orgánica fluorescente y facies sedimentarias de lutita orgánica 1 pobre en materia orgánica fluorescente . La Tabla 1 enumera la comparación de su desempeño de generación de gas con otras propiedades geoquímicas.
Tres.
Conclusión
De acuerdo con la distribución de yacimientos de gas derivados del carbón conocidos en la cuenca de Tuha, el campo de gas de Shengbei está ubicado en el centro de gas del pozo Taisan 2 en la cuenca de Tuha. El campo de gas Hongtai está ubicado cerca del centro de gas natural Shanle-Xiaocaohu; el campo de gas Qiudong está ubicado entre el pozo Shentai 2 y el centro de gas natural Xiaocaohu. Los centros de generación de gas más grandes de J1b y J2x en la cuenca de Junggar aparecen en el área de Hutubi, y en los cinturones de fase orgánica de medición de carbón del Jurásico en las cuencas de Tuha y Junggar. Las zonas de generación de gas están estrechamente relacionadas con las zonas de acumulación de gas. Si la estructura del yacimiento de gas no ha sido destruida por movimientos posteriores de la corteza terrestre, la zona de fase favorable de gas y la zona de acumulación de gas favorable deberían superponerse o superponerse.
Haz el examen y haz una contribución
Lleva una estrella dorada. La división de zonas de acumulación de gas natural y áreas de acumulación y su importancia en la exploración de gas natural. Exploración y desarrollo de petróleo, 1991, 18 (6): 1 ~ 10.
Dai Shifeng, Ren Deyi, Peng Suping, etc. Estudio sobre la relación entre las características microscópicas del carbón y el ambiente sedimentario en el área minera de Wuda, Mongolia Interior. Acta Sedimenta Sínica, 1998, 16(3):141 ~ 146.
[3] Dai Shufeng, Ren Dayong, Yang Jianyong, et al. Investigación sobre el potencial de generación de hidrocarburos de la matriz asfáltica mineral. Acta Geologica Sinica, 2000, 74 (1): 84 ~ 92
Fases orgánicas de las medidas del carbón jurásico en las cuencas de Tuha y Junggar y su potencial de generación de gas
Ye 1, Ren Deyi 2, Dai Shifeng 2.
Zhang Wei-Biao, Guo Mu-Dong1, Li Jiao-Chi1
( 1. Instituto de Ciencia y Tecnología de Xi'an, Xi'an 710054 , Shanxi;
2. Departamento de Ingeniería de Desarrollo de Recursos, CUMT, Beijing 100083)
Resumen: Las fases orgánicas de las medidas de carbón del Jurásico en la cuenca de Tuha y la cuenca de Junggar se dividieron en detalle. La fase orgánica de lutita y la fase de carbón se pueden dividir en 4 tipos. Con base en el experimento Py-GC del potencial de generación de gas de la muestra, se propusieron algunos indicadores importantes que reflejan el potencial de generación de gas de la roca generadora, como Co1, Co2, Cg1, Cg2, d 11 y D22w. Las rocas generadoras de arcilla y las rocas generadoras de carbón se dividen en tres tipos según el índice de microscopía de fluorescencia (FMI), que mejora el sistema de evaluación de petrología orgánica y geoquímica orgánica de las rocas generadoras de gas. Con base en la evaluación del potencial de generación de gas de cada fase orgánica, se dividen las zonas favorables de generación de gas actuales y futuras. Los resultados muestran que existe una relación correspondiente entre las zonas favorables de generación de gas y las zonas de acumulación de gas natural.
Palabras clave: fase orgánica; experimento Py-GC; zona de generación de gas; zona de acumulación de gas
(Este artículo es coautor de Yang Jianye, Dai Shifeng, Zhang Weibiao, Mou y Li Xiaochi (publicado originalmente en "Journal of China University of Mining and Technology", volumen 30, número 1, 2001).