汤原断陷源岩成烃化学动力学特征及其应用研究

论文摘要

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1.85×108t,总生气量为3.02×1012m3。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• §1-1 目的和意义
• §1-2 国内外研究现状
• §1-3 生烃动力学的应用
• 1-3-1 生烃率计算
• 1-3-2 生烃量计算
• §1-4 生烃动力学存在的问题
• §1-5 主要研究内容
• 第二章 汤原断陷地质概况
• §2-1 汤原断陷构造单元划分
• §2-2 现今构造基本特征
• 2-2-1 主要地震反射面的基本构造格局
• 2-2-2 主要断层的基本特征
• 2-2-3 主要局部构造的基本特征
• §2-3 地层层序及沉积相带分布
• 2-3-1 地层层序特征
• 2-3-2 沉积相带分布
• 第三章 样品及实验
• §3-1 实验样品
• §3-2 实验原理
• §3-3 实验流程图和步骤
• 3-3-1 实验流程图
• 3-3-2 实验步骤
• §3-4 实验结果
• 第四章 源岩成烃化学动力学参数的标定
• §4-1 Matlab 软件简介
• 4-1-1 数学软件简介
• 4-1-2 Matlab软件优点
• §4-2 化学动力学模型
• 4-2-1 化学动力学模型简介
• 4-2-2 模型标定
• §4-3 固定指前因子模型的标定方法及结果讨论
• 4-3-1 优化函数选择
• 4-3-2 优化过程
• 4-3-3 样品实例优化
• 4-3-4 讨论
• §4-4 变指前因子模型的标定方法及结果讨论
• 4-4-1 标定方法和过程
• 4-4-2 标定结果
• 4-4-3 讨论
• §4-5 标定结果判断标准的探讨
• 4-5-1 实验与地质条件生烃曲线误差关系
• 4-5-2 实验与地质条件拟和生烃曲线趋势关系
• 4-5-3 讨论
• §4-6 汤原断陷源岩样品的标定结果
• §4-7 本章小结
• 第五章 源岩成烃化学动力学参数的应用
• §5-1 烃源岩有机质原始生烃潜量及丰度恢复
• 5-1-1 源岩中有机质原始生烃潜量及丰度恢复
• §5-2 单位质量源岩生油气量的计算方法
• §5-3 不同源岩层于不同时期的生烃强度
• 5-3-1 宝一段源岩生烃强度
• 5-3-2 达连河组源岩生烃强度
• 5-3-3 新安村～乌云组源岩生烃强度
• 5-3-4 白垩系源岩生烃强度
• §5-4 生烃量计算及油气勘探有利区带预测
• 5-4-1 生烃量计算
• 5-4-2 有利区带预测
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果