应用包裹体技术恢复气藏古压力

包裹体捕获时的温度和压力反映了油气藏形成时的古温度和古压力,是油气成藏过程研究的一个重要依据。富(CH₄)气盐水包裹体是气藏中最主要的一种包裹体类型,对这类包裹体捕获温度和压力的恢复最大的技术难点是其中气体(CH₄)含量的精确测定。通过建立CH₄气体拉曼位移值与包裹体内压的相关曲线,根据包裹体总体积和成分保持恒定的原则构建迭代计算模型,可快速准确计算出含CH₄盐水包裹体的捕获压力。该方法应用于川南隆32井中奥陶统宝塔组微晶灰岩中的包裹体古压力研究,计算结果显示包裹体的捕获压力为884.08~1249.32 bar,压力系数约为1.3~1.8,证明了包裹体捕获时地层流体为超压状态。     

松辽盆地基底石英脉中无机成因气的地球化学特征及指示意义

松辽盆地深层存在着地球内部来源的无机成因气体,但一直缺少直接的地质证据,而分析该盆地基底岩石则有望成为解决这一问题的突破口。为此,通过基底岩心样品采集、石英脉体分离、包裹体岩相学、流体地球化学分析等技术手段,研究该盆地基底岩石中的石英脉体及脉体中流体包裹体的岩相学特征、碳氢氧同位素特征,探讨石英脉及其包裹体内流体的成因,寻找深部气体向浅部运移的流体记录,并分析基底石英脉包裹体内流体的指示意义。研究结果表明:①石英脉体的氧同位素值介于8.1‰～9.5‰,为岩浆期后热液结晶形成;②石英脉中存在H₂O、H₂O—CO₂和H₂O—CO₂—CH₄共3种原生流体包裹体,完全均一温度介于320～360℃,成分以CO₂、H₂O为主,含有少量CH₄、C₂H₆、N₂、O₂、Ar;③脉体中流体包裹体内水的δ¹⁸     

流体包裹体主要成分及谱学特征研究——以塔河油区下奥陶统储层为例

通过对塔河油区下奥陶统储层的流体包裹体特征以及拉曼位移和成分特征、主要成分含量(CO₂,CH₄,H₂O等)与埋藏深度关系等研究发现:①下奥陶统储层中存在2大类8个种类及4种组合的流体包裹体;②下奥陶统储层流体包裹体以富含CO₂与CH₄烃类包裹体和H₂O—CO₂盐水包裹体为主;③在单个包裹体中,甲烷拉曼特征峰随埋藏深度总体是升高趋势,而其相对含量则为先升后降;④二氧化碳拉曼特征峰、相对含量随埋藏深度同时呈下降趋势;⑤水的拉曼特征峰随埋藏深度呈一定的非线性变化趋势;⑥气相中甲烷与二氧化碳的摩尔百分含量呈消长关系;它们均可用于推测油气捕获时的成熟度指标,而水的拉曼位移随埋深变化则可间接判断其溶液介质性质。     

塔里木盆地顺托果勒地区超深层油藏保存及影响因素：来自流体包裹体的证据

超深层领域油气相态和成藏模式是勘探研究关注的热点问题。以塔里木盆地顺托果勒地区中—下奥陶统储层包裹体为研究对象,开展了详细的包裹体岩相学、油气充注古温压恢复、流体成分、拉曼光谱等系统分析,结合油气藏地质条件,探讨顺托果勒地区超深层油藏的保存途径和影响因素。奥陶系储层发育含固体沥青烃包裹体、气液烃包裹体和干气包裹体3种类型,其中跃进—顺北地区发育含固体沥青烃包裹体和气液烃包裹体,顺南地区发育含固体沥青烃包裹体和干气包裹体。包裹体古温压恢复研究表明,顺托果勒地区至少经历两期油气充注,早期充注的原油在藏内热演化成轻质油和晚期轻质油的充注这两种途径共同决定了顺北地区超深层油藏的保存,该区经历的最高古地温(大于150℃)持续时间较短是控制油藏保存的主要因素,油藏介质环境对原油的热演化起到了一定的抑制作用,这也利于液态烃保存。     

