干酪根分子结构在低熟阶段的演化特征：基于红外光谱分析

为研究低熟气形成过程中大分子结构的变化情况,对吐哈盆地侏罗系八道湾组的煤与碳质泥岩干酪根在不同升温速率下进行了热解实验,借助于红外光谱分析,研究了不同热模拟温度下干酪根结构的特征与变化。结果表明,随热演化的进行,煤与碳质泥岩干酪根的芳香结构不断缩合,含氧官能团不断脱落,碳质泥岩干酪根中的脂肪族类有所降低。吐哈盆地低熟气主要来源于煤与碳质泥岩干酪根中的含氧官能团--羧基与甲氧基,以及碳质泥岩干酪根上的脂肪族。从干酪根结构上揭示了低熟气主要来源于Ⅲ型有机质的原因。     

鄂尔多斯盆地煤显微组分的micro—FTIR研究

采用显微傅利叶红外光谱（ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ）技术研究了鄂尔多斯盆地不同煤级中基质镜质体,丝质体,藻类体,角质体,孢子体及树脂体的化学组成与结构演化特点,研究结果表明,随煤级增加,煤显微组分中脂族结构成分先后后减,含氧官能团减少,芳烃富集且芳环缩合度增加;在相同的热演化程度下,丝质体基质镜质体和类脂组含更多的芳香结构成分和较少的脂族结构成分,及具更高的芳香缩合度,而基质镜质体又较类脂组含更多Ｃ＝Ｃ     

鄂尔多斯盆地煤显微组分的micro-FTIR研究

采用显微傅利叶红外光谱（ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ）技术研究了鄂尔多斯盆地不同煤级煤中基质镜质体、丝质体、藻类体、角质体、孢子体及树脂体的化学组成与结构演化特点．研究结果表明,随煤级增加,煤显微组分中脂族结构成分先增后减,含氧官能团减少,芳烃富集且芳环缩合度增加;在相同的热演化程度下,丝质体较基质镜质体和类脂组含更多的芳香结构成分和较少的脂族结构成分,及具更高的芳香缩合度,而基质镜质体又较类脂组含更多ＣＣ／ＣＨ,且基质镜质体中含较多的ＡｒＯＡｒ,ＣＯＣ等交链结构．反射式ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ具制样简单、快速准确等优点,且能进行单组分分析,无须分离样品,具透射式ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ和粉末红外光谱无可比拟的优越性,是煤及源岩显微组分微区化学分析的有力工具．     

烃源岩显微组分的显微傅利叶红外光谱研究

采用显微傅利叶红外光谱（Ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ）研究了源岩中三个系列显微组分包括陆生高等植物成因的镜质体、丝质体、木栓质体、孢子体、角质体,水生动物成因的笔石、几丁虫及热演化过程中次生的组分沥青等的化学组成与结构演变特征。研究表明,所有显微组分随其演化程度增高,脂族链变短,含氧官能团减少,芳烃富集且芳环缩合度增加。镜质体含丰富的芳烃ＣＣ,壳质组含丰富的脂族烃Ｃ—Ｈｘ,笔石、几丁虫含丰富的含氧官能团和氧桥（Ｃ—Ｏ—Ｃ及Ａｒ—Ｏ—Ａｒ等）,沥青的脂族烃Ｃ—Ｈｘ含量介于壳质组与镜质体之间,丝质体含丰富的芳烃ＣＣ及氧桥。     

泥炭藓煤热模拟系列二阶导数红外光谱研究

泥炭藓煤热模拟系列二阶导数红外光谱研究彭文世，陈德玉（中国科学院广州地球化学研究所．广州５１０６４０）关键词泥炭藓煤，热模拟，二阶导数红外光谱许多科学家曾用红外光谱技术研究过煤和干酪根的热演化问题：详细讨论了不同变质程度的煤和沥青的红外光谱［１］；利...     

煤岩显微组分热解气相色谱特征与化学结构剖析

煤结构是目前地球化学研究领域中的一个难点，但却具有极其重要的理论及实际意义，本文采用分步热解气相色谱技术将树皮体，镜质体和丝质体分解为分子量较小的可测定的有机化合物，在此基础上，据不同温度下热解产物的组成特征来还原显微组分的化学结构，实验结果表明，煤显微组分主要由四大类官能团组成，一是热稳定性较低的NOS杂原子官能团；二是脂族（脂链、脂环）结构；三是苯、烷基苯（甲苯、二甲苯）、萘等芳香族化合物，四是热稳定性很高的难以分解的稠环芳烃。上述四类化合物集中于显微组分的不同结构简单中，树皮体和镜质体结构单元外侧主要由热稳定性较低的杂原子化合物以及分子量较小的苯和烷基苯组成，而丝质体结构单元外侧则主要以短链脂族结构为主，三组分结构核部由热稳定性很高的难以分解的稠环芳烃组成。连结核部稠环芳烃与结构单元外侧杂原子等官能团的主要是热稳定性较高的脂链结构，煤显微组分热成烃主要按结构中各官能团键的强弱随热演化程度的加深依次脱除，生成油气，基本上属平行独立依次反应机制，亦“官能团脱除型”，此外，还包括少量的长链脂族结构裂解为短链脂肪烃的“解聚”过程。     

