显微组分的成烃作用模式

烃源岩的成烃作用模式是国内外学者探讨的热门课题,亦是油气研究的最终归属。目前国内外所提出的干酪根成烃模式不下十种,然而没有一种是以显微组分成烃作用为基础。自然界不同类型干酪根由数种不同成因、不同性质的显微组分以不同比例混合而成,要深入了解干酪根的成烃规律,有必要剖析组成干酪根的各个显微组分。本文应用热模拟实验研究了我国陆相烃源岩中十种主要显微组分的油气生成规律,在综合分析的基础上建立起了其成烃作用模式。     

陆相烃源岩未-低成熟无定形干酪根的荧光变化特征及其类型划分

无定形干酪根在烃源岩中占有极其重要的地位,是成烃作用最主要的物质基础,其含量一般占总有机质的70%以上.然而,其研究程度最低,分类术语也较混乱,对烃源岩生烃评价有很大影响.因此,加强无定形干酪根光性、成因及生烃潜力的综合研究对油气勘探具有重要意义.本研究应用显微荧光分析技术对我国典型陆相烃源岩无定形干酪根荧光变化规律进行了系统研究,提出应用二项荧光参数I_(546)~(20)(激发20min后546nm处荧光强度)与R(I_(546)~(20)/I_(546)~0,激发20min荧光强度与开始激发时荧光强度之比)划分其类型的方法.在此基础上,应用RockEval研究不同类型无定形干酪根的生烃潜力     

用干酪根红外光谱划分烃源岩有机相

干酪根红外光谱不仅在宏观上可以划分有机质类型和成熟度,而且能很好地区分烃源岩形成环境,反映有机相的差异。本文提出了干酪根脂族结构指数和芳香族结构指数,划分出煤沼相,湖泊－煤沼过渡相和湖相三种不同的有机相。同时,这些参数也很好地反映了有机质类型成烃潜力和烃类产物类型的细微差异。     

硫在干酪根裂解生烃中的作用

对茂名油页岩干酪根及其加硫醚、加硫磺进行了干体系的热裂解模拟．实验结果表明：硫的存在提高了干酪根的产烃率，并使重烃的生烃高峰温度降低了20％，芳烃的生烃高峰温度降低了40℃，脱氢芳构化作用加快．从裂解产物的组成看，加硫的干酪根裂解产物与文献报道的高硫干酪根裂解产物相似，从而证明高硫干酪根除较弱的C—S键和S—S键断裂之外，硫的催化或脱氢作用也可能是使高硫干酪根裂解生烃高峰温度降低的一个主要因素．     

煤成气及鉴别理论研究进展

煤系成烃理论形成经历了3个阶段:20世纪40年代发现煤能生气并可成藏,但未关注成油,创立了纯朴的煤成气理论;60年代发现煤中壳质组成油贡献大,可形成煤成油田,产生煤成油理论,但未关注成烃中的油气比例;70年代中国学者发现煤系成烃以气为主以油为辅,创立了完整的煤成气理论.煤系成烃以气为主以油为辅的根据:一是8个煤种中都发现有成气作用产物的气孔;二是煤的原始物质是由生气为主、低H/C原子值的纤维素和木质素组成;三是化学结构上煤以利于生气的甲基和缩合芳环为主;四是从泥炭至无烟煤热模拟实验获得大量气346~422 m3/t,只有少量轻质油.以往天然气类型鉴别以气相组分为主,现在把鉴别指标发展为气液固(干酪根)三相,扩大了鉴别范畴.从碳同位素、轻烃和生物标志物三方面,综合研制了鉴别煤成气和油型气的26个指标,还研编了若干鉴别图版和δ~(13)C-Ro关系式,提高了天然气鉴别可信度.煤成气理论开辟了天然气勘探新领域,使指导勘探天然气理论从"一元论"(油型气)发展为"两元论"(煤成气和油型气),为中国天然气工业快速发展提供了理论依据.2016年中国天然气和煤成气储量、产量与煤成气理论出现之前的1978年相比,分别提高了52,408,10和216.6倍,使中国从贫气国变为世界第6产气大国.     