反常辉光放电下CH4-CO2转化制合成气

在常压下，利用一种新型的反常辉光放电反应器，使CO₂重整CH₄制取合成气。实验表明，反应体系输入功率、原料气配比和流量等对反应结果有着较大影响。在常压下，当输入功率为437 W、n(CH₄)∶n(CO₂)＝4∶6及流量为140 mL/min时，CH₄和CO₂的转化率分别高达91.9％和83.2％，并且CO和H₂的选择性分别为82.4％和62.1％。通过调配原料的配比，可以得到不同n(H₂)∶n(CO)比值的合成气。     

用H2O2再生被H2S污染的天然气吸附剂

考察了吸附剂K-1对H₂S的吸附特性和H₂S滞留比对CH₄吸附能力的影响，研究了H₂O₂溶液浓度对吸附剂性能的影响，以及H₂O₂溶液氧化法在不同H₂S滞留比时吸附剂的再生效率。实验结果显示，吸附剂对H₂S具有很强的吸附能力和吸附不可逆性，滞留H₂S可导致吸附剂对CH₄吸附能力大幅下降；H₂O₂溶液浓度应控制在12% (重量分数)以下，高浓度的H₂O₂溶液会破坏吸附剂本身的孔结构，H₂O₂溶液氧化法对H₂S污染型，尤其是低污染型吸附剂具有很好的再生效果。通过对重复再生吸附剂的结构参数和再生产物的分析，讨论了H₂O₂溶液氧化法的再生机理。     

CO2和CH4的转化与气田的关系之我见

长期以来，在石油地质研究领域对CO₂与CH₄的转化关系及其转化成因尚无统一的定论。一般只将CO₂作为生油还原环境的参数指标之一。因此在油气田勘探研究中，常将CO₂在储存空间的保存完好性作为判定生、储油气层保存完好性的指标，这样CO₂在油气田勘探阶段中仅作为寻找油气藏的一个线索。但在如下几种条件：①存在CO₂催化剂（触媒剂）；②存在H₂及H₂的化合物；③具备一定的温度和压力条件；④处于特定的保存条件下，则CO₂可以转化为CH₄及烃类，或者CH₄及烃类能够转化为CO₂。由此认为，CO₂可作为勘探开发大气田的指示气体，而且在发现有高含量和高产量的CO₂气井地区内，有可能勘探到丰富的天然气资源。     

等离子体作用下CH4-CO2重整制取合成气工艺过程数值模拟

随着温室气体CH₄与CO₂排放量的逐年增加，全球气温上升、全球变暖加剧。CH₄-CO₂重整(CRM)能够有效降低温室气体的排放量，且重整产物为合成气(CO和H₂)，能提高碳资源的利用率。通过CRM装置完成了反应过程及产物分析，结合流体仿真软件Fluent与化工模拟软件Chemkin模拟揭示了等离子体作用下CRM制合成气反应过程中进料速率、进料比(n(CO₂):n(CH₄))及等离子体功率对反应器内部温度场与浓度场分布的影响规律。结果表明，随着进料速率提高，物流在反应器内涡流作用加剧，导致反应器底部温度变高，CH₄所参与副反应的平衡向正方向移动，参与主反应的CH₄减少，对CO、H₂的选择性降低。相同进料速率下，进料比越大，目标产物产量越高，过量的CO₂发生副反应，导致CO的增量大于H₂的增量。大功率等离子体提供的高温环境会促进C...     

