塔北轮南地区原油沥青质生烃动力学研究

利用限定体系下的黄金管热解技术，研究了轮南地区原油沥青质生烃过程中气态烃的分子组成和分子碳同位素的变化特征．结果表明，轮南地区原油沥青质具有较高的生成甲烷的潜力，生烃过程中气态烃成分和碳同位素的变化规律与干酪根初次裂解气以及原油二次裂解气有所差异。根据原油储层的古地温史对沥青质生成甲烷的动力学计算结果表明，沥青质生成的甲烷具有碳同位素较轻的特征，与已报道的轮南地区天然气甲烷偏重的碳同位素组成不符。轮南地区天然气可能主要来自烃源岩干酪根高温裂解的贡献．     

海相干酪根天然气生成成熟度上限与生气潜力极限探讨——以塔里木盆地研究为例

塔里木盆地海相寒武系-奥陶系烃源岩的热解、干酪根元素、高温热解气相色谱及黄金管封闭热模拟实验揭示，海相Ⅰ，Ⅱ型干酪根的天然气生成成熟度上限或“生气死亡线”为镜质体反射率3．0％；以煤为代表的Ⅲ型有机质的“生气死亡线”最高可达镜质体反射率10％．不同类型有机质生成天然气的极限量存在明显差别．干酪根元素物质平衡法计算，海相Ⅱ型干酪根在R0〉1．5％以后演化阶段的生气量极限小于185m^3／t（TOC），不足其总生烃量的30％；在R0〉2．0％演化阶段的生气量极限小于110m^3／t（TOC），不足其总生烃量的20％．岩石热解法获得的相同演化阶段天然气生成量仅为干酪根元素质量平衡法计算值的1／10左右．黄金管封闭高温高压热模拟和高温热解方法获得的生气量介干两者之间，镜质体反射率1.3％以后的生气量极限为60～90m^3／t（TOC）．岩石热解法获得的生气量是最小生气潜力，而干酪根元素质量平衡法获得的生气量是其极限生气潜力，实际生气量应低干元素质量平衡法计算出来的生气量极限．     

未熟-低熟烃源岩中脂肪酸的热模拟实验及演化

用辽河拗陷低熟烃源岩开展水热模拟实验、有水热模拟实验和抽出沥青热模拟实验，结果表明脂肪酸随温度增高逐渐减少，较高温度时有所增加，减少的原因应与脂肪酸脱羟生烃有关，其增加的现象则可能是干酪根新生脂肪酸和干酪根中的强干酪根脂肪酸解析下来转变为干酪根脂肪酸和沥青脂肪酸的结果，抽出沥青热模拟实验中，干酪根热解新生成的沥青含有脂肪酸，表明干酪根中结合的脂肪酸受热可转移到沥青中，低熟烃原岩沥青中，主要以一元长链脂肪酸占优势，干酪根相对含较多的二元脂肪酸，它们均随热演化增高而由以高碳为主变为以低碳为主的分布，根据模拟实验和低热原油烷烃以长链为主，推测脂肪酸对低熟油的贡献主要在低演化降低（R0＜0．6％），实验表明，在有水参与下，有利于新生脂肪酸和二元脂肪酸的生成，并使脂肪酸脱羟生烃的速度相对变缓。     

