沉积盆地超深层有机- 无机复合生烃机理及地质模式

全球范围内超深层油气的不断发现,对经典的生烃理论提出了挑战,外源氢加入的有机-无机复合生烃过程引起了广泛关注。基于地质观察统计数据,分子氢在沉积盆地中分布广泛,形成机制复杂。在地质环境中,水和水-岩反应、深部流体等途径产生的无机氢是最主要的外部氢源。可控加氢模拟实验揭示了沉积盆地的氢逸度水平是调控烃类产物生成的重要因素之一,并且干酪根的加氢裂解是沉积盆地中易于发生的生烃过程。外源氢介入生烃过程的前提是环境氢逸度大于沉积有机质本身的氢逸度,其有效范围受生烃母质化学组成和结构的制约,约起始于生油高峰之后,约终止于沉积有机质H/C=0.3之时。亦即,有机-无机复合生烃作用是沉积盆地超深层生烃的有效途径。在其有效发生的范围内,油气资源类型依然由生烃母质类型(化学组成和结构)、成熟度和受热历史等因素决定,具有明显的阶段性和不同于经典理论的生烃模式。外源氢的参与,在成熟阶段可小幅度提升生油产率;在高—过成熟阶段可显著增加天然气产率;在高成熟阶段,加氢脱烷基作用最大可增加50%的轻质油/凝析油产率;在过成熟阶段,加氢脱甲基-开环作用最大可增加约5倍甲烷产率。有机-无机复合生烃模式的确立,丰富了传统生...     

含S自由基促进沉积有机质生烃的本质——H转移机制

沉积有机质热演化的本质是伴随H转移的歧化反应。有机S含量较高的干酪根具有更低生烃活化能,往往被认为是体系中丰富的含S自由基加速了C–C键断裂的结果。后生作用阶段,二苯并噻吩类化合物(DBTs)是有机S热演化的一类关键产物。因此,研究联苯类化合物(BPs)和单质S化合生成DBTs的反应过程,有助于理解在S自由基作用下,以H转移为基础的有机质生烃机理本质。本研究通过Gaussian09程序和3,3′-二甲基联苯(3,3′-DMBP)与单质S的热模拟实验,探索BPs和单质S反应生成DBTs的潜在反应路径。结果表明,S1自由基与BPs发生化合反应是优势反应路径,该过程进攻C–H键,形成DBTs和高活性的H自由基;除了部分H自由基参与生成H2S外,其余H自由基可以促进有机质裂解生烃。该优势反应路径表明, H转移更可能是后生作用阶段含S自由基促进沉积有机质裂解生烃的关键步骤。