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氢气和气态烃在煤成气形成演化研究中的意义 总被引：3，自引：0，他引：3
用热模拟实验方法,对有可溶有机质和无可溶有机质的Y、Z两个系列气态产物中氢气和气态烃丰度变化进行了研究。结果表明,褐煤在降解过程中产生大量氢气和气态烃,在它们之间存在着相互矛盾的关系,气态烃在消耗氢气的同时也促进氢气的生成,这种矛盾关系恰恰反映了热降解过程中缩聚和裂解两极分化的反应关系;两系列不同温度区间氢气、气态烃、可溶有机质产量差值的变化,也显现出干酪根在不同温度段降解过程中缩聚和裂解反应的差异性和反应的阶段性优势。这是研究煤在地质地球化学演化过程中的化学反应及其与煤成气形成演化关系的一个方面,为干酪根热降解机理和煤成气演化规律的研究提供了新的理论依据。 相似文献
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元素富集机制的研究是重现成矿过程和查明成矿机制的基础,有助于深化对矿床的认识,为找矿提供理论依据。本文总结了近年来关于铅锌元素的迁移与沉淀机制的研究及其应用,包括3种铅锌迁移沉淀模式,4种含铅锌流体驱动模式,铅锌的迁移形式及其沉淀机制;同时简述了我国高温高压实验的发展历程以及4种高温高压模拟实验方法。重点介绍了4种高温高压实验模拟方法及其研究现状：① 高压釜实验;② 热液金刚石压腔—激光拉曼实验;③ 熔融毛细硅管—激光拉曼实验;④ 计算机模拟实验。从封闭—平衡—静止到（半）开放—非平衡—流动、淬火分析到原位观察,应是今后高温高压实验的发展方向。以地质特征为基础,采用高温高压成岩成矿模拟实验结合计算机模拟,精细刻画成矿过程并揭示元素富集机制不仅是解决实际地质问题的有效手段,更是很长一段时间内要为之努力的方向。 相似文献
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元素富集机制的研究是重现成矿过程和查明成矿机制的基础,有助于深化对矿床的认识,为找矿提供理论依据。本文总结了近年来关于铅锌元素的迁移与沉淀机制的研究及其应用,包括3种铅锌迁移沉淀模式,4种含铅锌流体驱动模式,铅锌的迁移形式及其沉淀机制;同时简述了我国高温高压实验的发展历程以及4种高温高压模拟实验方法。重点介绍了4种高温高压实验模拟方法及其研究现状：(1)高压釜实验;(2)热液金刚石压腔—激光拉曼实验;(3)熔融毛细硅管—激光拉曼实验;(4)计算机模拟实验。从封闭—平衡—静止到(半)开放—非平衡—流动、淬火分析到原位观察,应是今后高温高压实验的发展方向。以地质特征为基础,采用高温高压成岩成矿模拟实验结合计算机模拟,精细刻画成矿过程并揭示元素富集机制不仅是解决实际地质问题的有效手段,更是很长一段时间内要为之努力的方向。 相似文献
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密闭体系与开放体系模拟实验结果的比较研究及其意义 总被引：3，自引：0，他引：3
利用广泛应用的高压釜和Rock Eval热解实验技术，对松辽盆地3个有机质样品同时进行了密闭条件下的加水恒温热解实验和开放条件下的恒速升温热解实验。利用后一实验数据所标定得到的化学动力学模型计算了与高压釜相同实验条件下的有机质产油、产气率。结果表明，在线计量的恒速升温Rock Eval实验方法由于不损失C6—C13的轻质烃组分，在计量液态油的产量方面较需要抽提、恒重的高压釜实验方法更为准确。因此为解决热模拟实验中难以计量、但对成烃评价有重要意义的C6—C13组分的计量问题提供了一条有效的途经。这可能也表明，先由实验数据建立有关的化学动力学模型，之后由它来进一步计算有机质的成烃率，不仅是可行的，而且应该更为准确。 相似文献
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采用高压釜热模拟实验对鄂尔多斯盆地上古生界太原组、本溪组的4块泥页岩样品进行了生烃过程模拟分析。在热模拟实验过程中,甲烷气是最主要的气态烃类产物,其产率在热模拟过程中持续增加,在温度600℃时可达50 mg/g。C2～C5的产率变化在热模拟过程中表现出相似的特征,均是先增大至峰值后开始减小,C2～C5的热裂解是甲烷产生的主要来源。样品的气态烃产率主要与有机质热成熟度有关,热成熟度越低,样品有机质的生烃潜力越大,在热模拟过程中气态烃的产率越高。 相似文献
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含铵伊利石等含铵黏土矿物是地壳中重要的储氮矿物,研究其高温高压稳定性对地球壳–幔圈层间氮循环具有重要意义。本研究通过高温高压(HTHP)模拟实验,初步探索了天然富有机质(具类石墨结构)的含铵伊利石矿物结构及其携带的C、N元素的稳定性。结果表明,在高温(600℃)常压环境下,含铵伊利石层状结构发生塌陷,结构羟基脱失,层间NH4+脱失,其表面类石墨的结构有序度下降,部分含C、N官能团脱失,但仍有近一半得以保存。伊利石层间NH4+的热稳定性受矿物层状结构的制约,当伊利石因高温发生层间塌陷时,NH4+失去伊利石片层保护后受热发生分解。而不同形态有机氮的热稳定性主要与其在类石墨有机质芳香结构中的位置有关。含铵伊利石结构在高温高压(600℃、2 GPa)下保持稳定,类石墨的有序度以及石墨化程度均增强,表明压力在一定程度上补偿了温度的影响。此外,伊利石表面具网状片层结构的类石墨有机质对矿物结构有物理保护作用。同时,有机质中的部分C、N元素在高温高压下与伊利石结构中的Al和O等元素形成稳定的化合键,亦可增强有机质的稳定性。含铵伊利石在高温高压下的稳定性表明,含铵黏土矿物很有可能是携带地壳中的氮经俯冲进... 相似文献