塔里木盆地寒武-奥陶系海相烃源岩空间展布与层序类型的关系

在前人研究的基础上，从层序地层学研究的角度出发，结合寒武．奥陶系沉积环境研究，运用烃源岩具有“双轨”式地震同相轴反射特征，通过井震标定与应用已知烃源岩厚度标定未知烃源岩厚度的方法，计算出寒武．奥陶系烃源岩的厚度与分布范围．由此认识到，下寒武统玉尔吐斯组台地内凹陷与斜坡、盆地相区烃源岩分布范围远大于中寒武统烃源岩的分布范围，其品质也优于中寒武统蒸发渴湖相烃源岩．中奥陶统斜坡、盆地相区黑土凹组烃源岩分布范围同样远大于上奥陶统烃源岩的分布范围，其品质也优于台地内萨尔干组、印干组烃源岩及上奥陶统台缘斜坡灰泥丘相烃源岩．柯坪露头下寒武统优质烃源岩主要位于玉尔吐斯组底部Ⅰ型层序的初次海侵面及凝缩段，此剖面中Ⅱ型层序内烃源岩品质较Ⅰ型层序内烃源岩要差，甚至在Ⅱ型层序中并不发育有效烃源岩（TOC值〈0．5％）．中奥陶统黑土凹组优质烃源岩同样位于Ⅰ型层序的初次海侵面及凝缩段，品质稍差的台缘斜坡灰泥丘及印干组烃源岩层均发育在Ⅱ型层序中．在海平面上升高程与时间均相同的前提下，Ⅰ型层序中位于层序底界之上的海侵行程S1大于Ⅱ型层序中海侵行程S2，这样，发育于Ⅰ型层序底界之上海侵期形成的烃源岩分布范围大于Ⅱ型层序中的烃源岩分布范围．由于S1大于S2，在Ⅰ型层序底界上发生的相对海侵速率明显的大于Ⅱ型层序边界上的海侵速率，海侵速率的不同是Ⅰ型层序底界烃源岩品质优于Ⅱ型层序底界上部烃源岩的影响因素之一．由此，揭示了运用层序地层学的研究方法，对烃源岩空间展布、形成时间、预测烃源岩品质优劣等方面具有重大意义．     

不同类型镜质体的气态烃碳同位素生成动力学

金管封闭体系热模拟条件下镜质体生烃动力学研究表明：活化能随镜质体类型、结构的不同而有很大差异．均质镜质体裂解活化能最高而基质镜质体活化能分布相对较低．而由不同类型镜质体裂解生成的甲烷均具有非常相似的碳同位素分布，热模拟早期δ^13C1随温度的升高而下降，晚期逐渐上升，更高温度热解时保持平衡或略有下降．由此可见镜质体的热解天然气碳同位素分馏主要受时间、温度及总碳同位素值的控制，而镜质体结构及活化能分布对碳同位素分馏影响较小．早期δ^13C1下降的趋势可能是由于镜质体的不均质性或在不同的活化能区间^12C-^12C及^12C-^13C之间的活化能差值(△E)有所不同造成的．     

镜质组与其混合溶剂抽余物瞬时热解产物分布特征及其油气地质意义

超强混合溶剂(CS2-NMP)对煤具有很强的抽提能力, 可抽出煤及镜质组中大部分沥青质组分. 通过研究镜质组及其抽余物的瞬时热解产物特征, 可加深对于镜质组支链结构及其分布特征的认识. 选取了几个典型低成熟煤样并通过手选的方法富集其中的镜质组, 进行不同溶剂连续抽提实验. 并对镜质组及其超强混合溶剂抽余物进行了瞬时热解-色谱/质谱(Py-GC/MS)实验. 结果表明, 超强混合溶剂对镜质组的抽提率明显大于其他普通溶剂. 混合溶剂抽余物瞬时热解C7+液态烃产率明显下降, 同时热解产物中各组分所占的比例也有明显变化. 混合溶剂抽提后脂肪烃产率, 尤其是高碳数脂肪烃产率明显降低. 由此可见, 可抽提沥青质组分对于瞬时热解产物、尤其是正构脂肪烃组分具有重要贡献.     

石油中正构烷烃的生成动力学研究

正构烷烃是石油的主要组成之一,关于其生成动力学的研究对于探索石油的生成机理具有重要的意义.然而由于干酪根生烃的复杂性以及缺乏有效的技术手段,目前这方面的资料仍十分缺乏.为克服上述局限性,美国Cheveron石油公司近年来研制开发了多冷阱热解气相色谱仪,笔者利用该仪器研究了由煤生成的正构烷烃的生成活化能并探讨了其地球化学意义.     

