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酸性流体对碳酸盐岩储层的改造作用 总被引：13，自引：1，他引：12
普遍认为CO2、有机酸及H2S是碳酸盐岩储层溶蚀作用的酸性流体。CO2对碳酸盐岩储层的溶蚀作用已有不少学者进行了研究,本文则以一个全新的模拟实验方式对不同类型碳酸盐岩在有机酸和H2S水溶液中的相对溶蚀能力进行了研究,结果发现随温度从常温升高至200℃,有机酸对碳酸盐岩的溶蚀能力由弱变强再变弱,在90℃左右溶蚀能力最强。而H2S水溶液对碳酸盐岩的溶蚀作用则明显不同,60℃时基本达到最大溶蚀率,温度继续升高后,溶蚀能力一直维持在较高的水平并略有增加,150℃后突然降低。由于H2S主要是硫酸盐高温热还原产物（TSR）,因而在碳酸盐岩成岩早期阶段,溶蚀作用的流体可能主要是有机酸和C02,而在深埋阶段,H2S水溶液则可能是溶蚀作用的主要流体。 相似文献
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含硫物质与地质体中有机质的形成、演化过程密切相关,但在地质演化过程中它们对沉积有机质中生物标志物的影响较少报道.对四川盆地固体沥青样品开展在单质硫(S0)和含硫矿物(黄铁矿、硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸钙)存在条件下的加水热模拟实验,进而探讨上述含硫物质在固体沥青热演化过程中对其赋存生物标志物的影响.研究表明,单质硫和含硫矿物对固体沥青中可溶有机质产率均有不同程度的影响,它们的影响程度顺序是:S0>Fe2(SO4)3>FeSO4>CaSO4>FeS2.对于反映成熟度的生物标志物参数,单质硫和含硫矿物对甾烷C29-αββ/(αββ+ααα)、C29-20S/(20S+20R)和藿烷C31H-22S/(22S+22R)的比值均无显著影响,但对甾烷(S21+S22)/C27–29、藿烷Ts/(Ts+Tm)和规则甾烷系列比值有影响.单质硫和含硫矿物会显著改变反映生源的生物标志物参数,不同含硫物质对甾烷S21/S22、藿烷C29H/C30H、三环萜C23t/(C21t+C23t)、三环萜/藿烷比值(C23t/C30H)和伽马蜡烷/藿烷比值(Gam/C30H)这5个指示母源的生物标志物参数的影响程度类似于其对有机质产率的影响.除S0外其他含硫矿物对三环萜C23t/(C23t+C24t)比值无显著影响.因此,在对富含单质硫及含硫矿物的固体沥青进行生物标志物分析时,需要特别慎重. 相似文献
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CO2气体伴随着温泉的出露而逸出,其中有一部分以溶解状态存在于泉水中。分析温泉水中CO2的含量特征,研究气体与围岩岩性、断层的关系,可以推断断层的活动性和CO2的来源。依据现场测试获得温泉中游离CO2的含量,分析云南云龙和兰坪地区部分温泉游离CO2的含量特征,发现该地区温泉水中游离CO2含量普遍较高,最高达到286.0 mg/L,并与p H呈负相关,与Eh、lg PCO2呈正相关。研究区温泉的出露受深大断裂的控制,CO2含量高还反映了断裂较强的活动性,此外,研究还发现出露在红层中的温泉游离CO2含量相对较高。研究区温泉中CO2的δ13C值主要分布在-8‰~0‰,表现出幔源特征。经计算泉水中CO2分压为10-2.19~10-0.57Bar,都大于大气的分压,但只有牛街温泉具备钙化沉积的条件。 相似文献
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集约化畜禽养殖场厌氧发酵过程中产生的大量H2S具有潜在的危害。本文以某畜禽养殖场的新鲜猪粪为研究对象,通过添加不同比例的赤铁矿和氧化镁,模拟猪粪厌氧发酵过程中对H2S产生和释放的影响。在18 d的持续实验中,对发酵液中pH和发酵气体中H2S浓度变化进行全程监控,结果表明：添加赤铁矿对发酵体系的pH无明显影响,而添加氧化镁可显著提高发酵体系的pH值;添加2种矿物越多,气体中H2S含量越低。推测2种矿物对H2S产生的抑制在机制上有所不同。赤铁矿主要通过还原分解消耗H＋和沉淀消耗S2-的方式抑制H2S的产生;氧化镁则主要通过提高体系pH值,抑制SRB的活性以及降低H2S在气相中的分配。 相似文献