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贵州西南部烂泥沟金矿属大型断裂破碎带控制的卡林型金矿。运用成矿模拟实验装置进行构造控矿模拟实验表明,在高温高压构造条件下,围岩产生了变形和破裂及成矿物质活化、迁移和聚集的过程。对实验前后样品进行背散射电子成像分析研究和选区成分分析研究,分析对比微观组织,研究主要赋金矿物迁移、富集过程,了解和解释了金的迁移和富集机制。研究表明,在该金矿围岩中,三轴高温高压作用可使其中与金相关的硅酸盐矿物、含As 黄铁矿( 主要的载金矿物) 向围岩所产生的裂隙处迁移,富集。 相似文献
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快速淬火高压釜装置属于外加压、外加热、内冷淬火的高温高压地质试验装置，是从事实验矿物岩石地球化学和晶体生长等领域试验研究的重要设备。它的最大特点是在试验温度、压力下，通过内冷淬火迅速地将试验产物“冷冻”并保存到常温常压下进行测试鉴定。类似的试验装置，目前已在美国一些重要实验室应用。我们于1986年研制成功。几年来已推广应用12套，取得了良好的社会、经济效益。1高压釜装置系统和主要部件设计高压釜装置由压力系统、反应系统、加热系统和测量系统组成。压力系统包括手摇螺旋泵、阀门、管路和管件。卧式电阻炉属于加热… 相似文献
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利用地层孔隙热压生排烃模拟仪实验装置,对采自四川盆地西北部广元矿山梁地区下寒武统具高有机质含量、高氢指数和低成熟度特征的固体沥青,开展了模拟地层条件下的"沥青+白云岩+去离子水"(系列A)和"沥青+白云岩+硫酸镁+去离子水"(系列B)生排烃实验。结果表明,这两个系列的气体产率具有较大差异,其中,加入硫酸镁的系列(系列B)发生了热化学硫酸盐还原反应(TSR),使气态烃和非烃气体的产率增大,同时也加速了重烃气体的裂解,导致重烃气体大量裂解的温度降低。 相似文献
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热解生烃实验是研究油气生成机理与定量评价烃源岩生烃潜力的重要方法.烃源岩热解生烃模拟结果不仅与温度、压力和时间等因素有关,而且与地层孔隙水及压实成岩作用等地质因素密切相关.采用高压流体和高压釜(低压水蒸气)两种生烃热模拟方法对低成熟海相二叠统大隆组(P2d)黑色泥岩进行了热解生烃实验模拟.对比分析两组实验结果表明地层孔隙热解实验有利于液态油的生成,不利于液态油向气态烃的转化,并极大地提高了干酪根的生油气潜力,显示了高压液态水、流体压力和孔隙空间等地质因素对烃源岩中有机质热成熟生烃反应的重要影响.这种影响可能与高压液态水的近临界特性有关,近临界特性地层水的参与改变了干酪根热力生烃反应的物理化学行为.推断在实际地质温压(100~200 ℃,30~120 MPa)条件下,烃源岩孔隙中的地层水是一种相对低温高压液态水,具有水的近临界物理化学特性,因此高压流体生烃热模拟实验与实际地层情况更为接近,能更有效地评价烃源岩生烃潜力. 相似文献
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近临界特性的地层水及其对烃源岩生排烃过程的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
研究利用特制的地层孔隙热压模拟实验装置, 开展了模拟地层孔隙空间高压液态水热体系烃源岩生排烃模拟实验.模拟实验施加的流体压力为38±2 MPa, 温度为290~390 ℃.模拟实验结果显示了有关高压液态水及其与之相联系的流体压力和孔隙空间等因素对烃源岩生排烃影响作用的一些重要现象, 实验发现高压液态水介质条件有利于液态油的生成和保存, 不利于液态油向气态烃的转化, 而且干酪根的生烃潜力和排油效率有一定的提高.这些新的实验现象可能主要与近临界特性的高压液态地层水的作用有关, 进一步推断近临界特性的高压液态水参与干酪根向油气的转化反应, 增加了水对油气的溶解能力.在地下实际烃源岩生排烃的温压(100~200 ℃, 30~120 MPa)条件下, 岩石孔隙中的地层水是一种相对低温高压压缩液态水, 这种地层水可能具有近临界特性, 对烃源岩生排烃过程有重要影响.但目前对这种现象的机理和石油地质意义还知之较少.因此, 加强高压地层水近临界条件下烃源岩生排烃热压模拟实验研究, 对进一步深入理解地层条件下的近临界水介质、流体压力、孔隙空间因素对生排烃过程的影响, 深化烃源岩生排烃机理的探讨, 建立地质尺度上的烃源岩生排烃动力学模型, 都具有重要的理论和实际意义. 相似文献
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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... 相似文献
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烃类的有机(生物)与无机(非生物)来源--油气成因理论思考之二 总被引：6，自引：1，他引：5
自然界烃类的大规模形成是有机-无机物质相互作用的结果。在烃类物质两大组成元素中,碳的来源多以有机质为主,特别是液态烃,而氢却有多种来源。有机氢来自有机质,无机氢主要来自同沉积水,还有深部挥发分中的氢,同沉积水中的氢则以多种途径进入烃类。本从油田水的垂向演化及其与非油田水的对比、烃类物质的氢同位素组成及其与源岩沉积环境的关系、成烃加水与否的模拟实验,以及世界大型油气田分布与构造带的关系等方面,论述了烃类形成的有机与无机的相互作用,特别是烃类中氢的无机来源的本质,并对氢的来源及其加氢作用机制进行了分析,对油气形成理论的完善和在油气勘探中的应用有一定参考价值。 相似文献