用干酪根生烃动力学方法预测甲烷生成量之一例

美国某地绿河页岩组在油气勘探中提出以下问题 :该地层中的有机质通过热演化达到Ro 为 0 70 %时 ,能否产生高于 80mL/ g (TOC)的甲烷 ?本文用干酪根生烃动力学的方法研究了上述问题 .首先根据热解实验数据推导出甲烷及Ro 的动力学参数 ,并利用这些参数结合待研究地层的沉积埋藏史 ,恢复该地层的古地热史 ,最后计算出有机质在Ro=0 6 9%时所产生的甲烷数量为 96mL/ g(TOC) .结果说明 ,仅从干酪根生烃能力的角度来看 ,该地层中的甲烷应主要为干酪根原地热演化产生的 .     

奥陶系类Ⅲ型烃源岩及其生成天然气的特征

在塔里木盆地烃源岩的评价和研究中，发现成熟阶段的奥陶系地层中存在一种以生成轻质油和天然气为主的烃源岩，其主要生物构成为底栖褐藻类，其显微组分构成，组成结构及地球化学特征都具有类于腐殖型生烃母质的特点，生成的天然气也与腐泥型天然气有明显的不同。     

原油裂解成气动力学模拟及其意义

应用封闭金管高压釜体系, 对塔里木盆地轮南14井三叠系原油进行了热解生气模拟实验. 通过对C₁～C₅气态烃及热解原油残余可溶烃组分的分析, 发现原油裂解成气的过程可明显分为气体初次生成与二次裂解两个阶段. 前者以液态烃裂解为湿气为主, 后者则以C_2~5组分继续裂解为甲烷和碳沥青, 气体组分逐渐变干为特征. 根据实验结果与化学动力学原理, 建立了原油裂解气初次生成与二次裂解的动力学模型, 获取了相应的动力学参数. 在此基础上, 进一步研究了原油在地质条件下的稳定性及其评价方法, 探讨了原油裂解气初次生成与二次裂解过程对原油裂解气成藏的控制作用, 发现凝析油/湿气热演化阶段是原油裂解气藏形成的关键时刻之一.     

用干酪根生烃动力学方法预测甲烷生成量之一例

美国某地绿河页岩组在油气勘探中提出以下问题 :该地层中的有机质通过热演化达到R^o为0.70 %时 ,能否产生高于 80mL/ g (TOC)的甲烷 ?本文用干酪根生烃动力学的方法研究了上述问题 .首先根据热解实验数据推导出甲烷及R^o 的动力学参数 ,并利用这些参数结合待研究地层的沉积埋藏史 ,恢复该地层的古地热史 ,最后计算出有机质在Ro=0 6 9%时所产生的甲烷数量为 96mL/ g(TOC) .结果说明 ,仅从干酪根生烃能力的角度来看 ,该地层中的甲烷应主要为干酪根原地热演化产生的.     

油裂解生气是海相气源灶高效成气的重要途径

干酪根晚期生气潜力和原油裂解气的问题关系到海相高-过成熟地区天然气的来源和勘探前景. 用高磁场固体₁₃C核磁共振技术研究不同类型和演化程度干酪根的结构和油气潜力碳含量, Ⅰ~Ⅲ型干酪根在高-过成熟阶段气潜力碳含量均较低, 表明生气潜力较小, 生气数量有限; 而低成熟Ⅰ型干酪根油潜力碳含量较高, 表明在生油窗阶段大量生油, 为后期发生油裂解生气奠定了物质基础. 原油生气动力学实验表明, 在160℃左右(Ro=1.6%)原油才开始大量裂解形成天然气, 主生气期晚于干酪根的, 但生气数量是干酪根的2~4倍, 这种成因天然气富含甲基环己烷, 具有不同于干酪根晚期热降解气的特征.     

TiO2@V2O5空心纳米球催化剂增强MgH2体系储氢性能

氢化镁(MgH₂)是一种具有高储氢容量(7.6 wt%)的固态储氢材料,但其热力学稳定性高,动力学缓慢,限制了广泛应用.双金属氧化物催化剂对MgH₂储氢性能的积极影响已被许多研究者认可.本文采用简便的方法合成了具有纳米空心球结构的TiO₂@V₂O₅双金属氧化物催化剂.添加12 wt%TiO₂@V₂O₅后,MgH₂的起始解吸温度显著降低至204℃.在100℃条件下,MgH₂在15 min内吸附4.21 wt%的H₂,在300℃条件下释放6.18 wt%的H₂,MgH₂的活化能从142.78 kJ/mol降低到86.47 kJ/mol.差示扫描量热分析(differential scanning calorimeter,DSC)结果表明,MgH₂的氢解吸活化能从197 kJ/mol降低到...     

