汤原断陷源岩成烃化学动力学特征及其应用研究

摘要

有机质成烃动力学是建立在干酪根的组成结构和化学反应动力学基础之上的，但是，受现有对干酪根(生油气物质)结构认识程度、实验技术以及数学方法的限制，干酪根成烃动力学参数标定结果的多解性，仍然是一个无法完全克服的问题，这在一定程度上制约了化学动力学理论在油气生成研究中的广泛应用。 为了寻求解决标定结果多解性给应用研究带来的难题，本文应用Matlab 优化工具箱，对已有动力学参数的干酪根的生烃率曲线进行了重新标定。并将Matlab 优化工具箱函数重新标定的结果与已有的动力学参数在实验室条件下的生烃率曲线和地质条件外推生烃率曲线分别进行了比较，结果表明：Matlab 优化工具箱函数完全可以标定出与原有动力学参数等效的结果，可以满足实际应用的要求。 在具体标定过程中，对结构复杂程度不同的干酪根样品采用了两种不同的标定方法，即固定指前因子法和变指前因子法。将所标定的结果与已有动力学参数在实验条件和地质条件的生烃转化率曲线的拟和误差进行了统计，发现地质条件外推的生烃曲线拟和误差依赖于实验条件的拟和误差，为判定动力学参数的标定结果的实用性提供了科学的依据。 采用上述标定方法和选择条件在汤原断陷进行了实际应用，发现：该区对热成因的油气有意义的源岩层为新安村-乌云组和白垩系；区内主要源岩成熟度低，油源相对匮乏，严重制约着对热成因油气勘探进程，因此几个主要向斜的深处，比如双兴、东兴、东发、荣丰、鹤立等部分的下第三系、白垩系地层，成熟度都可以达到适合油气大量生成的成熟程度，这些地区也是将来热成因油气突破的希望所在，特别是白垩系发育的地区，更应该给予足够的重视；另外汤原断陷总生油量为1.85×108 t，总生气量为3.02×1012m3。