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LI Jijun LU Shuangfang WU Wei XUE Haitao XU Qingxi GENG Jie YU Yinghua 《《地质学报》英文版》2011,85(5):1203-1210
In order to discuss the role and influence of water during the generation of natural gas, the participation mechanism of water during the evolution of organic matter and its influences were summarized. In addition, we carried out an anhydrous cracking experiment of oil extracted from the Feixianguan Formation source rock in a closed system, which led to the establishment of the kinetic models for describing carbon and hydrogen isotopic fractionation during gas generation from organic matter. The models were calibrated and then applied to the northeastern Sichuan Basin. By combining a series of gas generation experiments from octadecane pyrolysis without water or with distilled water in varying mass proportions, several results were proved: (1) the hydrogen isotopic composition of natural gas becomes lighter with the participation of formation water; (2) we can quantitatively study the hydrogen isotopic fractionation with the kinetic model for describing carbon isotopic fractionation; (3) more abundant and reliable geological information can be obtained through the combined application of carbon and hydrogen isotopic indices. 相似文献
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Hydrous and anhydrous closed-system pyrolysis experiments were conducted on a sample of Mahogany oil shale (Eocene Green River Formation) containing Type-I kerogen to determine whether the role of water had the same effect on petroleum generation as reported for Type-II kerogen in the Woodford Shale. The experiments were conducted at 330 and 350 °C for 72 h to determine the effects of water during kerogen decomposition to polar-rich bitumen and subsequent bitumen decomposition to hydrocarbon-rich oil. The results showed that the role of water was more significant in bitumen decomposition to oil at 350 °C than in kerogen decomposition to bitumen at 330 °C. At 350 °C, the hydrous experiment generated 29% more total hydrocarbon product and 33% more C15+ hydrocarbons than the anhydrous experiment. This is attributed to water dissolved in the bitumen serving as a source of hydrogen to enhance thermal cracking and facilitate the expulsion of immiscible oil. In the absence of water, cross linking is enhanced in the confines of the rock, resulting in formation of pyrobitumen and molecular hydrogen. These differences are also reflected in the color