矿物质对干酪根热解生烃过程的影响

利用热模拟实验,从热解生烃组成特征、生烃量、生烃动力学等方面探讨了矿物质对东营凹陷烃源岩干酪根热解生烃过程的影响。结果表明,矿物质改变了干酪根热解产物的组成,提高了干酪根热解总生烃量。低生烃率时,矿物质使干酪根热解过程的视频率因子增加;高生烃率时,矿物质使干酪根热解过程的表观活化能降低,活化能分布范围变窄,反应速度加快。矿物质对干酪根热解生烃过程的催化作用可借助于正碳离子反应机理进行解释。     

开放体系下干酪根生烃动力学研究

以生烃动力学方法对烃源岩进行定量评价是近些年发展起来的一种新方法。通过对Ⅰ、Ⅱ型干酪根在开放体系下的热解模拟实验,研究了Ⅰ、Ⅱ型干酪根热解生烃演化特征,获得了Ⅰ、Ⅱ型干酪根的生烃动力学参数。Ⅰ型干酪根生烃的活化能分布范围为230~276kJ?mol-1;Ⅱ型干酪根活化能分布范围为234~276kJ?mol-1。在此基础上,结合专用Kinetics软件,将此动力学参数应用于实际地质中。结果表明,Ⅰ型干酪根主要生烃期在130~180℃（Ro在0.80%~1.63%）;Ⅱ型干酪根主生烃期在141~177℃（Ro在0.92%~1.56%）。生烃动力学方法可较好地将实验数据外推到地质实际过程,在烃源岩评价与勘探中具有广泛的应用价值。     

不同类型干酪根热解生烃动力学研究（一）

采用岩石评价仪对不同类型未成熟干酪根的热解生烃动力学特征进行了研究，分析了所得出的热解反应生烃率－温度和反应速率－温度曲线及其特征值。研究结果表明，不同类型干酪根具有不同的热解生烃动力学特征，三种类型干酪根的主要生烃阶段的温度范围（△T）不同，其规律是Ⅲ类干酪根的温度范围大于Ⅱ类干酪根，Ⅱ类干格根又大于I类。同一试样在不同升温速率试验中，其最大反应速率点对应于相同的生烃率。     

不同类型干酪根热解生烃动力学研究(一)

采用岩石评价仪对不同类型未成熟干酪根的热解生烃动力学特征进行了研究,分析了所得出的热解反应生烃率-温度和反应速率-温度曲线及其特征值。研究结果表明,不同类型干酪根具有不同的热解生烃动力学特征,三种类型干酪根的主要生烃阶段的温度范围(△T)不同,其规律是Ⅲ类干酪根的温度范围大于Ⅱ类干酪根,Ⅱ类干酪根又大于Ⅰ类。同一试样在不同升温速率的实验中,其最大反应速率点对应于相同的生烃率。     

矿物质在干酪根热分析中的影响

本文报导了在空气和氮气介质中，碳酸盐、硅酸盐和黄铁矿等矿物质对干酪根热分析的影响。     

粘土矿物对干酪根热解产物的影响及其作用机理

将伊利石、蒙脱石、高岭石三种粘土矿物按不同比例与干酪根混合，在ＣＤＳ８２０ＧＳ分析系统上进行了实验。结果表明，这三种粘土矿物对干酪根热解产物的化学组成都有影响，但影响程度不同，其中，蒙脱石的影响最大，这是由于结构不同，使之催化能力、吸附能力和焦化作用不同。化学反应过程不同，热解产物也不同。     

粘土矿物对干酪根热解产物的影响及其作用机理

将伊利石、蒙脱石、高岭石三种粘土矿物按不同比例与干酪根混合，在ＣＤＳ８２０ＧＳ分析系统上进行了实验。结果表明，这三种粘土矿物对干酪根热解产物的化学组成都有影响，但影响程度不同，其中，蒙脱石的影响最大，这是由于结构不同，使之催化能力、吸附能力和焦化作用不同。化学反应过程不同，热解产物也不同。     

