芦草沟组干酪根的生烃模式及产物谱学特征研究

发布时间：2020-07-22 04:25

【摘要】：生烃动力学是油气地球化学中的重要研究内容,在热模拟实验条件下进行不同类型有机质的生烃动力学研究可以恢复含油气盆地的生烃模式,达到科学评价油气资源的目的。本文通过对准噶尔盆地芦草沟组泥页岩干酪根进行黄金管热模拟实验,恢复芦草沟组烃源岩的生烃模式;通过分析干酪根裂解产物中的轻烃组分,探究了以C_7轻烃组分建立的轻烃参数及其碳同位素随热成熟度的演化规律;利用无损快速的分析方法,分别对实验残余干酪根和C_(14+)组分进行拉曼光谱分析和荧光寿命的测定,探究不同热模拟温度下的产物物性特征。主要的研究结果如下:(1)通过热模拟黄金管封闭体系,建立了新疆准噶尔盆地主要烃源岩芦草沟组泥页岩的生烃演化模式,得到干酪根生烃的演化阶段:Easy%R_o低于0.68%时,属于干酪根裂解的早期阶段,为低效生油期;Easy%R_o在0.68~1.40%时为主要生油期,其中Easy%R_o为0.68~0.9%时热解烃类产物为C_(14+)组分,主要由干酪根裂解生成,Easy%R_o为0.90~1.40%的主要裂解产物为轻质油,主要来源于重质油中沥青质的裂解作用;当Easy%R_o介于1.40~2.17%时,主要为湿气阶段;Easy%R_o2.17%属于干气阶段,此时C_(2~5)气态烃大量裂解生成甲烷。(2)在干酪根生烃的热演化过程中,探究了C_7轻烃组分和同位素的热演化特征。在C_7组分开始裂解之前,C_7组分中的产物以正构烷烃为主,不同构型组分的相对含量为链烷烃环烷烃芳香烃。Mango参数K_1、K_2值在整个热演化过程中均具有恒定性,支持了Mango提出的轻烃稳态催化理论。随着热演化程度的增加,C_7轻烃产物中链烷烃的含量相对于环烷烃的含量逐渐增加,表现为Thompson参数正庚烷值和异庚烷值逐渐增加,芳香度比值和石蜡度比值的演化趋势与原油在经受热成熟作用下的趋势一致。在轻烃的碳同位素方面,轻烃中的同位素比值在Easy%R_o1.6%时均比较稳定,且环烷烃、苯的同位素值相较于链烷烃偏重,Easy%R_o1.6%时,C_7组分碳同位素值均明显变重,只有苯同位素仍然保持稳定,故在用同位素进行油气源对比时,可以将苯同位素作为分析的优先参数指标。(3)热模拟实验中的残余固体有机质的拉曼光谱特征显示2个特征峰,1350cm~(-1)的D峰和1600cm~(-1)G峰。随着热演化程度的增加,D、G峰的峰形都变得窄而尖,D峰的位移逐渐减小,G峰位移保持稳定。当Easy%R_o为0.7~2.0%时,锋间距与Easy%R_o之间具有很好的线性关系:Easy%R_o=0.0537d(G-D)-11.21。另外,在本次人工实验条件下,代表稳定结构的G峰半高宽与热模拟温度之间具有很好的负相关性,证明代表石墨层表层平面内结构缺陷的D_2峰在本次实验中对G峰并无干扰,D_2峰可能更与母质来源有关而受热成熟作用影响较小。对固体有机质拉曼光谱的研究显示,随着热成熟度的增加,固体有机质结构逐渐向稳定的芳构化结构转变,利用有机质拉曼参数可以对其进行成熟度的评价。对于C_(14+)组分中的荧光寿命特征,人工演化下的C_(14+)烃类的荧光寿命与热模拟温度关系不大,故很难利用荧光寿命评价其成熟度。C_(14+)族组分中,饱和烃不具有荧光性,荧光性最强的是具有芳香结构的芳烃组分。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.13
【图文】：

第 1 章 绪论动继承了晚海西期的构造格局，燕山期对原盆地进行了叠加改造，最后到喜山运动则影响较弱（庞剑春等，2015）。此次采集的样品为大龙口露头剖面核部的芦草沟组泥页岩，芦草沟组泥页岩是新疆准噶尔盆地含油气盆地的主力烃源岩。芦草沟组泥页岩的有机质类型主要为 I 型，为近海大型湖盆的半深-深湖相沉积，被认为具有很好的生烃潜力，是准噶尔盆地吉木萨尔凹陷油气资源的主要烃源岩（李成博 等，2006；李婧婧 等，2009）。

图 1.2 热解实验中 Easy%Ro 与温度变化关系图ig 1.2 correlation bettwen Easy%Ro and the temperature in pyrolysis expe内容和技术路线研究以新疆准噶尔盆地西大龙口泥页岩干酪根为对象，利用高金管热模拟实验，探究在 300℃～600℃过程中干酪根样品不，再根据不同热模拟产物的产率特征运用相关的生烃动力学软（气态烃、轻烃（C6～C14）、重烃（C14+））的动力学参数。学的无损快速分析方法，对热演化产物中的残余干酪根和 C14曼光谱的分析和荧光寿命的测定。具体内容如下：提取出烃源岩中的干酪根，利用干酪根的 Rock-Eval 实验中定样品的有机质类型和成熟度，确定此次样品作为生烃动力

论文研究技术路线

【参考文献】

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本文编号：2765323