and texture of the recovered rock. Despite confining liquid-water pressure being 7-9 times greater in the hydrous experiments than the confining vapor pressure in the anhydrous experiments, recovered rock from the former had a lighter color and expansion fractures parallel to the bedding fabric of the rock. The absence of these open tensile fractures in the recovered rock from the anhydrous experiments indicates that water promotes net-volume increase reactions like thermal cracking over net-volume decrease reactions like cross linking, which results in pyrobitumen. The results indicate the role of water in hydrocarbon and petroleum formation from Type-I kerogen is significant, as reported for Type-II kerogen. 相似文献
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Alternaria tenuis菌孢热模拟生烃试验研究Ⅰ 总被引：4，自引：0，他引：4
本文以类似于地层中常见的无孔多胞孢的现代菌类-Ａｌｔｅｒｎａｒｉａｔｅｎｕｉｓ菌孢进行热模拟生烃试验，分为常温、１００℃、２００℃、２５０℃、３００℃、４００℃、５００℃七个温度级试样，进行气体、族组分、元素、热解色谱、红外光谱、差热等分析，所获结果表明菌类也是良好的生油（气）原始母质，相当于Ⅰ型或Ⅰ-Ⅱ型干酪根，３００℃-４００℃是菌类热模拟产烃高峰期，菌孢的热模拟试验清晰地显示了其有机质热演化和油气形成历程。 相似文献
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Kerogen has been artificially matured under “hydrous pyrolysis” conditions in the presence of various minerals in order to investigate the influence of the latter on the organic products. In addition to three clay minerals (montmorillonite, illite, kaolinite), calcium carbonate and limonite were also employed as inorganic substrates. Kerogen (Type II) isolated from the Kimmeridge Blackstone band was heated in the presence of water and a 20-fold excess of mineral phase at two different temperatures (280 and 330°C) for 72 hr. Control experiments were also carried out using kerogen and water only and kerogen under anhydrous conditions. This preliminary study describes the bulk composition of the pyrolysates with detailed analyses of the aliphatic hydrocarbon distributions being provided by gas chromatography and combined gas chromatography-mass spectrometry.In the 280°C experiments, considerably more organic-soluble pyrolysate (15% by weight of original kerogen) was produced when calcium carbonate was the inorganic phase. At 330°C, all samples generated much greater amounts of organic-soluble products with calcium carbonate again producing a large yield (40% wt/wt). Biomarker epimerisation reactions have also proceeded further in the 330°C pyrolysate formed in the presence of calcium carbonate than with other inorganic phases. Implications of these and other observations are discussed. 相似文献