陆相烃源岩的生排烃机理研究

论文摘要

《陆相烃源岩的生排烃机理研究》的研究工作着重于下面几个问题:煤能否生成和排出一定数量的液态烃,各种煤的生排烃具有哪些特征?初次运移和排烃能在多大程度上改变油的组成,哪些因素影响排烃效率和化学组分分馏,机理如何?哪些因素影响煤的生排烃过程中的碳同位素分馏,这些因素对碳同位素分馏的影响到底有多大,其影响的机理又是怎样的?各章节也基本按照这些问题展开。 本研究主要进行了六种烃源岩的生排烃模拟实验及其数值模拟,以及三种烃源岩的初次运移模拟实验,研究了以煤为主的陆相烃源岩的生排烃过程和初次运移过程。取得的成果主要包括以下几个方面: 1) 通过生排烃热模拟实验,完成了对以煤为主的陆相烃源岩的生液态烃烃能力以及生气能力的评价,评估了二次裂解的影响,同时完成了对各烃源岩排烃效率和化学组分分馏的评估; 2) 根据煤的显微组分组成、TOC、HI指数、煤的孔隙度、比表面积等参数,以及在不同热演化阶段的生烃特征,使用GCR模型进行了数值模拟;对影响排烃效率和化学组分分馏的溶胀度(Qv)和大—中孔孔隙度、纳米孔隙度的影响大小及作用机理进行了研究; 3) 评估了各烃源岩生排烃过程中的碳同位素分馏效应,以及初次裂解、二次裂解等影响碳同位素分馏的因素及其影响的大小;证明了不同烃源岩在生排烃过程中存在不同的碳同位素分馏行为;同时也证明了生排烃过程不影响正构烷烃单体碳同位素组成曲线的形状; 4) 通过初次运移模拟实验证明了烃类在不同类型烃源岩中发生初次运移能够产生不同程度的物理碳同位素分馏效应;烃类分子在不同类型烃源岩中的扩散度差别很大,可能是造成同位素分馏的主要原因。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的目的与意义
• 1.2 主要贡献与创新点
• 1.3 主要研究内容与技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 煤的生排烃国内外研究现状
• 1.5 完成的主要工作
• 第2章 样品与实验方法
• 2.1 样品及来源
• 2.2 生排烃热模拟实验方法
• 2.3 玻璃管热解实验方法
• 2.4 氯仿沥青A的族组分分离
• 2.5 仪器分析
• 2.5.1 色谱分析（GC）
• 2.5.2 质谱分析（GC-MS）
• 2.5.3 正构烷烃单体烃碳同位素分析（GC-C-IRMS）
• 第3章 陆相烃源岩的生排烃模拟实验和数值模拟
• 3.1 引言
• 3.2 聚合物溶解理论和纳米孔吸附理论
• 3.2.1 聚合物溶解理论
• 3.2.2 纳米孔吸附理论
• 3.3 数值模型介绍
• 3.4 实验结果
• 3.5 数值模拟的结果与讨论
• 3.6 结论
• 第4章 陆相烃源岩生烃中成熟度造成的碳同位素分馏效应
• 4.1 引言
• 4.2 实验结果
• 4.2.1 残留烃的正烷烃单体碳同位素组成随热解温度的变化
• 4.2.2 排出烃的正烷烃单体碳同位素组成随温度的变化
• 15D₃₂)碳同位素组成的变化'>4.2.3 不同热解温度下氘代正十五烷(n-C₁₅D₃₂)碳同位素组成的变化
• 4.2.4 干酪根碳同位素组成的变化
• 4.3 讨论
• 4.4 结论
• 第5章 生排烃过程中的碳同位素分馏效应
• 5.1 引言
• 5.2 各种烃源岩的生排烃过程中的碳同位素分馏
• 5.2.1 抚顺烛煤热解烃正构烷烃单体碳同位素组成
• 5.2.2 含树脂煤热解烃正构烷烃单体碳同位素组成
• 5.2.3 伊敏丝炭热解烃正构烷烃单体碳同位素组成
• 5.2.4 吐哈泥岩的热解烃正构烷烃单体碳同位素组成
• 5.2.5 吐哈基质亮煤热解烃正构烷烃单体碳同位素组成
• 5.2.6 抚顺基质亮煤热解烃正构烷烃单体碳同位素组成
• 5.2.7 辽河Ⅱ型泥岩残留烃和排出烃正构烷烃单体碳同位素组成
• 5.3 讨论
• 5.4 结论
• 第6章 初次运移中的碳同位素分馏效应
• 6.1 引言
• 6.2 实验方法
• 6.3 初次运移模拟实验中的碳同位素分馏效应
• 6.4 讨论
• 6.5 结论
• 第7章 结论
• 参考文献
• 已发表和待发表的论文:
• 国际会议报告及国家会议收录的会议摘要
• 致谢
• 声明