烃源岩有限空间温压共控干酪根演化特征——来自红外光谱的证据

烃源岩的生烃反应是在其限定的孔隙空间中承受高静岩压力和流体压力下进行的。然而受实验装置和条件的限制,传统的高压釜密闭空间生排烃模拟实验都是在一个低流体压力、无静岩压力、较大的生烃空间下进行的,与实际地质情况差异较大。利用无锡石油地质研究所研制的地层孔隙热压生排烃模拟仪,选用泌阳凹陷泌核三段未成熟灰色泥岩分别进行有限空间和常规高压釜方式加水模拟实验,从实验残渣中提取干酪根进行傅里叶变换红外光谱对比研究,选取脂肪度参数、芳香度参数、含氧度参数等作为特征参数,研究表明:1)伴随着脂族结构裂解、含氧基团脱落及芳香结构缩合,干酪根演化明显呈现出缓慢生油→快速生油→结束生油三个阶段;2)脂肪度参数和脂链长度及支链化程度参数表明,常规加水模拟条件下有机质的热裂解反应更为剧烈,在成熟度为0.92%时达到生油高峰,之后大幅衰减,而有限空间热压模拟在成熟度为2.0%时仍伴随有较强的生烃能力;3)烃源岩有限空间热压模拟条件下饱和烃的芳构化程度更低,这可能与其限定空间内较高的流体压力有关;4)含氧度在成熟中期间歇的轻微增大,暗示水对干酪根生烃过程中也许有重要的作用。两种模拟方式下干酪根不同的演化特征说明其在生烃反应机理上存在较大的差异,相对于常规高压釜模拟系统,较高的孔隙流体压力、压实作用、生烃空间与高温高压液态水的共同作用明显延缓了有限空间热压模拟干酪根热演化,更接近地质实际。     

次火山热变质煤的物理测试特征

样品采自伊敏褐煤盆地中一个因次火山活动形成的烟煤区,包含了从褐煤到瘦煤的变质系列。红外光谱分析表明,煤的含氧基团在褐煤阶段已开始消失,烷基和芳环同步增加,在R°=1.10%时达最大值。顺磁共振自由基浓度和X-衍射参数La/Lc介于区域变质煤和岩浆接触热变质煤之间,芳核外官能团的热演化超前于芳核骨架及R°的演化。      

次火山热质炮的物理测试特征

样品采自伊敏褐煤盆地中一个因次火山活动形成的烟煤区，包含了从褐煤到瘦煤的变质系列。红外光谱分析表明，煤的含氧基团在褐煤阶段已开始消失，烷基和芳环同步增加，在Ｒ＾Ｏ＝１．１０％时达最大值。顺磁共振自由其浓度和Ｘ－衍射参数Ｌａ／Ｌｃ介于区域变质和岩浆接触热变质煤之间，芳核外官能团的热演化超前于芳核骨架及Ｒ＾ｏ的演化。     

吐哈盆地侏罗纪煤中主要组分结构特征与生烃性分析

在高纯度煤岩显微组分分离富集的基础上,应用透射式显微傅里叶红外光谱技术 (Micro FTIR),对吐哈盆地侏罗纪煤中的主要组分-镜质体、丝质体、角质体、藻类体的结构组成进行了测定。结果表明 :藻类体主要由长链脂族结构组成,芳香结构含量相对较少;角质体和基质镜质体中含有较丰富的芳香结构以及长链脂族结构;而丝质体则主要由芳香结构组成,脂族结构含量很少。显微组分的这种结构特征决定了藻类体具有很高的生烃潜力、角质体和镜质体的生烃潜力中等、而丝质体的生烃潜力则很低。对于吐哈盆地煤成油来说,由于藻类体主要由长链脂族结构组成,并且生烃潜力也高,因此其具有高的液态烃产率、丝质体的产油率最小、角质体和镜质体的液态烃产率中等。由于镜质体是本区煤中含量最高的组分。因此,对于吐哈盆地所形成的具有工业规模的油田来说,镜质体应该是主要的贡献组分之一。但对于富含藻类体的厚层状烛藻煤,由于它类型好,品质高、生烃潜力大、以中长链脂族结构为主,是煤成油最理想的源岩。