沉积岩中控制甲基二苯并噻吩分的因素及热演化机理

发布时间：2023-05-10 01:42

　　本文采用量子计算化学、实验室模拟与辽河盆地西部凹陷实际地质样品地球化学分析相结合的方法,系统研究了甲基二苯并噻吩的热稳定性和甲基迁移、甲基化以及去甲基化的化学机理,揭示了甲基二苯并噻吩(MDBTs)在湖相烃源岩中形成和分布特征的化学机理和控制因素。根据量子计算化学方法,计算得出MDBTs的热稳定性随着埋深(温度)的增加的波尔茨曼分布特征。共计算了8条(P1～P8)反应路径的过渡态和能垒,分别通过离子反应和自由基反应的甲基迁移,甲基化和去甲基化反应。结果表明,在生油窗开始到沉积有机质高成熟阶段间,甲基迁移作用的P1以及甲基化作用的P3和P6是DBT和MDBTs转化反应的三种潜在路径。邻位甲基迁移(P1)和1-MDBT的潜在前驱物2-甲基联苯(2-MBP)可能是导致1-MDBT在生油窗阶段含量较低的原因。DBT受甲基自由基攻击(P3)以及由TMAB作为甲基供体生成MDBT甲基化反应(P6),可能是潜在的降解反应。通过热模拟实验分别模拟了烃源岩以及纯物质样品MDBTs在不同热演化阶段的分布特征,验证了计算体系的可靠性。证实MDBTs热稳定性特征;确定体系中发生了一定的甲基化及去甲基化反应,并...

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源、研究目的及意义
    1.2 存在的主要科学问题
    1.3 主要研究内容
    1.4 研究思路及技术路线
第2章 国内外研究现状
    2.1 含硫杂原子多环芳烃...烷基二苯并噻吩(DBTs)
    2.2 量子计算化学
    2.3 生烃模拟实验—黄金管热模拟实验
第3章 区域地质概况
    3.1 构造特征及构造演化
    3.2 沉积及古地理背景
    3.3 石油地质概况
第4章 实验方法与理论计算
    4.1 地球化学实验分析方法
    4.2 量子计算化学-密度泛函理论计算(DFT)
    4.3 黄金管热模拟实验分析方法
第5章 DBTs反应机理的密度泛函理论研究
    5.1 甲基二苯并噻吩(MDBTs)热力学性质
    5.2 甲基迁移作用
        5.2.1 路径1(P1):H₃O₊作用下MDBTs甲基迁移
        5.2.2 路径2(P2):氢自由基(H·)作用下的MDBTs甲基迁移
    5.3 甲基化作用
        5.3.1 路径3(P3):DBT受甲基自由基(·CH₃)攻击形成MDBTs
        5.3.2 路径4(P4):DBT受两个·CH₃ 攻击形成MDBTs
        5.3.3 路径5(P5):DBT受·H与·CH₃ 攻击形成MDBTs
        5.3.4 路径6(P6):DBT与甲基供体1-烷基-3,4,5-三甲基苯(TMAB)反应生成MDBTs
    5.4 去甲基作用
        5.4.1 路径7(P7):MDBTs受·H攻击形成DBT
        5.4.2 路径8(P8):MDBTs先后受两个·H攻击形成DBT
    5.5 1 ,2-甲基迁移、甲基化和去甲基化对甲基二苯并噻吩分布特征的影响
第6章 DBTs潜在反应机理生烃模拟实验研究
    6.1 烃源岩热模拟实验
    6.2 纯标准样品热模拟实验
第7章 烃源岩地球化学特征
    7.1 样品信息
    7.2 分子标志物分布特征
        7.2.1 菲系列(Phens)化合物分布特征
        7.2.2 二苯并噻吩系列(DBTs)化合物分布特征
        7.2.3 联苯系列(BPs)化合物分布特征
    7.3 控制烃源岩有机质中MDBT形成和分布的潜在化学机制
第8章 结论
参考文献
附录 A 辽河盆地西部凹陷古近系双202井湖相泥岩样品基本特征及DBTs绝对浓度
附录 A 辽河盆地西部凹陷古近系双202井湖相泥岩样品基本特征及DBTs绝对浓度(续)
附录 B 辽河盆地西部凹陷古近系双202井湖相泥岩样品矿物种类和含量
附录 B 辽河盆地西部凹陷古近系双202井湖相泥岩样品矿物种类和含量(续)
在学期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：3812785