Study of Pyrolysis Kinetics of Asphaltenes in Silurian Oilsands in the Tarim Basin

It is a special petroleum geological phenomenon that Silurian oilsands are extensively distributed in the central and northeast Tarim basin. Some geochemical studies of the oilsands have been carried out, but there is still great controversy over the hydrocarbon-regenerating potential of oilsands and the possibility of Silurian oilsands as hydrocarbon source rocks. In this study, the kinetics of asphaltenes pyrolysis was directly used to simulate the potential of Silurian oilsands for regenerating hydrocarbons. According to the experimental results, combined with other related organic geochemical analysis, it is considered that Silurian oilsands in the Tarim basin have a high hydrocarbon-regenerating potential and are latent hydrocarbon source rocks.     

阿拉尔河悬浮物对铀的吸附影响研究

为了解阿拉尔河悬浮物对铀的吸附特性,通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、温度和铀初始浓度等因素对模拟含铀水中U(VI)去除率的影响,并从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析。结果表明,在T=25℃,溶液初始pH=7,接触时间为16 h时,悬浮物对铀的平衡吸附率最佳,为95.48%。随着铀初始浓度的增加,吸附量增加,但吸附率随之下降,升高温度有利于铀的吸附。铀在悬浮物上的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,说明悬浮物对铀为单分子层吸附,且化学吸附占主导地位。吸附动力学过程可用准二级吸附动力学模型描述,表明吸附主要受动力学控制,由两个以上步骤共同控制。FTIR和EDS分析结果表明,吸附过程中铀主要与悬浮物表面活性基团螯合并以表面络合吸附为主。吸附前后的能谱对比分析表明,吸附过程中存在离子交换行为。因此,悬浮物对铀的吸附机理是以表面络合吸附和离子交换为主、物理吸附为辅的混合吸附过程。     

淮南采煤塌陷湖泊浮游植物优势种的营养动力学

在淮南潘谢矿区选取3个营养盐结构差异较大的塌陷湖泊,于2014—2015年4个季度分别对浮游植物群落结构组成进行调查,选取3个湖泊中的优势种(属)具尾蓝隐藻(Chroomonas caudata)、链形小环藻(Cyclotella catenata)和伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)作为研究对象,设置不同的氮(N)、磷(P)浓度梯度进行营养动力学培养实验,并结合Monod方程,获得3个藻种在不同营养盐限制下的营养动力学参数.N限制下具尾蓝隐藻、小环藻和伪鱼腥藻的最大生长速率(μmax)和半饱和常数(Ks)分别为:0.66 d~(-1)、1.66 mg/L;0.37 d~(-1)、1.06 mg/L;0.71 d~(-1)、2.26 mg/L;P限制下它们的μmax和Ks则分别为:0.51 d~(-1)、0.023 mg/L;0.31 d~(-1)、0.035 mg/L;0.90 d~(-1)、0.015 mg/L.综上所述,在N充足时,伪鱼腥藻能够在竞争中形成优势,同时在P限制情况下易成为优势种,从营养动力学的角度揭示了其在塌陷湖泊中占据优势的营养盐动力学机制.研究结果可以为沉陷区水域开发利用和营养盐管理提供科学依据.     

煤中有机质二次生烃迟滞性及其反应动力学机制

采用自然成熟度系列与其预热残渣系列样品相结合方式, 通过热解模拟方法, 对煤中有机质二次生烃迟滞性显现特征和化学反应动力学机制进行了探讨.结果表明: 二次生烃起始成熟度增高, 二次生烃峰位成熟度呈规律性后移, 二次生烃作用“死线”位于R_o=4.0 %左右; 二次生烃峰位成熟度与起始成熟度之差随起始成熟度的增高呈抛物线式演化, 二次生烃的绝对迟滞性和相对迟滞性均呈阶段性演化, 由此可对二次生烃迟滞深度进行预测; 二次生烃半峰宽随起始成熟度呈阶段性演化, 暗示二次生烃起始成熟度位于生油高峰附近的烃源岩, 其生烃量可能相对较大.同时, 原始样品平均活化能的演化经历了4个阶段, 它们与热解生烃量及二次生烃迟滞性的阶段性演化特征高度吻合, 揭示出二次生烃作用严格受控于反应动力学的地球化学机制.      