以热解特征判别干酪根类型

应用热重仪对10余种不同类型试样(包括生油岩、煤及其干酪根)进行了热解试验,总结分析了三种类型干酪根在恒速升温时的热分解特征.其明显的特点是:(1)在热解反应最激烈时,Ⅰ类干酪根反应速率最大,Ⅱ类次之,Ⅲ类最小.(2)反应终止温度与起始分解温度的差值,Ⅰ类最小,Ⅱ类稍大,Ⅲ类最大.对实验结果进行数据处理,归纳成一个无因子群.以此作为一个新的热解类型判别指标,称作热解类型参数.研究发现,这个方法既适用于干酪根,也可用于原岩(即生油岩、油页岩和煤);既可用热重仪实验,也可用岩石评价仪(Rock—Eval).该法所用试样量少,实验时间短,操作简便.     

盐类物质对泥质烃源岩生排烃过程的影响

根据中国东部下第三系盐湖相沉积存在的地质实际,利用地层孔隙热压生排烃模拟仪开展了仿真地层条件下的含盐和不含盐泥质烃源岩的生排烃模拟实验,通过对烃类产物的分析探讨了盐类物质参与烃源岩生排烃的过程。研究表明：（1）盐类的存在加速了成烃演化,促进了石油和天然气的生成;（2）盐类的存在降低了对有机质的吸附能力,加速了粘土转化和脱水过程,且盐层易解理,使烃源岩中微孔隙及孔缝发育,促进了油气的初次运移;（3）无盐泥质源岩发育区虽然滞留大量的石油资源,但由于其岩石本身难压裂,对于商业化开采页岩油并无太大意义,到达过成熟阶段后,可能是页岩气开采的有利区带。盐岩发育区虽然其整体演化过程中生成的油气易于排出,但在Ro=1.28%时仍然滞留着20% 的石油资源,富含大量的盐类脆性矿物而低含粘土矿物,有利于产生裂缝,易于压裂,是页岩油藏勘探的有利区带。     

矿物组分对混合酯水解及生烃的催化作用

选择十六烷酸甲酯和十八烷酸甲酯组成的混合酯为模型反应物,考察低压下矿物低温催化混合酯水解及生烃的影响因素,并进行活性评价.先考察6种天然矿物和7种未熟烃源岩低温催化酯水解及生烃的作用,然后对天然矿物组分与未熟烃源岩就低温催化混合酯水解及生烃的作用进行关联,再考察不同比例复配的黏土和碳酸盐矿物的低温催化酯水解及生烃的作用.实验结果表明:未熟烃源岩低温催化混合酯水解及生烃率的趋势与6种天然矿物含量加权处理关系较好;不同比例复配的黏土矿物和碳酸盐矿物体现了不同的催化作用,在确定的实验条件下黏土矿物与碳酸盐矿物质量比为1:1时生烃效率最高.     

The role of sulfur in the pyrolysis of kerogen

Sulfur plays an important role in the generation and evolution of hydrocarbon from organic matter. Here, a pyrolysis experiment in closed system was performed on Maoming oil shales kerogen (Type Ⅰ), Maoming oil shales kerogen added with sulfur ether and Maoming oil shales kerogen added with sulphur. The results suggest that the existence of sulfur can result in: (i) higher yield of hydrocarbons generated from the kerogen; (ii) decrease of the temperature for the maximum generation of heavy hydrocarbons (the C15+ fraction) by 20℃; (iii) decrease of the temperature for the maximum generation of the aromatics fraction by 40℃, and (iv) acceleration of the aromatization process. The pyrolysates from kerogen added with sulfur are similar to the heating products of the sulfur-rich kerogen as reported in the literatures. It seems that the sulfur catalysis is also an important factor that can make the sulfur-rich kerogen generate low-mature oil at the earlier diagenesis stage, except for the weakness of the C-S and S-S bonds.     