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铜街子水电站曾以地质构造情况特殊、复杂而著称,在进行的首次安检中对排水孔水中H2S气体进行了现场测量,总结了分布特征,分析了可能的成因.结合排水孔水中氡气测量结果、水质分析和胶状析出物测试结果,有效地说明了大坝坝基的稳定性,并针对H2S气体对人体的危害,提出减轻对廊道工作人员健康影响的措施. 相似文献
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OmniStar小型气体质谱仪用于车载实验室,可根据野外情况采取灵活的采样方式,实现对H2、He、CH4、N2、O2、Ar、CO2以及C3H8、C4H10的现场分析。对浓度为100×10-6的H2、He、CH4、N2、O2、Ar、CO2混合标气进行100次连续测定,得到的各组分的精密度(RSD)均优于1%,H2、He、Ar、CO2准确度(RE)分别为3.74、0.94、1.83、10.5;对室内空气进行连续3 500次测定,得到的H2、He、CO2的精密度分别为2.25%、5.55%、4.06%,N2、O2、Ar的精密度优于1%;对CH4、C2H6、C3H8、C4H10混合标准气体进行连续13次测量,得到的C3H8、C4H10的精密度(RSD)优于1%,测量的平均值与标准值完全吻合,能够满足野外现场分析需求。在内蒙古西乌旗及新疆金窝子地区应用该仪器,采用采样袋取气、螺旋钻及井孔原位在线测定等方式得到样品数据,并发现两区域内部分采样点的CO2、H2及He异常。 相似文献
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大庆齐家水源地抽取地下水过程中，地下水中CO2和H2S气体大量逸出，造成就地实测的Eh和pH等值不能代表含水层中地下水的真实情况。本文提出用化学热力学模拟恢复水文地球化学环境的方法，在分析齐家水源地实际情况的基础上，界定了齐家水源地的水文地球化学环境指标：pH值、Eh值、游离CO2和H2S，pH值为6．56以下；Eh值为—121-—145mV之间；游离CO2为300mg/L以上；H2S(aq)大于64μg/L；HS^-大于17μg/L。指出大庆齐家水源地为偏酸性、弱还原、高游离CO2，且含H2S的水文地球化学环境；为地下除铁提供了水文地球化学环境依据。 相似文献
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多金属结核中吸附水测定的研究 总被引：4，自引：0，他引：4
通过热分析，探讨了多金属结核H2O^-测定过程中干燥温度、时间、环境相对湿度以及试样放置状况的影响。重点讨论了干燥温度对H2O^-测定结果的影响，建议根据不同工作目的，确定其测定的温度及时间。 相似文献
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生物气CO_2还原途径中碳同位素分馏作用研究及应用 总被引：2，自引：0，他引：2
地质历史中,CO2/H2还原产甲烷作用对生物气的形成具有十分重要的意义。中国柴达木盆地第四系生物气主要为CO2/H2还原型生物气。笔者以CO2/H2还原生气理论为指导,进行不同初始碳同位素值和不同赋存状态碳源的生物模拟实验,研究CO2/H2还原产气过程中发生的碳同位素分馏作用。实验结果表明,产物中δ13CH4值与底物的δ13C值呈很好的正相关关系;在反应母质过量的情况下,碳源的赋存状态可以影响产物甲烷的碳同位素组成。以游离形式CO2还原产生的甲烷δ13C值,相对于以HCO3-、CO23-离子形式产生的甲烷δ13C值轻。通过柴达木盆地东部第四系生物气田实例分析,探讨了该区生物气的主要底物CO2的来源及赋存状态,对评价盆地生物气资源和有利勘探区预测有重要的参考价值。 相似文献
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笼状水合物拉曼光谱特征与结构水合数的耦合关系 总被引：3，自引：0，他引：3