原油族组分成气的化学动力学模型及其标定

利用等温密封热解实验技术及恒速升温热解实验与PY—GC分析技术的结合,本文分别建立并标定了原油中各族组分,即饱和烃、芳烃、非烃和沥青质成气的化学动力学模型。结果表明,原油中不同族组分成气的过程均可用平行一级反应描述,但不同组分在平均活化能及活化能分布上有明显的差异。各族组分在地史过程中成气的过程可由各自的化学动力学模型来描述。这将使原油成气过程的定量、动态描述成为可能。     

南黄海盆地南二凹古近系泥岩生烃动力学特征

南黄海盆地油气资源潜力一直是中国海上油气勘探关心的问题，但仍未取得突破性进展。生烃动力学研究对烃源岩生烃潜力评价至关重要，而该区古近系烃源岩的生烃动力学的研究十分薄弱。为此，在对南黄海盆地南部凹陷烃源岩常规地球化学分析统计基础上，着重选择南二凹低成熟样品开展PY-GC，SRA 和MSSV 等实验分析及动力学模拟。结果表明：南二凹阜四段烃源岩已进入生烃阶段，其产出的石油类型为石蜡-环烷-芳香基低蜡型，活化能分布范围为43~60 kcal/mol，其活化能主峰为51 kcal/mol，占72%，指前因子A=9.66×1012，生烃窗温度为128~158℃。该套烃源岩生烃历程中所生成的烃类在渐新世末期（23~30 Ma）以气液两相共存的形式存在，其余时期均以单一液相存在于该地层，至今转化率仍处于50%~60%。研究获得的南黄海盆地南二凹古近系泥岩的生烃动力学特征对于估算该盆地油气资源潜力极为重要，可为该区下一步油气勘探开发决策提供参考依据。     

Acid leaching of ash and coal: Time dependence and trace element occurrences

The leaching of coal and coal/asphaltite/wood-ashes in sulfuric acid (pH 1.0, 25 °C, S/L, 1:10) was studied as a function of time; acid consumption and extracted metal concentrations are presented. Whole coals consumed acid rapidly during the first few minutes, followed by slow acid consumption. Wood-, lignite-, and asphaltite-ashes consumed acid in two stages, the rapid phase extending < 30 min and the slow phase extended up to 10 days. The rapid phase was dominated by the dissolution of Ca, K and Mg ions for wood-ash, by Ca, Al and Mg ions for lignite-ash and Ca and Mg ions for asphaltite-ash. The sulfur concentration in solution and the concentrations of Ca, Fe, K, Mg, Na, P, Al and Mn in the aqueous phase verified the neutralizing capacity of the untreated ashes as well as the formation of insoluble sulfates in the residues. The slow phase kinetics differed for different fuels and exhibited leaching of several abundant elements—Fe, Al, K, Na and Mn. Trace elements (Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Th, U, V, Zn) sometimes required up to 32 h for maximal extraction from ashes. Suggestions are presented regarding the chemical nature of trace elements in the untreated coals and ashes and suitable residence times for economical industrial processes. We think it possible to combine bacteriological oxidation of sulfidic concentrates of acid leaching from ash of various qualities or even whole coals.     

生烃动力学、同位素动力学方法在烃源岩研究中的应用

生烃动力学、同位素动力学常用于烃源岩评价、油气源对比研究中。生烃动力学参数结合盆地热史,可恢复烃源岩在任一时代的生烃史,对构造复杂盆地的二次生烃研究具有独特的优势。利用生烃动力学方法可以实现有机质总量的恢复,在此基础上对高—过成熟样品原始有机质丰度是否有必要恢复进行了讨论;而基于生烃动力学的油气源对比综合考虑热史、成藏期次、成藏过程等各种地质参数对烃源岩生烃的影响,是一种动态的研究方法。     

台风激发的第二类地脉动特征及激发模式分析

0.003~1 Hz频段的地脉动主要来源于海浪运动与固体地球的耦合作用,台风引起的强烈海浪运动往往可使地脉动能量显著增强.由于涉及大气-海洋-固体地球三个圈层之间的复杂动量传递与耦合过程,迄今为止,关于台风激发地脉动的具体源区位置及激发机制尚存在争议.本文选取日本、中国东南沿海及台湾地区的地震台站波形连续记录,研究了2008年台风“森拉克”和“黑格比”激发地脉动的时频特征,开展相应数值模拟,并与观测数据进行了对比分析研究.结果表明台风激发第二类地脉动存在两种主要模式：（1）近岸源区激发,即台风引起波浪入射至海岸反射并与后续来波相互作用形成驻波作用于海底而激发;（2）台风中心附近源区激发,即台风中心移动过程中不同时期激发的同频率波浪相向传播、相互作用产生驻波作用于海底而激发,源区位置主要集中于台风中心左后方.此外,结合波浪再分析数据、台风风场特征,我们进一步对第二类地脉动激发过程中的影响因素进行了分析,发现：第一种模式激发的地脉动与近岸源区波浪场强度、观测点至源区距离及台风中心至海岸线距离等因素相关;而第二种模式激发的地脉动则主要受台风中心附近波浪场的频率成分与传播方向影响.