半封闭半开放体系下不同演化程度干酪根的太赫兹光谱特性

本文应用太赫兹时域光谱技术研究了灰色泥岩在半封闭半开放体系下经历不同生烃模拟温度、压力所得干酪根的光学性质,获得了不同干酪根样品在太赫兹波段的吸收谱和折射率,结合样品的镜质体反射率,建立了干酪根在不同演化阶段的生烃模式,分析了干酪根样品在地质升温速率下的自然演化过程及主生烃期,为研究烃源岩的演化及油气生成提供了参考．     

矿物中的微量元素对有机质产气的影响

为了深入研究矿物催化作用对有机质产气的影响,采用开放体系下的热模拟实验,在不同温度下对4个样品分别进行了全岩和干酪根生气对比研究.样品中10种微量元素的测定对比结果表明,微量元素中只有钡元素含量与产气率之间具有良好的相关关系(相关系数达到0.91),对有机质生气具有催化作用.无机矿物中微量元素对有机质的产气量和生气高峰有明显的影响,一般来说,无机矿物的存在可以使有机质生气高峰期提前.     

绿河油页岩油母电子结构及热稳定性

为充分开发和合理利用油页岩,以绿河油页岩结构模型为基础,采用杂化密度泛函理论（B3LYP）方法,研究了油母的几何结构、键级、键能、前线分子轨道、静电势、核磁等相关性质。结果表明：氧原子部位是该油母结构热裂解和化学反应的主要活性部位,六元环的不规则变形是其开环裂解的主要原因,但饱和烷烃六元环和链状结构的差异对于电子结构没有显著影响。该研究为油页岩炼油技术的改进提供了理论依据。     

Experimental study and evaluation on hydrocarbon generation of macerals

Some typical coal and maceral samples are selected for oil and gas-generating systematic thermal simulation experiments, Rock-Eval, GC and GC-MS analyses. Results cause productivity curves of extracts and gaseous, light, liquid as well as total hydrocarbon. Effects of macerals and maturation on hydrocarbon productivities and compositions are synthetically discussed. Evaluation indexes and plan on coal-generated oil and gas in bituminous coal rank are suggested according to the data from experiments and analyses.     

Characterization and origin types of immature and low-mature amorphous kerogen in terrestrial source rocks

The microfluorescent technique was applied to investigate the fluorescence alteration patterns of amorphous kerogen of the terrestrial source rocks of China. Two fluorescence parameters, I ₅₄₆ ²⁰ andR were suggested, which can be taken to divide the amorphous kerogen into five types: algae amorphinite, biodegraded amorphinite A, B, C, and humic amorphous. On the basis of this, the Rock-Eval analysis results of source rocks were used to investigate the hydrocarbon generating potential of these amorphinite.     

焦性没食子酸对硫化矿物的抑制性能和作用机理

研究了焦性没食子酸对硫化矿物浮选行为的影响及其作用机理，结果表明焦性没食子酸对方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿具有抑制作用，对毒砂没有抑制作用，通过量子化学计算、亲固能计算以及能带结构分析等方法探讨了焦性没食子酸以硫化物的抑制机理。     

CO_2/CH_4在干酪根中竞争吸附规律的分子模拟

选取有机质作为研究对象,构建干酪根模型,采用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)方法和分子动力学方法(MD)研究不同摩尔分数、不同压力下CH_4和CO_2的气体的竞争吸附行为以及吸附引起的干酪根本体形变。结果表明:CH_4和CO_2单组分吸附时吸附量随着压力的增大而增大,CO_2吸附会在较小的压力时达到饱和,两种气体吸附符合Langmuir吸附规律,可以使用Langmuir方程进行拟合;在相同的压力和温度下,CO_2/CH_4吸附选择性会随着CO_2摩尔分数的增大而减小,CO_2更易被干酪根吸附;干酪根与CO_2有较强的相互作用,干酪根中不同的原子对吸附起着不同的作用;低压阶段吸附是引起体积应变的主要原因,高压阶段压力对体积应变发挥明显作用。