乳胶清除蛋白LcpK30催化氧气裂解聚顺-1,4异戊二烯机理

乳胶清除蛋白LcpK30是一种内型双加氧酶,其通过活化分子氧催化裂解化学惰性的聚顺-1,4异戊二烯,进而生成醛和酮.实验发现活性区域的谷氨酸148对活性有重大影响,然而其作用机制和整个反应机理仍然存在争议.本研究使用量子力学/分子力学组合方法研究了乳胶清除蛋白催化分子氧氧化裂解天然橡胶模型化合物的反应机理.计算结果显示谷氨酸148在反应过程中为质子化态,并与铁(Ⅲ)-超氧物种形成稳定氢键,因此其作用可能与调节铁(Ⅲ)-超氧物种与底物的位置有关.可能反应机理为:(1)铁(Ⅲ)-超氧物种的远端氧进攻底物碳碳双键,形成过氧烃自由基中间体;(2)近端氧回弹到碳自由基,形成过氧化物中间体和铁(Ⅱ)中心;(3)铁(Ⅱ)调节的过氧化物中间体O–O键还原裂解,生成邻二醇自由基负离子中间体;(4)邻二醇自由基负离子C–C键断裂,生成产物醛和酮.此外,计算发现,过氧化物中间体O–O键直接断裂反应能垒超过160 kJ/mol,表明铁(Ⅱ)的催化对于过氧化物中间体的后续转化至关重要.因此,本研究结果不仅加深对于Lcp_(K30)反应机理的理解,而且为Lcp酶降解合成橡胶材料的设计和工程化提供有用信息.     

香港坪洲岛早第三纪地层发现优质烃源岩

香港地区至今没有发现过优质烃源岩, 坪洲组是香港及其周边地区惟一出露的中-新生代沉积岩, 坪洲组烃源岩有机质丰度高, 有机碳含量平均达1.9%, 氯仿沥青“A”含量0.14%~0.24%, 总烃含量880~1800 mg/g, 烃转化率在5~9之间, 热解氢指数达400~600 mgHC/gC, 显示为优质烃源岩的丰度特 征, 层状藻类体是坪洲组源岩的主要有机显微组分, 地球化学特征亦显示了坪洲组烃源岩的有机质类型为Ⅰ和Ⅱ₁, 含有较丰富的伽玛蜡烷和g, b-胡萝卜烷及C₂₄四环萜烷, 表明其形成于咸水和半咸水的沉积环境, 且该套烃源岩处于成熟期的生油窗阶段, 源岩裂隙方解石脉中有机包裹体的大量存在表明了其已经生成了一定数量的石油并发生了二次运移. 坪洲组地层厚度大, 优质烃源岩的厚度在200~300 m以上, 表明其油气生成潜力十分可观. 坪洲组优质烃源岩的发现, 对我国南部海域的油气资源勘探将具有十分重要的意义.     

中国叠合盆地深层海相油气成藏条件与富集区带

以塔里木、四川、鄂尔多斯三大盆地为例，从海相层系的后期叠加样式、埋藏历史、构造变形演化出发，阐述深层海相油气成藏条件．海相烃源岩埋藏史可划分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，指出不同埋藏类型油气生成、成藏与现今烃类相态有差异．海相层系构造带演化可分为早正断-晚断褶型、早隆起．晚断褶型、早隆起．晚平缓型、早拗陷．晚冲断型等4种类型．提出有机质“接力”成气模式，指出中西部地区“退火”地温场演化与构造沉降耦合以及高．过成熟烃源岩中分散液态烃晚期成气，是海相油气晚期成藏的关键因素．总结提出深层海相优质储层形成的地质条件，即早期烃类充注、风化壳储层、深部溶蚀作用以及埋藏白云岩化作用．总结提出三大类海相油气富集区带，即古隆起复式油气聚集带、古断裂带、高能沉积相带．     

