专题项目

有机-无机相互作用油气成藏团队

一、 最近研究方向

团队以国家基金委、科技部和石油石化企业各级科研项目为依托,深入开展深部地质过程、有机-无机相互作用及油气成藏方面的研究,旨在拓展有机无机相互作用下油气形成新理论、新方法,并丰富并完善经典石油地质学理论,为新型资源勘探与开发提供科学依据与指引思路。团队研究重点主要包含科学原理与基础应用两大方面:

A. 科学原理——有机-无机相互作用:

深部壳幔有机无机相互作用对深部碳循环、深部油气与矿物富集、地球早期及关键地质时期生物、环境、气候协同演化的过程与机理亟待探索,然而其中有机-无机介质相互作用的机制尚未得到充分理解。该领域旨在为理解深部地质作用机制提供证据与约束。1) 深部流体及火山活动对古气候古环境变化、生物繁盛过程、有机质富集的影响。2) 深部热液有机-无机相互作用下的烃类的形成和改造过程。3) 地质热事件在深时沉积中的生物记录,古海洋生态系统及生命演化过程的恢复。4) 深部地质作用下地热系统及非生物气资源(H2、He、CO2等)的形成机理。

B. 基础应用——油气成烃-成储-成藏:

在多层圈相互作用的背景下,深部热液流体作为联系含油气盆地内外的纽带,以有机-无机相互作用的方式贯穿了油气的成烃、成储与成藏全过程,但相互作用的时间、强度、范围及其中涵盖的物理化学作用过程与机制尚不清晰。该领域旨在为建立有机-无机复合成烃与成藏新理论、探索利用深部资源奠定基础。1) 成烃:深部流体催化作用对不同类型有机质生烃过程促进与生烃量提升的量化与鉴别。2) 成储:深部流体侵入与沉积盆地围岩的物理化学作用过程研究,探索不同地质背景和流体作用下成储机制。人工CO2在地质体中的长期安全储存。3) 成藏:示踪深部流体作用下油气成藏过程,确定新型伴生资源(非生物甲烷、H2、He等)单独聚集成藏的可能性,阐明不同地质背景下不同类型资源聚集的差异性控制机理。

二、 近期承担项目

1) 国家自然科学基金委员会,氦气专项,我国东部构造活动区氦气富集机理与检测技术,2022-01至2025-12,700万,在研,主持;

2) 国家自然科学基金委员会,联合基金,U20B6001,盆地深部地质作用过程与资源效应,2021-01至2024-12,1230万元,在研,主持;

3) 中共中央组织部“万人计划”,2019年,90万;

4) 国家自然科学基金委员会,杰青项目,41625009,成烃成藏地球化学,2017.1-2021.12,400万元,结题,主持;

5) 中国科学院,战略先导研究A类项目,XDA14010404,有机-无机复合作用对深层油气成藏的影响,2017-01至2021-12,980万元,结题,主持;

6) 国家重点基础研发项目课题,2016YFB0600804、CO2地质封存和利用中热力学性质与碳迁移演变规律、2016.7-2020.12,750万元,结题,主持;

7) 国家自然科学基金委员会,优青基金,41322016,天然气地球化学、2013/01-2016/12,100万元,结题,主持。

三、 研究团队

有机-无机相互作用油气成藏团队持续从国内外引进前沿理论技术人才,重点培养一批优青、杰青等青年才俊,初步形成国际一流学科团队。研究团队在油气成藏、有机-无机相互作用、非生物气成藏、深部碳氢循环机制方面已经积累了相关的研究经验和原始资料。团队先后主持/参与国家科技部与基金委各类项目10余项,多涉及深部地质作用的研究工作。团队在国内较早地提出了深部流体有机-无机复合成因理论。团队依托页岩油气富集机理与高效开发国家重点实验室,拥有良好的科研设备支撑。研究团队的目标是通过厘清跨圈层有机无机相互作用背景下的碳氢循环过程,拓展有机无机相互作用下油气形成新理论,并建立非生物气、地热等资源富集机制,明确深部地质过程的综合资源效应,服务中国未来“双碳”战略目标。

四、 最新成果(论文、会议、专利)

近期论文发表

1) Liu, Q., Li, P., Jin, Z., Liang, X., Zhu, D., Wu, X., Meng, Q., Liu, J., Fu, Q., Zhao, J., 2021. Preservation of organic matter in shale linked to bacterial sulfate reduction (BSR) and volcanic activity under marine and lacustrine depositional environments. Marine and Petroleum Geology 127, 104950.

