在线裂解色谱—同位素比值质谱测定天然气丙烷位碳同位素及其初步应用

遵循富集、色谱分离、瞬时裂解、同位素比值测试原则,搭建了气相色谱—裂解—气相色谱同位素比值质谱(GC-Py-GC-IRMS)在线位碳同位素测试系统用以测定特定化合物位碳同位素组成。由于丙烷瞬时裂解严格受控于动力学过程,因此,以丙烷为例,考察不同温度下丙烷裂解转化率以及裂解产物碳同位素组成,获得该测试系统丙烷的最佳裂解温度为780~820℃,并根据丙烷裂解动力学分馏模型,计算获得丙烷位碳同位素组成。对鄂尔多斯盆地大牛地气田已知上古生界煤系成因两件天然气样品丙烷位碳同位素进行了测定,结果表明,奥陶系马家沟组五段气藏和石炭—二叠系气藏天然气丙烷中心碳相同的碳同位素组成可能指示二者具有相同的气源,而石炭—二叠系气藏天然气丙烷端元碳同位素显著富集^(13)C,则指示了其高演化阶段成因特征。研究成果初步展示了丙烷位碳同位素组成在天然气成因研究中具有广阔应用前景。

江汉盆地潜江凹陷盐间云质页岩热压生排烃模拟实验研究

江汉盆地潜江凹陷盐间云质页岩具有形成规模页岩油资源的潜力。通过对潜江组未熟的云质页岩烃源岩样品开展热压生排烃模拟实验,定量分析了不同热成熟度烃源岩有机质的生烃产率,并探讨了盐间云质页岩的生排烃过程。此外,将由总排烃量计算获得的转化率作为热成熟度的标尺,分析了排出油和烃气组成随热成熟度的变化。研究结果显示,残留油和排出油之间存在明显的"前驱体—产物"关系,反映了有机质生油过程为"干酪根→沥青→原油"两步同时进行的转化过程。由总排烃量计算获得的转化率与EasyR_o之间服从较严格的玻尔兹曼分布,可用于描述生油窗内烃源岩的排烃行为。当转化率在0~25%之间时,排出油各族组分相对含量变化较小;而当转化率在25%~100%之间时,排出油沥青质组分的相对含量迅速减少而饱和烃和芳烃组分明显增加,说明干酪根裂解形成的沥青(即残留油)是排出油中烃类逐渐富集的主要物质来源;与此同时,形成更多的小分子烃类改善了烃类流体的流动性,排烃作用相应增强,导致排出油产率在该阶段快速增加。