催化加氢热解法在南丹大厂古油藏固体沥青油源研究中的应用

广西南丹大厂中泥盆统古油藏固体沥青及其潜在烃源岩——同区泥盆系深水槽盆地相优质泥岩均已达到过成熟热演化阶段,其沥青“A”含量均很低,并且强烈的热改造作用和后期抬升接近地表后可能发生的生物降解作用,严重影响了用沥青“A”中常规生物标志物进行油源研究的准确性.目前固体沥青的来源缺乏直接的分子有机地球化学证据.本文运用了催化...     

正十八烷的裂解动力学研究（Ⅰ）：气态烃组分及其碳同位素演化特征

本文通过对纯烃类化合物——正十八烷的动力学模拟实验，阐述了正十八烷裂解过程中气态烃组分及其同位素的演化特征，获得了产自正十八烷的甲烷生成动力学参数。运用动力学参数将模拟实验结果外推到地质条件下，表明由烷烃裂解形成的甲烷主要生成于150～200C（Easy％Ro介于1．0％～2．0％）的范围，裂解产生的甲烷、乙烷、丙烷的碳同位素分馏效应与Easy％Ro的关系曲线受升温速率的影响，不能直接应用于地质条件。     

我国南方桉树人工林区水体泛黑物质分子组成及形成机理

我国南方桉树人工林区水库在秋冬季频繁出现黑水现象。现有研究指出,桉树叶中单宁酸等物质与金属离子(如铁离子)反应产生的金属-有机质络合物是导致这一现象的主要原因。然而,目前对于桉树叶中能形成金属-有机质络合物的潜在有机质前体物认识仍然有限,基于分子组成层面的桉树人工林区水库水体泛黑形成机理也尚不清楚。为此,本研究利用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)等手段,对桉树叶浸泡液与典型桉树林区水库(金窝水库和天雹水库)水体中可溶性有机物进行了分子组成的分析。研究结果显示,桉树叶浸泡液主要由以苯三酚、没食子酸为母体的多酚类化合物及其多聚衍生物构成,其中最典型的化合物是鞣花酸(C₁₄H₆O₈)。冬季水库水中鞣花酸强度远高于夏季,且表层水体高于底层水体,这表明秋冬季大量凋落的桉树叶释放出的这些芳香多酚类物质会显著促进水库黑水的形成。进一步的实验证明,鞣花酸、苯三酚和没食子酸都会与铁离子发生络合反应,生成黑色沉淀。这些结果均表明,桉树叶溶解出的芳香多酚类物质是导致水库变黑的核心因素。本研究基于分子组成层面提出了桉树人工林区水库水体泛黑形成机理,对于桉树人工林区的黑水治理和保障水库饮用水安全具有十分重要的意义。     

十八烷的裂解动力学研究(I):气态烃组分及其碳同位素演化特征

本文通过对纯烃类化合物——正十八烷的动力学模拟实验,阐述了正十八烷裂解过程中气态烃组分及其同位素的演化特征,获得了产自正十八烷的甲烷生成动力学参数。运用动力学参数将模拟实验结果外推到地质条件下,表明由烷烃裂解形成的甲烷主要生成于150～200℃(Easy%Ro介于1.0%～2.0%)的范围,裂解产生的甲烷、乙烷、丙烷的碳同位素分馏效应与Easy%Ro的关系曲线受升温速率的影响,不能直接应用于地质条件。     

南海琼东南盆地两种不同成因天然气水合物赋存的深层沉积物地球化学特征对比

对来自琼东南盆地W03和W09站位的天然气水合物分解气及其赋存沉积物的地球化学特征进行对比研究。结果表明, W03和W09站位的天然气水合物分解气分别对应以生物气为主和以热成因气为主的混合成因气, 2个站位水合物赋存的深层沉积物的地球化学特征具有显著差异。以生物成因气为主的W03站位沉积物表现出较高的总有机碳(TOC)、较低的硫酸盐含量以及较高的孔隙度,这些是产甲烷菌活跃的有利条件;同时天然气水合物富集层沉积物的饱和烃中显示出强度很高的低碳数未分离复杂化合物(UCM)鼓包(C12～C19),推测该站位沉积物中产甲烷菌活跃。以热成因气为主的W09站位沉积物中轻重烷烃指数(L/H)、姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)和n-C17/Pr等多种生物标志物特征表明,该站位在天然气水合物富集层有明显的油源烃浸染的痕迹,推测来自深部油气藏的天然气将油源烃携带到天然气水合物层位,同时该站位部分样品色谱图中显示出与油源烃微生物降解活动相关的UCM鼓包(C₁₇～C₂₁),表明油源烃在沉积物中也受到了微生物降解活动的影响。     

