中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所承担实施的中国石化科技开发项目“油气包裹体分析新技术及应用”,凭借具有独立知识产权的新型仪器和科学先进的分析技术新方法,经专家评审认为整体达到国际领先水平,日前荣获2012年度中国石化集团公司技术发明一等奖,这是石勘院迄今为止获得的中国石化技术发明最高奖项。
该项目主要完成人:饶丹、施伟军、郑伦举、蒋启贵、秦建中、徐旭辉、刘文汇、腾格尔、张渠、张美珍、张志荣、席斌斌。
有关资料表明,国内外研究油气成藏的历史悠久,主要采用了群体包裹体成分分析方法,现有的技术手段无法获取单个包裹体的成分信息。由于我国海相叠合盆地构造历史复杂,其油气成藏过程也随之复杂化,储层中所发育的包裹体携带了多期次混源的各种成藏信息,致使群体包裹体成分分析的结果包含了很大的不确定性。国际上很多研究机构也在尝试开发单体包裹体成分分析方法,但是由于单个包裹体体积小、含量低,其分析技术的难度极高。为了破解这一世界级的包裹体成分分析关键技术上的难题,2006年,中国石化股份有限公司立项“油气包裹体分析新技术及应用研究”。承担该项目研究的无锡石油地质研究所科研人员,在徐旭辉、秦建中等专家的带领下在国内外针对油气包裹体成分在线分析技术进行了深入的调研并与相关方面的专家学者开展了广泛交流和探讨,从仪器设备的选型、研制到安装、调试以及实验条件的优选,从地质样品的采集、筛选到分析和应用,都紧密与科研和生产需求相结合,经过近6年的艰苦攻关,攻克了多个关键性的技术难题,成功研制了3台具有独立知识产权的新型仪器,创新建立了“单体包裹体激光剥蚀在线成分分析”“群体包裹体轻烃指纹分析技术”“油气包裹体古温度古压力研究”等一系列油气包裹体分析新技术方法,并经多个油田和典型地区的地质应用检验取得成功。其中“单体包裹体激光剥蚀在线成分分析”方法的建立为多期次油气充注提供了最直接、最明确的证据,同时也为包裹体古压力的精确模拟提供了重要的依据。该项技术的突破使单体油气包裹体中烃类成分的研究达到了分子级水平,在国际上跻身于油气包裹体成分分析技术的前沿。项目组研制的世界第一台高性能的单体包裹体成分分析仪和建立的具有国际领先水平的单体油气包裹体激光剥蚀成分分析新技术,能够分析地质样品中10-25um烃包裹体,突破性地实现了对单个包裹体中有机成分的无裂解提取和分析,真正实现了对包裹体选择性的打开、获取与分析,使单体包裹体成分分析范围达到C4-C30,分析结果远优于此前一直领先的澳大利亚CSIRO的分析范围(C8-C18),化合物种类从气态轻烃到重质烷烃类,从饱和烃组分到单环、双环甚至是三环芳烃化合物都能检测出,从而能够满足地质研究的需求。该项技术的突破,为海相叠合盆地复杂油气成藏演化历史的研究提供了重要手段,引起了国内外同行的广泛关注,产生了较大的国际影响力。
该项目组申报国家发明专利7项、实用新型专利1项、国际发明专利1项、专有技术2项,其中已授权国家发明专利4项、实用新型专利1项,填补了国内在包裹体成分分析技术中的多项空白。
项目组还在单体包裹体成分分析技术研发过程中,结合岩相学分析、流体包裹体测温、激光共聚焦扫描显微镜以及轻烃指纹分析技术等,进一步完善了油气包裹体古压力分析技术和群体包裹体成分分析技术。项目研究中对气烃包裹体古压力分析方法的创新以及单体油气包裹体成分分析技术的成功突破,大大提高了对油气包裹体古压力恢复的精确度。同时通过自主研发流体拉曼光谱标定仪,实现了各种模拟地质流体在压力小于50Mpa条件下的激光拉曼在线分析,为研究包裹体中地质流体的拉曼位移与压力变化关系解决了关键性的技术难题。
该项目负责人秦建中教授介绍,该项目研究成果在地质应用中效果明显。项目组利用自主研发的单体包裹体激光剥蚀成分分析仪,通过成功提取和分析塔里木盆地地质样品中单体包裹体烃类成分,首次实现了对塔河油田不同期次单体油气包裹体的成分分析,同时基于单体包裹体烃类成分的准确分析,将包裹体古压力技术应用于油气充注史的研究,为判断油气成藏时间提供了有力的证据。以此为基础所形成的系列包裹体综合分析技术在川东北及塔河地区的应用也为地质研究人员提供了洞察不同时期流体活动变化及演化的观察窗口。该项目建立的一系列油气包裹体分析新技术方法所获得的分析数据及地球化学信息,已有效地应用于塔河油田、普光气田、胜利油田等油气源对比、油气运移以及成藏过程研究,取得了可观的社会经济效益,也为南方海相天然气勘探、我国碳酸盐岩油气成藏理论和勘探实践提供了科学依据。
“油气包裹体分析新技术及应用研究”是一项综合集成的科研成果,作为该项目负责人和技术首席秦建中、饶丹、施伟军,带领由岩矿分析、化学分析、仪器研发、石油地质综合研究等多个学科联合组成的团队,在2006年至2011年期间,一直致力于中国石化股份公司科技开发项目“油气包裹体分析新技术及应用研究”工作,从项目总体方案设计、新型仪器的研制、新技术方法的开发到实际地质应用,有效地发挥了项目组不同专业人员的工作特长,同时组织了国际、国内专利和专有技术的申报工作,并通过重要国际学术会议进行对外技术交流,扩大了中国石化的国际影响力。
(摘自:科技日报)