碳酸盐岩生烃机制及评价研究中的几个问题

本文探讨了当前海相碳酸盐岩生烃机制及基评价研究中的几大技术难题，提出高过成熟碳酸盐岩残余有机碳恢复系数和残余生烃潜力恢复系数，干酪根芳核平均结构尺寸可作为前泥盆系相碳酸盐岩新的热演化衡量标尺，它与镜质体反射率有良好线性关系，高演化阶段碳本以岩包裹体有机质仍能产生部分液态烃类，从而构成“三段式生烃模式”。     

碳酸盐署生烃机制及评价研究中的几个问题

本文探讨当前海相碳酸盐岩生烃机制及其评价研究中的几大技术难题。提出高、过成熟碳酸盐岩残余有机碳恢复系数和残余生烃潜力恢复系数；干酪根芳核平均结构尺寸可作为前泥盆系海相碳酸盐岩新的热演化衡量标尺，它与镜质体反射率有良好线性关系；高演化阶段碳酸盐岩包裹体有机质仍能产生部分液态烃类，从而构成“三段式生烃模式”。     

柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩

柴达木盆地北缘是柴达木盆地三大油气区之一,其源岩为早、中侏罗世煤系地层.烃源岩有机质类型以Ⅲ1型和Ⅱ型干酪根为主,Ⅰ2型干酪根仅在局部地区有分布.通过对柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩中不同类型干酪根的13C核磁共振研究,指出了研究区Ⅰ2、Ⅱ、Ⅲ1型干酪根的化学结构特征以及化学结构中"芳构碳"、"油潜力碳"与"气潜力碳"的相对含量,据此从定量分析的角度对不同类型干酪根的生油气贡献作了评价.Ⅰ2、Ⅱ、Ⅲ1型干酪根的生烃能力依次减弱,对生油的贡献也依次减弱,且生成油气的比例不同,Ⅰ2、Ⅱ型干酪根以生油为主,Ⅲ1型干酪根则以生气为主.     

柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩

柴达木盆地北缘是柴达木盆地三大油气区之一,其源岩为早、中侏罗世煤系地层.烃源岩有机质类型以Ⅲ1型和Ⅱ型干酪根为主,Ⅰ2型干酪根仅在局部地区有分布.通过对柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩中不同类型干酪根的13C核磁共振研究,指出了研究区Ⅰ2、Ⅱ、Ⅲ1型干酪根的化学结构特征以及化学结构中"芳构碳"、"油潜力碳"与"气潜力碳"的相对含量,据此从定量分析的角度对不同类型干酪根的生油气贡献作了评价.Ⅰ2、Ⅱ、Ⅲ1型干酪根的生烃能力依次减弱,对生油的贡献也依次减弱,且生成油气的比例不同,Ⅰ2、Ⅱ型干酪根以生油为主,Ⅲ1型干酪根则以生气为主.     

用~(13)CNMR CP/MAS波谱表征干酪根的性质

用固体~(13)C核磁共振(NMR)交叉极化(CP)魔角旋转(MAS)波谱技术,研究大庆地区不同类型与成熟度的20个干酪根样品的性质;根据7种化学结构与干酪根有关的模型物质的化学位移数据,总结干酪根NMR谱中脂碳与芳碳谱带峰型的变化规律,提出除视芳碳率f_a外,脂碳和芳碳峰的峰高与半峰宽之比h_1/B_1与h_2/B_2,与干酪根的结构密切相关,是表征干酪根类型与成熟度的良好参数。实验表明,干酪根的芳碳率、环缩合指数,以及h_1/B_1,h_2/B_2与H/C之间有很好的线性关系。据此提出了用f_a划分干酪根类型的具体指标,并用h_1/B_1与h_2/B_2作图以表征干酪根的类型及其演化途径。     

用13CNMR CP/MAS波谱表征干酪根的性质

用固体¹³C核磁共振(NMR)交叉极化(CP)魔角旋转(MAS)波谱技术,研究大庆地区不同类型与成熟度的20个干酪根样品的性质;根据7种化学结构与干酪根有关的模型物质的化学位移数据,总结干酪根NMR谱中脂碳与芳碳谱带峰型的变化规律,提出除视芳碳率f_a外,脂碳和芳碳峰的峰高与半峰宽之比h₁/B₁与h₂/B₂,与干酪根的结构密切相关,是表征干酪根类型与成熟度的良好参数。实验表明,干酪根的芳碳率、环缩合指数,以及h₁/B₁,h₂/B₂与H/C之间有很好的线性关系。据此提出了用f_a划分干酪根类型的具体指标,并用h₁/B₁与h₂/B₂作图以表征干酪根的类型及其演化途径。     

柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩干酪根13C核磁共振研究

柴达木盆地北缘是柴达木盆地三大油气区之一,其源岩为早、中侏罗世煤系地层.烃源岩有机质类型以Ⅲ₁型和Ⅱ型干酪根为主,Ⅰ₂型干酪根仅在局部地区有分布.通过对柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩中不同类型干酪根的¹³C核磁共振研究,指出了研究区Ⅰ₂、Ⅱ、Ⅲ₁型干酪根的化学结构特征以及化学结构中“芳构碳”、“油潜力碳”与“气潜力碳”的相对含量,据此从定量分析的角度对不同类型干酪根的生油气贡献作了评价.Ⅰ₂、Ⅱ、Ⅲ₁型干酪根的生烃能力依次减弱,对生油的贡献也依次减弱,且生成油气的比例不同,Ⅰ₂、Ⅱ型干酪根以生油为主,Ⅲ₁型干酪根则以生气为主.     

抚顺油页岩热解成烃机理——固体~(13)C核磁波谱技术的应用

用高场(75.46MHz)固体~(13)C NMR波谱仪研究了抚顺油页岩在不同终温下热解时油母质的化学结构变化。在应用交叉极化魔角旋转技术的同时,采用了旋转边带全抑制技术,取得了高分辨的波谱;采用偶极相移技术,取得了带质子与不带质子碳的定量数据;又采用了旋转边带分析技术,取得了高芳碳含量油母质中芳碳的结构组成信息。由此得出了热解过程中不同结构的碳分布与芳碳率、芳氢率、芳氢取代率、未取代芳核假想氢碳比等结构参数。据此,对油页岩油母质的热解成烃机理进行了讨论。     

应用13C核磁共振波谱分析吐哈盆地干酪根结构变化

吐哈盆地是中国较大的煤系含油气盆地之一,成烃母质大多处于低成熟阶段。为研究油气形成过程中干酪根大分子结构的变化,对盆地侏罗系八道湾组的煤与碳质泥岩干酪根,进行了热解实验,借助于13C核磁共振波谱分析,研究了不同成熟度下干酪根结构的特征与变化。结果表明,随热演化程度的增加,煤与碳质泥岩干酪根中的脂肪族类明显降低、氧接芳碳脱落、芳香结构轻微缩合,在低成熟演化阶段表现尤为明显。脂肪链中亚甲基次甲基含量大于甲基含量,是吐哈盆地轻质低成熟油储量多于低成熟气的主要原因。     

论干酪根芳碳率的石油地球化学意义

干酪根的元素构成中,主成分为碳原子。因此,要探讨干酪根的性质,就必须研究干酪根中碳原子的化学构成。干酪根中碳原子的结构虽然十分复杂,但按其基本化学性质进行区分,可以归属于芳族结构、脂族结构与杂原子非烃结构三类,其中第三类的数量较少。所谓干酪根的芳碳率(Aromaticity),即干酪根中芳族结构碳占总碳含量的分率,以f_(ar)表示,即:     

STUDY OF STRUCTURAL FEATURE OF PEAT, LIGNITE AND HUMIC ACID BY SOLID STATEl3C NMR SPECTROSCOPY

Four low rank coals (peat and lignite) and their derived humic acids have been investigated by the^l3C CP/MAS/TOSS NMR technique. The NMR analysis indicates that the peat contains a significant amount of unaltered plant components including cellulose, hemicellulose, lignin, waxes, and resins.

Variable contact time and dipolar dephasing experiments were performed on each sample. The data from above experiments, together with normal CP/MAS integration over selected chemical shift range, were used to derive 12 parameters of carbon skeletal structure including the aromaticity.From the ratio of aromatic bridgehead carbons, f_a^cp, to the aromatic peripheral carbons, f^cpxBp as measured by NMR, the aromatic cluster size may be estimated for each coal.     

STUDY OF STRUCTURAL FEATURE OF PEAT,LIGNITE AND HUMIC ACID BY SOLID STATEl3C NMR SPECTROSCOPY

Abstract

Four low rank coals (peat and lignite) and their derived humic acids have been investigated by the^l3C CP/MAS/TOSS NMR technique. The NMR analysis indicates that the peat contains a significant amount of unaltered plant components including cellulose, hemicellulose, lignin, waxes, and resins.