利用电子顺磁共振方法研究沉积盆地源岩有机质热演化

1 实验方法和原理利用电子顺磁共振技术研究沉积盆地有机质,主要基于其自由基的变化.自由基在干酪根演化过程中的变化及由此引起的电子顺磁共振谱线特征的变化,是我们用电子顺磁共振研究有机质热演化的基础.由干酪根自由基的形成过程可知,自由基的数目(浓度)与受热温度有关,随干酪根在热成熟过程中的不断裂解,失去烷基链,自由基浓度也就不断增加;除此以外,干酪根结构中杂原子(O,N,S等)键随演化过程的断裂也会形成自由基.因而可用电子顺磁共振方法(基于自由基浓度的变化)来研究烃源岩的成熟度和盆地的热历史.     

干酪根的~(13)C NMR研究——用有机碳三种结构组成表征干酪根的演化

干酪根的化学和演化过程的表征方法,正由传统的元素组成向结构组成的方向发展。如应用红外光谱与X射线衍射分析等技术,近年来已取得进展。固体~(13)C核磁共振(NMR)技术是研究煤化学结构的新的有力手段,我们将这一技术推广应用于我国一些油气田源岩中干酪根的化学结构,据此提出了用干酪根有机碳的三种结构组成构成的三角坐标演化图,该图     

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.     

有机汞化合物的~(199)Hg和~(13)C NMR研究

有机汞化合物作为有机合成反应的中间体,具有重要的作用,因而研究其汞原子的成键特性是有意义的,~(199)Hg的核自旋量子数I=1/2,天然丰度16.84％,相对~(13)C的信号灵敏度为5.42。而且~(199)Hg化学位移范围大,对化学环境变化较敏感。因此,用~(199)Hg NMR研究汞原子在有机汞化合物中的行为是一种十分有效的手段。关于有机汞化合物的~(199)Hg NMR研究     

干酪根的~(13)C NMR研究——偶极相移技术的应用

从干酪根的固体~(13)C核磁共振(NMR)交叉极化(CP)魔角旋转(MAS)得到的谱图中,可以直接得出干酪根中有机碳结构的各种信息,用以表征干酪根的类型、成熟度、生烃潜力与演化规律。在这类谱图中,带质子芳碳与桥接芳碳的化学位移互相重叠,限制了我们对芳簇结构的认识。偶极相移的基本原理在于带质子碳与不带质子碳的横向弛豫时间(T′_2)差     

未熟和低熟烃源岩中脂肪酸的赋存形式与分布特征

未熟、低熟烃源岩中的脂肪酸赋存于抽提沥青和干酪根中,沥青脂肪酸主要以酯键结合于沥青的非烃组分内,干酪根脂肪酸以酯醚键结合于干酪根网络结构中,有一部分是与干酪根网络结构结合更紧密的强干酪根脂肪酸。辽河盆地与济阳拗陷未熟、低熟烃源岩的沥青脂肪酸含量在０．０１００％～０．０７３９％,干酪根脂肪酸为０．００５０％～０．０４５５％,强干酪根脂肪酸为０．０００５％～０．０１０５％,其中一元脂肪酸占７０％～１０     

不同母质来源的沥青质热解动力学研究

对不同母质来源的沥青质进行了较详细的热解动力学研究,实验结果表明母质为Ⅰ型干酪根的沥青质其活化能分布范围宽,活化能在350kJ/mol以上时仍有较大量的生烃; Ⅱ型和Ⅲ型干酪根的沥青质其活化能分布范围相对较窄,活化能在350kJ/mol以上时分别只有少量烃生成和几乎无烃生成．针对具体母质来源的沥青质,热解动力学研究可以指示其成熟度状况．同时,结合对热解动力学参数频率因子的深入讨论,认为来自于Ⅰ型干酪根的沥青质具有高的再生油能力,而沥青质在油成气的潜力方面,则按照母质干酪根Ⅲ、Ⅱ和Ⅰ型的顺序依次降低．     

“基本”粒子和高能核作用

人们熟知,所有的物质都是由最微小的粒子即所谓分手和原子所组成。不久以前,人们还认为原子是最小的粒子。原子这个词是由希腊文翻译过来的,它的意思就是“不可分割的”。这个名称应当意味着这样一种粒子,关于它的构造问题是没有什公意义的。当时认为我们周围的物质的无数种分子是由几十种不可变的、不可毁灭的和没有结构的“宇宙建筑的砖头”——原子所组成。但是,关于原子性质的这种形而上学的观念已被科学所扬弃。首先是建立了各种元素的原子的性质问的联系——有名的门捷列夫元素周期系。这样一个系统的存在就表明了,在各种类型的原子间存在着一种关系,这个关系在某种形式上反映出这些原子的内在的本质。以后,又发现了基本电荷的粒子——电子,它的质量几乎比最轻的原子——氢原子的质量小二千倍。这时人们弄清楚了,电子是原子的组成部分之一。     

