未熟烃源岩中矿物低温催化脂肪酸脱羟生烃动力学模拟实验研究

在１５０～１６０℃和未熟烃源岩矿物的催化下,使十八烷酸脱羟生烃,用测定反应放出的ＣＯ２量随时间的变化关系直接研究了我国７个油田未熟烃源岩对脂肪酸催化脱羟生烃的动力学。由所得到的动力学参数与未熟烃源岩中碳酸盐含量的关联中发现,在低温、常压、无水条件下或低温、高压、碱性盐水条件下未熟烃源岩对脂肪酸催化脱羟生烃的动力学参数与其碳酸盐的含量有关,一般碳酸盐含量反应速率常数大,而反应活化能低。     

生油岩矿物低温催化脂肪酸脱羧生烃的活性评价

在地质低温条件下,未熟生油岩矿物催化脂肪酸脱羧生烃反应生成的ＣＯ２含量很低,因此,通过金属镍催化剂将ＣＯ２转化为ＣＨ４后再用氢离子火焰检测器检测其含量,以提高检测的灵敏度。运用该方法评价了我国七个油田未熟生油岩矿物催化脂肪酸脱羧生烃活性实验结果表明,脂肪酸在未熟生油岩矿物低温催估作用下,其脱羧率与未熟生油岩矿物中的碳酸盐及过渡金属Ｆｅ元素的含量有关。     

烃源岩催化酯生烃动力学研究——以东营凹陷沙河街组三、四段烃源岩为例

烃源岩生烃动力学广泛应用于含油气盆地烃源岩评价与勘探中。为模拟低成熟烃源岩的实际沉积环境,实验选取了抽提有机质后的东营凹陷下第三系沙河街组三、四段烃源岩为矿物催化剂,以十八烷酸甲酯为模型化合物,在高压下做矿物低温催化脂肪酸酯脱羧生烃动力学实验。求取了化学反应的动力学参数,并分析了烃源岩层段的pH值与Eh值。结果表明,矿物对脂肪酸酯的脱羧生烃具有明显的催化作用,用连串反应模型处理脂肪酸酯的水解反应基本上为一级反应,而生烃反应则基本上为零级反应。认为对于同一类型的烃源岩,其所处的氧化还原环境对有机质的生烃有较大的影响;而对于不同的烃源岩,矿物的组成则起着非常重要的作用。     

压力对未熟烃源岩低温催化脂肪酸酯水解的影响

选择十八烷酸甲酯为模型化合物,以 7种抽提有机质的未熟烃源岩为载体考察了压力对未熟烃源岩矿物催化脂肪酸酯水解反应的影响。结果表明,在未熟烃源岩低温催化脂肪酸酯的水解反应中,压力是重要的影响因素,压力效应不可忽视。7种未熟烃源岩产生了不同的压力效应,并因此引起了水解率的升高或降低。文中对压力效应产生的原因进行了探讨,认为观测到的压力效应是压力对反应促进和抑制作用共同作用的结果。     

造山的高原——青藏高原巨型造山拼贴体和造山类型

有机质丰度是传统评价烃源岩方法的重要指标,笔者认为有机粘土复合体是烃源岩有机质的主要赋存形式。有机质生烃反应是一种有机粘土化学反应,有机质脱羧基反应是有机粘土的氧化-还原反应,有机质的热解反应是一个加氢裂解过程,含有剩余C0是烃源岩的基本特征,它说明在烃源岩生烃反应中C0始终是有剩余的,不会因为C0的不足而影响烃源岩的生烃能力。笔者认为制约烃源岩生烃能力大小的不是烃源岩C0的丰度,而是氢的来源和丰度,烃源岩粘土通过吸附水分子为生烃反应提供H+能力(Br nsted酸性)的大小和时间是决定生烃潜力大小的关键。烃源岩粘土的不同催化特性是影响油气组成的重要因素,蒙皂石对甾烷的异构化有明显促进作用。     