为了探讨不同气体组分和环境介质对形成笼状结构类型水合物和水合数的影响, 开展了一元体系 (CH4、CO2、C3H8 )和二元体系(CH4 +CO2、CH4 +C3H8、CH4 +N2 )的水合物生成结晶充填过程、结晶构型和动力学特性分析, 并对生成的水合物进行了拉曼光谱分析。结果表明单组分甲烷充填小孔穴 512和大孔穴 512 62 形成Ⅰ型笼状结构水合物(SⅠ), 二氧化碳和丙烷只占据大孔穴 512 64 形成Ⅱ型笼状结构水合物 (SⅡ ); 而二元混合组分中小孔穴中只充填有甲烷, 而没有CO2、N2 和C3H8。应用反褶积的ν1 对称谱带测定了CH4 分子在Ⅰ型结构大孔穴和小孔穴中的相对占有率,并根据谱带的面积比(对应于小孔穴与大孔穴)计算了平衡条件下甲烷水合物孔穴占有率及其耦合的水合数, 认为气体分子的大小不仅影响它所充填的孔穴形态和类型, 而且影响水合物生成的结构类型和水合数。 相似文献
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碳酸盐倒退溶解模式的化学热力学基础——与H_2S有关的溶解介质及其与CO_2的对比 总被引：1，自引：1，他引：0
以化学热力学中的吉布斯自由能增量为基础,计算了与H2S(g)/ H2S(aq) /HS-/ H+/S2-系统有关反应在不同温度下的平衡常数,同时根据方解石和白云石在酸性条件下的溶解过程,获得了这两种碳酸盐矿物溶解过程中地层中流体pH值与PCO2、地层压力和埋藏深度的关系。在此基础上,对比了从地表到深埋藏的温度和压力条件下,与CO2和H2S有关的酸性介质对流体\[H+\]贡献的差异性,以及对于碳酸盐溶解作用的差异性。计算结果表明:1）无论以CO2还是以H2S作为溶解介质,温度增加和（或）PCO2增加,都会造成方解石和白云石溶解所需要的\[H+\]增加,在深埋藏相对高温和高压条件下,高PCO2条件会使得碳酸盐矿物的溶解更加困难,如果\[H+\]受到缓冲,CO2的增加不仅不能造成碳酸盐矿物的溶解,反而会造成碳酸盐矿物的沉淀;2）无论在何种酸性介质中,碳酸盐矿物的倒退溶解模式在化学上都是成立的,低温的成岩环境,深部地层中高温流体的向上运移、构造抬升所造成的温度降低（-ΔT）都会提高H2S和（或）CO2流体（也包括其它酸性介质）对碳酸盐矿物溶解能力;3）在地表和近地表条件下（几百米深度范围内）,在同时存在CO2和H2S的环境中,CO2对应酸的电离提供的\[H+\]略多于H2S对应酸的电离,与CO2有关的酸性流体对碳酸盐矿物溶解相对重要,而在深埋藏条件下、尤其是深度大于4 000 m的深埋藏地层中,H2S对应酸的电离提供的\[H+\]显著大于CO2,其对碳酸盐矿物的溶解更为重要,在存在硫酸盐还原作用的深埋藏地层中,碳酸盐的深部溶解作用会更为发育,这可能是川东北地区深埋藏条件下次生孔隙发育的重要原因之一。 相似文献
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该文将段振豪及合作者建立的单气体溶解度模型推广到混合气体系,建立了能够计算CO2-CH4-N2-C2H6-H2S混合气
体在电解质水溶液中溶解度的热力学模型。本模型将DMW92方程扩展到上述多组分混合气体系并使用其计算气体组分的
逸度系数,采用Pitzer活度系数模型描述液相并沿用段振豪及合作者以前确定的纯CO2、CH4、C2H6和H2S的溶解度模型参
数,而纯N2的溶解度模型参数由本研究确定。由于本模型不包含依赖混合气体溶解度实验数据确定的参数,因此对混合气
体溶解度的计算是预测性的。通过与实验数据的对比,证实了本模型能够在宽广的温度、压力范围内准确预测
CO2-CH4-N2-C2H6-H2S混合气体在水溶液中的溶解度（对于CO2和CH4的摩尔百分数超过90%的混合气体,本模型适用于
273~523 K和0~2000×105 Pa的温压范围）。本模型的计算表明,相对于纯CO2气相,少量CH4、N2或H2S的加入会降低CO2的溶解度。对于CO2-H2O-NaCl型流体包裹体,少量CH4的加入会增大流体包裹体的均一压力。相关的计算程序可从通讯作者
处获得。 相似文献
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四川盆地东北部三叠系飞仙关组硫酸盐还原作用对碳酸盐成岩作用的影响 总被引：15，自引：0，他引：15