Variable contact time and dipolar dephasing experiments were performed on each sample. The data from above experiments, together with normal CP/MAS integration over selected chemical shift range, were used to derive 12 parameters of carbon skeletal structure including the aromaticity.From the ratio of aromatic bridgehead carbons, f_a ^cp, to the aromatic peripheral carbons, f^cpxBp as measured by NMR, the aromatic cluster size may be estimated for each coal.     

SOLID STATE 13 C NMR STUDY OF CHINESE COALS

Ten coals of different metamorphic degree have been investigated by the use of ¹³ C CP/MAS NMR technique, of which the spin-lattice relaxation, variable contact time and dipolar dephasing experiments were performed on each coal. The data from above experiments, together with normal CP/MAS integration over selected chemical shift ranges, were used to derive 12 parameters of carbon skeletal structure including the aromaticity. These parameters are correlated with carbon content (weight per cent) in coal and we find that there are close relations between the NMR parameters and metamorphic degree of coals- From the ratio of aromatic bridgehead to aromatic peripheral carbons as measured by NMR, the aromatic cluster size may be estimated for each coal.     

SOLID STATE 13 C NMR STUDY OF CHINESE COALS

ABSTRACT

Ten coals of different metamorphic degree have been investigated by the use of ¹³ C CP/MAS NMR technique, of which the spin-lattice relaxation, variable contact time and dipolar dephasing experiments were performed on each coal. The data from above experiments, together with normal CP/MAS integration over selected chemical shift ranges, were used to derive 12 parameters of carbon skeletal structure including the aromaticity. These parameters are correlated with carbon content (weight per cent) in coal and we find that there are close relations between the NMR parameters and metamorphic degree of coals- From the ratio of aromatic bridgehead to aromatic peripheral carbons as measured by NMR, the aromatic cluster size may be estimated for each coal.     

干酪根的差示扫描量热法(DSC)的研究

作者以抚顺、茂名、黄县油页岩干酪根和黄县褐煤有机质为试样,采用差示扫描量热法(DSC).对干酪根的热演化进行研究,并根据干酪根结构参数的变化,讨论其母质类型及油气生成潜力.      

莺―琼盆地原油类型划分及成因探讨

莺歌海盆地乐东和东方地区、琼东南盆地崖13-1构造原油的Mango轻烃参数和同位素组成有明显差异,这可能是油源不同或原油成藏分异效应不同所致。该两盆地原油的芳烃组成和分布也有差异,琼东南盆地原油高含联苯系列化合物,莺歌海盆地原油反之。将乐东和东方地区原油的类异戊二烯烃相互对比,发现同一盆地不同地区原油之间在成因上可能存在差别。东方1-1-5和乐东20-1-2井原油的脂肪酸组成和分布明显不同,前者以正构脂肪酸为主和低碳数化合物占优势;后者富含类异戊二烯酸和正构脂肪酸中高碳数化合物占有较高比例:表明两者成油母质的生源和沉积环境可能有差别。     

原油热演化程度与碳同位素组成变化关系

通过开展对未成熟干酪根的热模拟实验,测定干酪根在不同演化阶段产出液体烃的碳同位素组成.阐明由于演化影响导致原油中碳同位素分馏的原因,并结合模拟实验结果验证和解释了地层中母岩干酪根和所产原油在高成熟阶段碳同位素组成发生“逆转”的现象,同时,提出利用碳同位素对多产层地区油/油源对比中,必须注意演化程度要在相同的演化阶段才有可比性,特别在高成熟地区,否则有可能导致错误判断.     

基于预加氢的煤焦油重质馏分油供氢性能研究

对煤焦油重质馏分油进行预加氢处理,利用红外光谱、核磁共振和元素分析等方法,从分子结构角度深入探讨煤焦油重质馏分油的理化性质和供氢性能的变化规律。结果表明,通过预加氢处理,煤焦油重质馏分油的芳碳率（fa）由加氢前的0.89下降到加氢后的0.80,芳环取代度（σ）由加氢前的0.12提高到0.20,供氢指数（PDQI）由3.21 mg/g提高到4.02 mg/g;预处理后的煤焦油重质馏分油在煤油共炼中的氢耗由4.03%下降到3.74%,转化率和油产率均得到提高,产物油中的沥青质含量明显下降,油品质量有明显改善。     

华北晚古生代煤的交叉极化/魔角自旋碳-13核磁共振研究

用固体高分辨¹³C核磁共振技术,研究不同变质程度的天然煤样和人工模拟煤样的化学结构演化规律,揭示了煤化过程中煤的结构演变控制着烃类生成的机理。