初次运移中的同位素分馏效应

在陆相干酪根生排烃过程中,烃类可能会发生同位素分馏效应。干酪根的热降解过程、烃类的二次裂解以及初次运移过程中的扩散都可能发生同位素分馏。下面的初次运移模拟实验通过在源岩中加入氘代的正构十五烷（n-C15D32）来研究初次运移中的同位素分馏。实验结果表明,烃类在富镜质体煤中初次运移会发生比较强的同位素分馏（在不到10 cm距离里发生了约3‰的同位素分馏）,而在丝炭和暗色泥岩的初次运移中的同位素分馏不明显。富镜质体煤有复杂的孔隙结构和较大的比表面积,Ⅲ型干酪根的热降解的区间比较宽,因此生排烃过程比较复杂,比较容易产生同位素分馏。鉴于煤系排烃的这些特点,在油—源对比中,应该考虑生排烃中可能发生的同位素分馏效应。      

低熟湖相泥质烃源岩中不同赋存状态可溶有机质的地球化学特征

烃源岩的矿物组成可能会对可溶有机质的赋存状态产生显著的影响,进而影响烃源岩的生排烃行为以及页岩油资源的勘探开发。本文对东营凹陷沙河街组两个低熟湖相泥质烃源岩进行了分级抽提实验,获取了烃源岩中不同赋存状态的可溶有机质,依次为:呈游离态的和以物理吸附在干酪根或矿物表面的可溶有机质(氯仿沥青"A")、与碳酸盐矿物紧密结合或被其包裹的可溶有机质(氯仿沥青"C")、与硅酸盐矿物或干酪根紧密结合的可溶有机质(氯仿沥青"E")。通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和傅里叶变换-离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)等分析手段,研究了各种赋存状态可溶有机质族组成、饱和烃以及极性化合物的组成及分布特征。结果显示:两种烃源岩的氯仿沥青"A"都约占总可溶有机质的90%左右,且氯仿沥青"A"和氯仿沥青"E"含量可能与总有机碳含量有关。不同赋存状态可溶有机质在族组成上存在明显的差异:自氯仿沥青"A"至"C"再至"E",饱和烃和芳烃含量依次下降,而胶质和沥青质的含量依次上升,这可能与不同矿物基质对可溶有机质的选择性吸附或富集作用差异有关。FT-ICR MS分析结果显示:中性含氮化合物主要富集在氯仿沥青"A"中,而氯仿沥青"C"和"E"中的极性化合物主要为各种强极性的含氧化合物。本工作对揭示低熟湖相泥质烃源岩中可溶有机质的富集机理具有重要意义。     

华南陆缘中生界烃源岩条件评价

华南陆缘出露的上三叠统-白垩系,累计厚度超过10 000m,露头调查未见油苗,烃源岩主要为泥岩、碳质泥岩和煤线,有机质类型以Ⅱ-Ⅲ型为主。上三叠统小水组,发育较深水的海相、Ⅱ型良好烃源岩,TOC为1.17%～5.43%;下侏罗统桥源组发育海陆过渡环境的Ⅲ型良好烃源岩,TOC为1.36%～10.37%;下侏罗统其他层系(金鸡组、银瓶山组、上龙水组、长埔组、吉水门组)发育浅海-半深海相的中等-好的烃源岩,TOC为0.5%～1.76%。烃源岩均已处于成熟-过成熟阶段。小水组、蓝塘群烃源岩品质良好,厚度巨大,在南海北部海域开展中生界烃源岩研究时,值得重点关注是否有与之相当的烃源岩层系发育。