四川盆地东北部三叠系飞仙关组存在广泛的硫酸盐还原作用,同时地层中也存在锶含量异常高的成岩流体。研究表明:热化学硫酸盐还原作用（TSR）和（或）细菌硫酸盐还原作用（BSR）造成的SO42-离子的消耗对成岩孔隙流体中SrSO4溶解度的改变是三叠系中高Sr成岩流体的形成机制之一,该机制使得孔隙流体从白云石化作用和碳酸盐矿物的新生变形作用中获得的Sr在流体中以高浓度的Sr2+形式存在,并使之在流体中极度富集,这也是四川盆地东北部三叠系中大型和超大型天青石矿床的形成机制之一。H2S和CO2是硫酸盐还原作用的重要产物,不同温度条件下溶于水中的H2S和CO2,与不溶于水的气体分子之间的平衡反应H2S（aq）H2S(g)和CO2(aq)CO2(g)的平衡常数和吉布斯自由能增量计算表明,当温度从25℃升高至220℃时,两个反应的平衡常数分别大致从10增至240和从20增至500,两个反应的平衡常数都始终大于1,说明H2S和CO2更趋向于以气体形式存在,同时温度越高,系统中以气体形式存在的H2S和CO2会越多,溶解于水中的H2S和CO2会越少,因而在深埋藏的高温条件下,H2S和CO2对碳酸盐矿物的溶解能力可能相对很小。相对低温的成岩环境、高温流体的向上和侧向运移、构造抬升、富氧流体与含有H2S流体的混合以及金属硫化物的沉淀是提高含H2S和（或）CO2流体对碳酸盐矿物溶解能力的五个途径。因此,与较早成岩阶段相对浅埋藏环境的碳酸盐溶解作用有关的H2S和CO2流体可能与细菌硫酸盐还原作用（BSR）关系更为密切;断层或其它流体运移通道是高温含有H2S和CO2流体向上运移的基础条件,具有原生孔隙度和渗透率的礁、滩相高能沉积物也是流体发生侧向运移的先决条件;大幅度的构造抬升造成的地层温度降低是提高含H2S和（或）CO2地层流体对碳酸盐矿物溶解能力的重要因素,地壳抬升至近地表造成的古喀斯特作用也可以为H2S的氧化提供良好的地质环境。在有关的勘探中应注意:在断层等流体运移通道造成高温含H2S和CO2流体向上运移的条件下,与之有关的构造低点应该是主要的勘探目标;在燕山运动导致的地层抬升并导致深部热流体降温的条件下,与之有关的构造高点应该是主要的勘探目标,应分别对待。 相似文献
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川东北地区酸性气体中CO2成因与TSR作用影响 总被引：3，自引：0，他引：3
通过对川东北地区52个天然气样品化学组分和稳定碳同位素分析,天然气以烃类气体为主,且甲烷占绝对高含量,重烃气体甚微,干燥系数C1/C1+为0.989～1.0。非烃气体H2S和CO2含量变化较大,当二者含量大于5.0％时,具有较好的正相关性。川东北地区天然气中CO2主要包括碳酸盐岩热分解和TSR作用,其中碳酸盐岩热分解生成的CO2含量一般小于5.0％,13CCO2值小于-2‰,且CO2含量与13CCO2值具有正相关性;而TSR作用生成的CO2含量大于5.0％,13CCO2值多大于-2‰,且CO2含量与13CCO2值具有较弱的负相关性。CH4/CO2比值和（H2S+CO2）/（H2S+CO2+∑C1-3）比值能够较好地反映TSR作用程度;当CH4/CO2比值和（H2S+CO2）/（H2S+CO2+∑C1-3）比值分别小于10和大于0.1时,随着TSR作用增强,CH4/CO2比值减少,而（H2S+CO2）/（H2S+CO2+∑C1-3）比值呈指数增加。同时,遭受TSR作用改造的天然气具有较高CO2含量和重的13CCO2,造成13CCO2值与实验结果不一致性的可能原因是在TSR反应过程中部分CO2与硫酸盐中Mg2+、Fe2+和Ca2+等金属离子以碳酸盐的形式沉淀且残余的重碳同位素组成的CO2与酸性气体腐蚀碳酸盐储层形成的CO2相混合。 相似文献
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小秦岭地区花岗岩体中CO2—H2O包裹体的找矿意义 总被引：1，自引：0，他引：1
小秦岭地区与金矿成因有关的燕山期文峪花岗岩及其派生石英脉中发育了非常丰富的ＣＯ２－Ｈ２Ｏ包裹体,其流体为富含ＣＯ２的低盐度（＜１０％ＮａＣｌ）流体,这与含金石英脉内的包裹体类型及金矿成矿流体性质上十分相似。与金矿成因无关的华山岩体内包裹体类型则为水溶液包裹体,流体性质为贫ＣＯ２的低盐度流体。与金矿有关,但其周围矿化很差的娘娘山岩体内ＣＯ２－Ｈ２Ｏ包裹体数量很少。因此,ＣＯ２－Ｈ２Ｏ包裹体可以作为与金矿成因有关的花岗岩体关联程度的判别标志,而ＣＯ２－Ｈ２Ｏ包裹体的丰度可以作为金矿床品位和规模评价及成矿前景展望的依据 相似文献