烃源岩—流体相互作用模拟实验研究

为了探讨烃源岩与孔隙流体之间相互作用过程和机理以及有机酸的生成及其影响因素,我们开展了烃源岩-流体相互作用模拟实验研究。实验结果表明：Ⅱ型干酪根形成有机酸的能力大于Ⅰ型干酪根,水的矿化度对有机酸的形成影响甚微,随着温度升高,流体中有机酸的含量也随之增大。pH值对有机酸形成的影响非常明显,中性和碱性条件更有利于生成有机酸。其中乙酸的形成有利于碳酸盐矿物的溶解,而草酸的形成不利于碳酸盐的溶解。温度对烃源岩的影响与烃源岩的矿物组成有很大的关系,对于富碳酸盐烃源岩,Ca、Mg、Na三元素在水中的溶解量,与温度呈反相关的关系,对于贫碳酸盐烃源岩,与反应温度之间则呈现出正相关的关系。而无论碳酸盐含量高低,Si在溶液中的含量都会随着温度的升高而增大。酸性溶液对烃源岩的溶解能力最强,无论原始反应溶液的酸碱性,反应结果都最终趋于弱碱性。流体的含盐量对烃源岩中Mg的溶解影响差异较大,低盐度的流体有利于Mg溶解。     

烃源岩—流体相互作用模拟实验研究

为了探讨烃源岩与孔隙流体之间相互作用过程和机理以及有机酸的生成及其影响因素,我们开展了烃源岩-流体相互作用模拟实验研究。实验结果表明：Ⅱ型干酪根形成有机酸的能力大于Ⅰ型干酪根,水的矿化度对有机酸的形成影响甚微,随着温度升高,流体中有机酸的含量也随之增大。pH值对有机酸形成的影响非常明显,中性和碱性条件更有利于生成有机酸。其中乙酸的形成有利于碳酸盐矿物的溶解,而草酸的形成不利于碳酸盐的溶解。温度对烃源岩的影响与烃源岩的矿物组成有很大的关系,对于富碳酸盐烃源岩,Ca、Mg、Na三元素在水中的溶解量,与温度呈反相关的关系,对于贫碳酸盐烃源岩,与反应温度之间则呈现出正相关的关系。而无论碳酸盐含量高低,Si在溶液中的含量都会随着温度的升高而增大。酸性溶液对烃源岩的溶解能力最强,无论原始反应溶液的酸碱性,反应结果都最终趋于弱碱性。流体的含盐量对烃源岩中Mg的溶解影响差异较大,低盐度的流体有利于Mg溶解。     

天然矿物低温催化脂肪酸酯生烃反应动力学研究

选择十八烷酸甲酯为模型化合物,以 10种天然矿物为载体,通过动力学方法考察了天然矿物对脂肪酸酯生烃反应的催化作用.结果表明,地质低温条件下天然矿物对脂肪酸酯生烃反应具有催化作用.矿物的催化作用主要体现在对反应活化能和指前因子的影响上.粘土、碳酸盐和金属元素对于脂肪酸酯生烃反应具有不同的催化作用,碳酸盐矿物相对于粘土矿物使生烃反应的活化能降低,过渡金属化合物矿物存在时,催化反应活化能介于碳酸盐和粘土矿物之间.天然矿物的存在能够升高或降低反应指前因子.     

不同类型烃源岩排烃模式对比及差异性探究

烃源岩的排烃是准确预测含油气盆地油气资源必须涉及的一个非常重要的环节，为了得到不同有机质类型烃源岩的排烃效率、排烃机理，选取不同有机质类型烃源岩进行了黄金管模拟实验，总结了不同类型烃源岩在各演化阶段产物的变化特征与排烃效率。结果表明，烃源岩类型对总生成油与残留油中轻重烃的比例影响较大，但是对排出油中轻重烃的比例影响较低，排出油中均表现为在未熟—成熟阶段以重烃为主，在高熟—过熟阶段以轻烃为主。烃源岩的类型对生排油量的影响明显，烃源岩的类型越好，生排油量越高。Ⅰ型烃源岩的生排油量最高，Ⅲ型烃源岩最低。烃源岩类型越好，排油效率越高。Ⅲ型烃源岩排油效率低，与其生成气态烃较多、显微组分中镜质组含量较高有关。      

粘土矿物对有机质生烃的催化作用

烃源岩的有机质主要以有机粘土复合体的形式存在。有机质生烃是一种有机粘土化学反应。反应过程中,有机质与粘土之间存在质子和电子迁移,粘土通过对水分子的吸附和离解为有机质加氢裂解提供H+,而有机质生成的有机酸激活了粘土的催化活性,也为蒙皂石伊利石化反应创造了条件。烃源岩不同粘土矿物的选择性催化特征是影响油气组成的最重要因素。粘土的催化活性大小和发育时间是决定烃源岩生烃潜力大小的因素。由于烃源岩在蒙皂石伊利石化阶段具有最大的催化活性,而且与有机质生烃反应同步,因此富含伊$蒙混合层的烃源岩是世界含油气盆地的最有利烃源岩。不同地质时期的烃类地质储量与烃源岩膨胀性粘土的丰度有密切关系。