天然气藏中CH4—H2O—NaCl体系不混溶包裹体群捕获温压恢复及应用

CH₄-H₂O-NaCl体系不混溶包裹体群被广泛应用于恢复天然气成藏期的捕获温度及压力。前人提出了针对富气端元包裹体和富水溶液端元包裹体的不同的捕获温压恢复方法。为对比2类包裹体捕获温压恢复的效果,在对前人方法进行梳理的基础上,以四川盆地南部YA井志留系龙马溪组黑色页岩中的石英—方解石为例,通过详细的岩相学分析,选择同一FIA（流体包裹体组合）的富气端元包裹体和富水溶液端元包裹体进行了捕获温度、压力恢复。结果表明：同一FIA的2类包裹体恢复的捕获温度、压力结果分布范围基本一致,呈现出捕获温度变化范围较窄（212.0~220.7 ℃）但捕获压力变化范围较大（90~152 MPa）的特点,表明流体压力在石英—方解石形成时可能存在较大的波动。上述流体压力的波动可能受脉体形成时有机质裂解增压以及裂隙多次张开—愈合的综合影响。     

深源CO2对沉积盆地油气成藏的影响

深部地壳和沉积盆地中已经有大量深部来源的CO₂被发现,这些CO₂的存在已经对油气的成藏产生了重大影响。研究表明,在地质条件下,CO₂不仅能与H₂发生费托反应生成烃类物质,还可以被Fe₂SiO₄还原为CH₄;地球深部的这些CO₂是以超临界状态存在的,这种状态的CO₂可以大量吸附和溶解壳幔中分散的有机质,并促使其运移;CO₂还能与盆地流体构成酸性介质,溶解盆地中的碳酸盐矿物和铝硅酸盐矿物,显著改善储层物性。加强这方面研究,不仅对于油气的勘探开发有重大指导作用,而且对于油气资源评价也有深远影响。     

活性炭/金属有机骨架复合吸附材料的制备及其CH4/N2吸附分离性能研究

煤层气富含甲烷(CH₄),但井下抽采时会混入大量空气导致CH₄浓度低、利用难度大,因此富集提浓并高效利用低浓度煤层气的关键是实现CH₄与氮气(N₂)的高效分离。以三水硝酸铜(Cu(NO₃)₂·3H₂O)和异烟酸(HINA)为原料,通过逐步合成法制备了活性炭/金属有机骨架(AC/MOFs)复合吸附材料,通过X射线衍射、热重分析和扫描电子显微镜等进行了表征,并研究了气体吸附性能、选择性以及吸附热。结果表明,制备的AC/Cu(INA)₂复合材料具有AC和Cu(INA)₂的特征衍射峰,并且观察到了Cu(INA)₂在AC上的生长。AC/Cu(INA)₂复合材料在100 kPa、298 K下的CH₄吸附量为12.6 cm³/g,CH₄/N₂选择性为5.5(比原材料AC提升了...     

铈量法分析H2O2的含量

基于钛硅分子筛—过氧化氢(H₂O₂)体系和铈量法开展了H₂O₂滴定分析的研究,对比了手动滴定和自动电位滴定的精确度,考察了溶液pH、H₂O₂加入量、H₂O₂放置时长以及样品处理方式对钛硅分子筛-H₂O₂体系中H₂O₂含量分析的影响。实验结果表明,自动电位滴定法测定H₂O₂精确度较高,且重复性较好,同时为钛硅分子筛-H₂O₂体系中H₂O₂的含量提供了1种简单、快速、低成本的分析方法。     

CO2置换法开发不同体系CH4水合物的实验

CO₂置换法引起了许多研究者的注意，该方法能够使CH₄水合物开发和CO₂气体的长期储存同时进行，是一种开发CH₄水合物的新方法。在自行设计的反应装置中考察了3.25 MPa压力下，温度271.2 K、273.2 K和276.0 K时CO₂气体置换十二烷基硫酸钠（SDS）体系和纯水体系CH₄水合物中CH₄的置换过程。实验表明：提高温度有利于置换反应的进行；SDS体系的置换速率比纯水体系的置换速率高。276.0 K、3.25 MPa时，SDS体系和纯水体系100 h的置换效率分别达到6.93% 和14.50%。由于水合物相中静态水的存在，置换反应过程中，CO₂的消耗量与CH₄水合物的分解量并不是1∶1的关系。基于实验结果，简单地分析了CO₂置换CH₄水合物中CH₄的置换机理。     