寻找来自地球深处的天然气

一、关于油气生成的两种对应观点 在地质界存在着两种截然对立的油气成因说,一种是有机成因说,一种是无机成因说。 有机说认为,油气是“化石燃料”,即由埋藏于沉积地层中的动、植物或动植物混成物质转变而成。此说最早出现于18世纪60年代,先后有动物说、植物说和腐泥说等。现代有机成因说认为,油气是在近海沉积作用过程中,由无数浮游生物、动植物遗体在长期稳定的还原环境和良好的埋藏条件下经化学降解而成。有机质转化为油气通常经过三个阶段:先是在生物化学作用下形成干酪根和天然气;之后干酪根在     

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 .     

高锰钢的价电子结构及其本质特性

合金元素在固溶体中以C—Me形式呈短程有序偏聚分布的理论研究近年来取得了一定进展.这一理论已从电子探针和Mossbauer谱等实验中得到了证明.本文采用EET理论对高锰钢的价电子结构进行计算,并结合我们近期的研究结果,试图从电子层次上揭示高锰钢异常高的奥氏体稳定性、冲击韧度、加工硬化能力和抗冲击耐磨性等特性的本质原因.1 高锰钢的价电子结构高锰钢(C原子质量分数为1.2%,Mn原子质量分数为12%)奥氏体是由C原子溶入面心立方结构的γ-Fe的八面体间隙,Mn原子置换Fe原子而形成的Fe—Mn—C合金固溶体.计算表明,平均约3～4个奥氏体晶胞中含有1个C原子,2个奥氏体晶胞中含有1个Mn原子.M(?)ssbauer谱测定结果证明,高锰钢中含C奥氏体占35%,无C奥氏体占65%.电子探针分析结果证明,C,Mn原子在高锰钢奥氏体中均呈微观不均匀分布,且富C处亦富Mn,贫C处亦贫Mn.按文献[4,5]的思想和上述结果可以认为,高锰钢奥氏体是由不含C晶胞、含C晶胞和含C—Mn晶胞堆垛而成.利用余瑞璜的固体与分子经验电子理论计算得到的各类晶胞的价电子结构主要数据汇总于表1.其中C—C、Fe—Fe、Fe—Mn原子之间的最大共价电子对数n_A值均在0.0053～0.3299之间.由计算结果可见,在所有原子组合当中,C—Mn(n_A~(C—Mn=1.2078)和C—Fe~f(n_A(C—F     

碳同位素质谱分析的质量歧视效应

作者曾研制两种碳同位素的标准样品,为分别含1.095(1)和88.54(3)原子％~(13)C的碳酸钡试剂,这里括号内的数值表示末位数的准确度。今进一步研制一种~(13)C丰度更高的标准样品,为含98.11(3)原子％~(13)C的碳酸钡,并对一台质谱计在测定全量程~(13)C丰度时,观察了质量歧视效应的变化。     

激光光谱学

光谱学对近代原子和分子物理的发展起了巨大的推动作用,它也是原子光谱分析和分子光谱分析的理论基础。自从六十年代激光器产生以来,特别是调频激光器得到发展后,情况起了巨大变化。激光器作为强的相干辐射光源,使人们有可能以前所未有的高分辨     

关于H~P(R_+~2×R_+~2)空间中的一个问题

一、引言 在文献[1]中Chang和Fefferman利用P原子得到了H~P(R_+~2×R_+~2)空间的原子分解。在他们的P原子概念中,其“初等粒子”应该满足K(p)=[2/P-3/2]阶消失矩条件,为此他们提问:是否K(p)=[2/P-3/2]对于H~P(R_+~2×R_+~2的原子分解是最好的选择?本文利用Fefferman最近给出的另一种P原子形式,证明了对于H~P(R_+~2×R_+~2)的原子分解最好的选     

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.