塔里木盆地和四川盆地海相烃源岩成烃演化模式探讨

通过系统分析源岩沉积样式并结合区域地温场，综合研究了塔里木盆地下古生界和四川盆地古生界海相烃源岩的热演化特征，建立了相应的成烃模式，探讨了各自的生烃潜力．海相烃源岩可划分为4种成烃演化模式：早期快速演化型、中期快速演化型、持续演化型和多期演化型．其中，早期快速演化型对形成工业性油气藏直接贡献不大，以寻找古油藏或原油裂解气为主：中期快速演化型虽然已发现较多气藏，但总体规模有限；后两种类型都取决于前期的演化程度，若较低后期仍可生成液态原油，否则以生气为主．四川盆地古油藏得以较好地保存，源岩普遍经历了干酪根-油-气的演化过程，这对于塔里木盆地天然气勘探具有一定的借鉴意义．     

太平洋中部锰结核及洋底软泥中发现低成熟烃类

对太平洋中部洋底锰结核及洋底软泥中氯仿抽提物的色谱－质谱分析发现，其．烃类生物标志化合物大多具低成熟特征（个别达到成熟烃特点）：“A”／C高达11．4－19．75；碳数奇偶优势指数（CPI）值为1．22－1．23；藿烷C31－22S（22S＋22R）值为0．59－0．60，Tm/Ts值为0．99－1．19；βα莫烷／（αβ βα）藿烷值为0．12－0．14；C29甾烷20S／（20S＋20R）值为0．35－0．41；ββ/（ββ αα）值为0．38－0．45；芳烃TA（Ⅰ）/TA（Ⅰ Ⅱ）值为0．16－0．21；甲基菲指数MPⅡ为0．35－0．67。根据样品采集区 的地质环境条件，结合其有机地球化学特征，可能是洋底热液活动促使洋底沉积物中有机质发生了热降解，导致了洋底成烃作用，并运移或渗透到锰结核及浅部软泥中，这一现象的揭示对于认识大洋底部环境中油气生成机理和拓展海洋油气勘探思路具有一定的启动意义。     

煤层气组分的形成演化模拟实验研究

采用封闭高压高温热解实验装置，在336.8～600℃模拟温度和50MPa模拟压力及20℃/h和2℃/h升温速率条件下，对泥炭和煤岩进行了热解生气模拟实验，研究了煤层气组分的形成演化．结果表明，煤岩热解煤层气主要由烃类气体组成，其次为非烃气体，而泥炭则相反．烃类气体以甲烷(CH_4)为主，重烃气体(C_2～C_5)较少；非烃气体以二氧化碳(CO_2)为主，氢气(H_2)和硫化氢(H_2S)含量微量．温度是控制煤层气生成演化的主要因素，随着R_o值增大，热解煤层气CH_4生成量呈单向快速增加，CO_2则表现为缓慢增加趋势，C_2～C_5先增后降；泥炭与煤岩及山西组煤岩与太原组煤岩相比较，前者具有更高的煤层气生成潜力，反映了成气物质性质对煤层气组分的生成特征的影响；低温速率有利于CH_4，H_2和CO_2气体的生成以及C_2～C_5气体的裂解，说明时间对煤层气组分的生成演化具有重要的控制作用．结合研究结果，讨论了地质环境下煤层气研究的应用意义．     

南极乔治王岛中国长城站地区火山岩系矿物熔融包裹体成分的研究

中国长城站地区位于乔治王岛菲尔德斯半岛,主要由玄武质、玄武安山质的熔岩、火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩所组成,具有典型的岛弧火山岩特征。自下而上可分为5个岩段:Ⅰ——碧玉山段、Ⅱ——玛瑙滩段、Ⅲ——化石山段、Ⅳ——岩块山段和Ⅴ——长山段。总厚度是150—350m,其时代为第三纪。 本区玄武岩属于高铝贫钾拉斑向钙碱性过渡的岩系,其斑晶有橄榄石、辉石和拉长石等。