活性炭的微孔结构对其选择性吸附CH4/N2混合气中CH4的影响

活性炭因其具有较高的选择吸附性和吸附容量已被广泛应用于CH₄/N₂的吸附分离研究,影响活性炭选择吸附性和吸附容量的主要物理参数之一是其微孔结构,准确地表征活性炭的微孔结构并阐明其与活性炭选择性吸附CH₄/N₂混合气中CH₄的内在联系至关重要。为此,结合常温气体吸附法和分子探针技术,采用吸液驱气法表征了6种活性炭的微孔孔径分布,结合动态法测量得到CH₄/N₂分离因子,并借此分析了活性炭的微孔结构对其选择性吸附CH₄/N₂混合气中CH₄的影响。结果表明：①与77 K条件下N₂吸附法测试结果相比,吸液驱气法能够测量到活性炭中更小尺寸的孔;②活性炭样品微孔孔径分布不同,其CH₄/N₂分离因子也不相同;③活性炭孔径小于0.48 nm的微孔对其选择性吸附混合气CH₄/N₂中的CH₄起着非常重要的作用。结论认为,吸液驱气法可为研发吸附分离CH₄/N₂的吸附剂提供更为准确的基础数据。     

甲烷等离子体裂解制氢制碳的影响因素研究

甲烷(CH₄)等离子体裂解是一种很有前景的制氢方法。采用针-针式纳秒脉冲火花放电方法研究了放电功率、CH₄含量、CH₄流量、反应温度以及不同背景气氛等对CH₄转化和产物分布的影响，并采用TEM与Raman方法对产物纳米碳的形貌和结构进行表征分析。结果表明：CH₄放电裂解产物主要是氢气(H₂)、纳米碳(C)和乙炔(C₂H₂),另有少量的乙烷(C₂H₆)和乙烯(C₂H₄)生成；在30 mL/min的CH₄/Ar总气体流量和10%的CH₄初始体积分数下，输入60 W功率时实现了CH₄转化率83.56%和H₂选择性70.28%。放电功率的增大有助于CH₄的完全裂解，促进H₂和C的生成；而随着CH_...     

东胜地区直罗组砂岩型铀矿包裹体特征与铀矿成因研究

鄂尔多斯盆地东胜地区直罗组含铀矿层位中流体包裹体均一温度和成分的测定及荧光分析表明,东胜地区至少存在三期有机流体充注与运移,流体特征总体反映出烃类从早期到晚期由低成熟到高成熟的演化过程。包裹体成分中含有大量CO₂、烃类物质(CH₄与C₂⁺)和还原性气体(H₂S与H₂),含矿砂岩中有丰富的碳酸盐胶结物。这说明还原环境为铀的沉淀、富集提供了有利的成矿介质环境条件,CO₂与碳酸盐对东胜地区铀的迁移与沉淀起了重要作用,烃类与铀成矿具有密切的联系。包裹体均一温度及其他证据显示,本区曾经历过明显的热事件。该热事件的发生与早期铀矿形成的时间相近,对铀矿的形成有重要贡献。     

CH4、CO2与稀有气体溶解度的估算模型及其地质应用

CH₄、CO₂、稀有气体的溶解度模型在地球科学领域应用广泛。它们的溶解度模型在研究流体包裹体的均一化压力、古气温变化、天然气运移与聚集规律、富氦天然气成藏、储层中气—水体积比等方面发挥着重要作用。主要综述了纯水与NaCl水溶液中CH₄、CO₂、稀有气体溶解度研究的新进展。重点介绍了精度高且适用性广的模型的建立过程及其适用范围,并给出了部分模型的计算结果。包括：①0~250 °C、0.1~200 MPa、0~6.0 mol/kg NaCl溶液中CH₄的溶解度模型;②0~450 °C、0.1~150 MPa、0~4.5 mol/kg NaCl溶液中CO₂的溶解度模型;③0~80 °C范围内大气稀有气体溶解度与亨利常数的计算模型;④纯水中稀有气体亨利常数计算模型;⑤0.1 MPa、0~65 °C、0~5.8 mol/kg NaCl溶液中稀有气体的溶解度模型。CH₄与CO₂的溶解度模型复杂,但精度高,适用范围广。稀有气体溶解度模型的精度相对较低,适用范围相对较小,有待进一步提高与改进。CO₂—稀有气体—水体系中,低密度的CO₂对稀有气体溶解度的影响较小,而高密度的CO₂对稀有气体的溶解度有较大的影响。目前还无法判断CH₄—CO₂—稀有气体共存时对彼此溶解度的影响程度,其混合气的溶解度模型需要加强研究。     