2) Xu, H., Liu, Q., Zhu, D., Meng, Q., Jin, Z., Fu, Q., George, S.C., 2021. Hydrothermal catalytic conversion and metastable equilibrium of organic compounds in the Jinding Zn/Pb ore deposit. Geochimica et Cosmochimica Acta 307, 133‒150.

3) Liu, Q., Li, P., Jin, Z., Sun, Y., Hu, G., Zhu, D., Huang, Z., Liang, X., Zhang, R., Liu, J., 2021. Organic-rich formation and hydrocarbon enrichment of lacustrine shale strata: A case study of Chang 7 Member. Science China Earth Sciences.

4) Zhu, D., Liu, Q., He, Z., Ding, Q., Wang, J., 2020. Early development and late preservation of porosity linked to presence of hydrocarbons in Precambrian microbialite gas reservoirs within the Sichuan Basin, southern China. Precambrian Research 342, 105694.

5) 刘全有, 朱东亚, 孟庆强, 刘佳宜, 吴小奇, 周冰, FU, Q., 金之钧, 2019. 深部流体及有机-无机相互作用下油气形成的基本内涵. 中国科学:地球科学 49, 499‒520.

6) Liu, Q., Zhu, D., Jin, Z., Meng, Q., Li, S., 2019. Influence of volcanic activities on redox chemistry changes linked to the enhancement of the ancient Sinian source rocks in the Yangtze craton. Precambrian Research 327, 1‒13.

7) Liu, Q., Zhu, D., Meng, Q., Liu, J., Wu, X., Zhou, B., Fu, Q., Jin, Z., 2019. The scientific connotation of oil and gas formations under deep fluids and organic-inorganic interaction. Science China Earth Sciences 62, 507-528.

8) Liu, Q., Zhu, D., Jin, Z., Liu, C., Zhang, D., He, Z., 2016. Coupled alteration of hydrothermal fluids and thermal sulfate reduction (TSR) in ancient dolomite reservoirs – An example from Sinian Dengying Formation in Sichuan Basin, southern China. Precambrian Research 285, 39‒57.

9) Liu, Q., Wu, X., Wang, X., Jin, Z., Zhu, D., Meng, Q., Huang, S., Liu, J., Fu, Q., 2019. Carbon and hydrogen isotopes of methane, ethane, and propane: A review of genetic identification of natural gas. Earth-Science Reviews 190, 247-272.

10) Liu, Q.Y., Worden, R.H., Jin, Z.J., Liu, W.H., Li, J., Gao, B., Zhang, D.W., Hu, A.P., Yang, C., 2014. Thermochemical sulphate reduction (TSR) versus maturation and their effects on hydrogen stable isotopes of very dry alkane gases. Geochimica et Cosmochimica Acta 137, 208‒220.

11) Liu, Q.Y., Worden, R.H., Jin, Z.J., Liu, W.H., Li, J., Gao, B., Zhang, D.W., Hu, A.P., Yang, C., 2013. TSR versus non-TSR processes and their impact on gas geochemistry and carbon stable isotopes in Carboniferous, Permian and Lower Triassic marine carbonate gas reservoirs in the Eastern Sichuan Basin, China. Geochimica et Cosmochimica Acta 100, 96‒115.

参加会议情况

团队在《Goldschmidt》、《AAPG》、《中国石油年会》、《中国地质协会年会》、《全国有机地球化学大会》等会议多次做特邀报告并获优秀论文奖数项。

近期专利授权

1) 一种模拟地层封闭环境的水岩反应装置及操作方法,201810265879.02) 用于模拟封闭系统水岩反应的装置,201610190992.83) 一种用于收集天然气中汞的装置及方法,ZL201710161896.54) 用于天然气取样的装置,ZL201510420142.8