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克因布拉克铜锌矿床位于新疆阿尔泰山南缘冲乎尔盆地。矿体主要赋存于早二叠世花岗岩外接触带的下泥盆统康布铁堡组上亚组内。克因布拉克矿床经历了两个成矿期:海相火山喷流沉积成矿期和变质热液叠加成矿期。变质热液叠加成矿期可包括2个阶段:早阶段顺层透镜状石英脉(Q1)和晚阶段切层含黄铁矿?黄铜矿石英脉(Q2)。石英脉中流体包裹体以富CO_2-N_2为特征,流体包裹体组合(FIA)发育。流体包裹体类型包括CO_2-N_2包裹体、H_2O-CO_2(±N_2)包裹体和水溶液包裹体(L-V型)。显微测温结果显示,Q1中CO_2-N_2包裹体三相点温度(T_(m,CO_2))范围在-61.2~-59.1℃,部分均一温度(T_(h,CO2))的范围是-42.3~-36.0℃。Q2中CO_2-N_2流体包裹体的T_(m,CO_2)为-61.6~-58.1℃,T_(h,CO_2)范围是-30.0~10.4℃;Q2中H_2O-CO_2(±N_2)包裹体的T_(m,CO_2)为-61.4~-58.1℃,T_(h,CO_2)为-11.9~5.3℃,CO_2笼合物融化温度(T_(m,clath))范围是2.9~13.1℃,完全均一温度(T_(h,total))为312℃,伴生的L-V包裹体T_(h,total)为201~389℃,求得CO_2相密度为0.91~0.97 g/cm~3,盐度为1.62%~12.02%NaCl_(eqv)。计算得到流体包裹体的最低捕获压力范围为250~320 MPa,具有极富CO_2-N_2、低盐度的特点,属于变质流体。变质热液期早阶段石英脉δD值为-90.5‰,δ~(18)O_(H_2O)值为7.8‰;晚阶段石英脉δD值为-82.1‰~-80.4‰,δ~(18)O_(H_2O)为6.2‰~8.6‰。海相火山沉积期硫化物的δ~(34)S为0.9‰~2.1‰,硫来自火山岩浆活动;变质热液叠加期硫化物的δ~(34)S为0.1‰~1.1‰,显示了与造山变质深源流体有关的来源。克因布拉克铜锌矿床矿石变形变质结构特征以及石英脉中富CO_2-N_2流体的大量出现,说明变质流体对矿床具有一定的叠加改造,矿床具有多阶段的特点。 相似文献
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煤层气及天然气中的H2S与SO2及其危害性 总被引：4，自引：0，他引：4
毒害性气体是影响煤层气和天然气质量及安全生产的一个重要因素,但目前缺乏对煤层气中H2S与SO2及其毒害性的系统性研究。本文在介绍H2S和SO2的毒害性及其机理的基础上,研究并讨论了煤层气及天然气中H2S和SO2的含量分布及其存在的主要问题、天然气和煤层气勘探开发中H2S和SO2的腐蚀性与毒性, 提出在优选勘探开发煤层气区时,需考虑H2S和SO2的含量问题。气体中H2S的安全临界含量近似值为0.0013%, SO2的安全临界含量可选取为0.036%(尚需进一步研究)。另外,在煤层气勘探开发选区时,成煤期的沉积古地理环境可作为一个考虑因素。 相似文献
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在CO2地质封存过程中,CO2注入深部岩层,引起地层孔隙流体组分和压力的改变,影响岩层的力学稳定性,可能导致储盖层破裂、地表隆起,并引发中小规模地震等不良后果。以砂岩为试验研究对象,以CO2、N2、H2O作为孔隙流体介质,通过控制和调节流体的温度和孔隙压力,开展了单相流体作用下岩石三轴压缩力学特性对比试验,分析了单相流体耦合作用下岩石强度、弹性模量和泊松比等基本力学参数。研究发现,高压孔隙流体使干燥砂岩的峰值强度和弹性模量均出现不同程度降低,泊松比却有较为明显的升高现象,且影响作用从大到小依次为H2O、CO2、N2。孔隙流体降低了干燥砂岩的脆性,并增强了塑性变形,且含水砂岩塑性最强。孔隙流体对砂岩力学特性影响程度取决于流体与岩石矿物成分的相互作用强弱,分析认为砂岩中不同矿物成分对CO2、N2、H2O的选择性吸附导致孔隙流体对砂岩强度影响差异明显,且作用效应从大到小依次为H2O、CO2、N2。 相似文献