微型流化床中萘催化裂解生成H2和CH4反应动力学研究

生物质气化是生物质能代替化石能源中最具吸引力的方法之一,而生物质气化焦油中萘是最稳定、难以分解的环烃之一。选取萘作为气化焦油模型化合物,利用浸渍法制备了Cu/Ni负载橄榄石催化剂(15Ni/O、9Cu/6Ni/O、15Cu/O),在微型流化床反应器(MFBRA)中,采用模型拟合法计算了萘催化裂解生成H₂和CH₄的动力学参数,评价了双金属催化剂的性能。结果表明,所选的机理函数G(16)、G(20)和G(24)均满足不同催化剂催化裂解萘生成H₂和CH₄的反应。不同CuO和NiO质量分数的催化剂H₂的生成活化能(E_a)值大小顺序为SiO₂> 15Ni/O>橄榄石> 15Cu/O> 9Cu/6Ni/O,CH₄的E_a值大小顺序为橄榄石> 15Ni/O> SiO₂> 9Cu/6Ni/O> 15Cu/O。萘在9Cu/6Ni/O催化剂上裂...     

地质体中天然氢气成因识别方法初探

氢气作为一种清洁能源,已得到国内外越来越多的重视。近年我国加快氢能经济建设,对氢气的生产与储存提出了较高的要求。目前氢气的主要获取方式为人工制取氢气。了解自然界中是否存在高含量氢气,其成因如何,是能否发现并利用天然氢气的前提所在,但能否持续获得天然氢气,目前研究较弱。对氢气成因的判别,特别是深源成因与浅源成因主要依靠伴生稀有气体同位素组成特征进行判断,而部分天然气难以测定稀有气体,给氢气成因识别带来了困难。基于不同构造部位氢气及伴生气的含量、同位素组成等分析测试结果,分析美国堪萨斯(Kansas)盆地高含量氢气的持续时间和含量变化特征。并提出了基于甲烷—氢气含量关系与氢气氢同位素组成的氢气成因判别方法,降低了氢气成因识别的难度。认为地下条件下存在氢气补充机制,可以持续获得高含量天然氢气,板块碰撞带周边是高含量氢气的有利分布区。可以以氢气的氢同位素组成-700‰(VSMOW)和ln (CH₄/H₂)值划分氢气来源：壳源氢气的δD值一般大于-700‰,而ln (CH₄/H₂)值小于-8;幔源氢气的δD值一般小于-700‰,而ln (CH₄/H₂)值大于-4;富CO₂流体在地表被氧化后剩余的氢气,其δD值大于-700‰,而ln (CH₄/H₂)值大于-8;深源富氢流体在地表被氧化后,剩余氢气的δD值小于-700‰,而ln (CH₄/H₂)值小于-4。该方法可以在不测定稀有气体组分及同位素组成的条件下,对氢气成因进行快速分类。     

CH4和CO2偶联直接合成乙酸的研究进展

CH₄和CO₂偶联直接合成乙酸是典型的绿色化学反应之一，但是也是一个热力学不利的过程，实现该反应是化学工程与技术的巨大挑战。CH₄和CO₂作为性质稳定的化合物，在温和条件下的活化与转化是催化领域的难题。综述了近年来国内外CH₄和CO₂偶联直接合成乙酸的研究进展，重点介绍了克服热力学不利的方法、反应机理以及催化剂研发等方面的工作，分析了构建高性能催化剂可行的方向，展望了CH₄和CO₂偶联直接合成乙酸的未来发展方向，并提出了相关建议。