| 煤层甲烷碳同位素分布特征及分馏机理 |
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| 引用本文： | 秦胜飞,唐修义,宋岩,王红岩.煤层甲烷碳同位素分布特征及分馏机理[J].中国科学D辑,2006,36(12):1092-1097. |
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| 作者姓名： | 秦胜飞 唐修义 宋岩 王红岩 |
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| 作者单位： | 1. 中国石油勘探开发研究院,北京,100083
2. 安徽理工大学,淮南,232000
3. 中国石油勘探开发研究院廊坊分院,廊坊,065007 |
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| 基金项目： | 国家重点基础研究发展计划(973计划);国际科技合作重点项目 |
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| 摘 要： | 煤层甲烷碳同位素分布范围很宽, 并且和常规煤成气相比, 煤层气中甲烷碳同位素存在强烈的分馏效应, 使煤层甲烷碳同位素变轻. 煤层甲烷碳同位素与煤的Ro相关性很差, 以致无法根据煤层甲烷碳同位素值来判断煤系烃源岩的成熟度. 煤层甲烷碳同位素变轻的程度差别很大, 且明显受地下水动力条件的影响: 水动力越强, 煤层甲烷碳同位素偏轻的程度就越大, 反之就越小. 前人试图用煤层气解吸-扩散-运移-分馏来解释煤层甲烷碳同位素偏轻的现象, 但不能圆满解释碳同位素的空间展布. 根据大量的实验和实际数据, 指出流动的地下水对游离气的溶解作用-游离气与吸附气的交换作用是煤层甲烷碳同位素分馏的机理. 煤系中的水对煤中游离态甲烷的溶解作用更容易把13CH4带走, 留下更多的12CH4, 使游离气中12CH4会相对富集, 游离气中12CH4再与煤中的吸附气发生交换, 部分12CH4变成吸附气, 把吸附气中部分13CH4交换出来变成游离气, 交换出来的13CH4再被水优先溶解带走. 这种过程是不停地在发生, 通过累积效应, 引起煤层气12CH4大量富集, 煤层甲烷碳同位素变轻. 通过水溶气的模拟实验研究, 证实了流动的水可以对甲烷碳同位素产生明显的分馏作用, 容易把重碳同位素的甲烷溶解带走.
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| 关 键 词： | 煤层气 甲烷碳同位素 分馏机理 累积效应 |
| 收稿时间： | 2005-10-10 |
| 修稿时间： | 2005年10月10 |
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