有机地质大分子结构与未熟油生成

未熟油是一种重要的非常规油资源。从有机地质大分子结构的角度，分析讨论了对有利于生成米熟油的地质大分子的结构特征：首先是应包含有丰富的长链脂族结构，以亚甲基碳含量为参数；同时从分解能与活化能的关系，用动力学参数阐明了大分子中包含有一定数量弱交联键的重要性，这些弱键主要包括由杂原子构成的脂族硫碳键、醚键和酯键，以及烷基与芳环相联的卢位键等，并分别评价了这些结构参数的分析方法；对地质大分子的分子量与交联度对未熟油生成的重要作用，也进行了讨论。据此，从大分子结构演化的观点，描述了未熟油生成的化学过程。

用^13C NMR波谱技术研究烃源岩显微组分的化学结构与成烃潜力

取１７个烃源岩的显微组分，用￣１３ＣＮＭＲ波谱技术进行了化学结构与成烃潜力的研究，按照脂碳的丰度与油气潜力碳的大小，各组分可按如下顺序排列：藻类体、树脂体、角质体、孢子体、木栓质体、镜质体、惰性体．以惰性碳、油潜力碳与气潜力碳划分显微组分为三组成，并构成三元图，藻类体位于图的上部，相当于Ｉ型干酪根；各稳定组分位于图的中部，相应干Ⅱ型干酚根；镜质体与惰质体位于图的左下部，相当于Ⅲ型干酪根．据此。

抚顺油页岩热解成烃机理——固体^(13)C核磁波谱技术的应用

用高场(75.46MHz)固体^(13)C NMR波谱仪研究了抚顺油页岩在不同终温下热解时油母质的化学结构变化。在应用交叉极化魔角旋转技术的同时,采用了旋转边带全抑制技术,取得了高分辨的波谱;采用偶极相移技术,取得了带质子与不带质子碳的定量数据;又采用了旋转边带分析技术,取得了高芳碳含量油母质中芳碳的结构组成信息。由此得出了热解过程中不同结构的碳分布与芳碳率、芳氢率、芳氢取代率、未取代芳核假想氢碳比等结构参数。据此,对油页岩油母质的热解成烃机理进行了讨论。

NMR在固体化石能源中的应用

综述ＮＭＲ在固体化石能源的科学与技术领域中的应用，各种固态ＮＭＲ技术，诸如ＣＰ、ＭＡＳ、ＤＤ、ＤＮＰ、ＴＯＳＳ、ＣＲＡＭＰＳ、ＮＭＲＩ等，均已用于表征化石能源的化学结构，其中以芳碳率与芳氢率作为结构多数最为重要。最近发展中的新方法，例如魔角慢转以及不同结合质子碳的谱编辑技术，展示了从核磁谱取得更多结构信息的前景，ＮＭＲ可用于研究固体化石能源自然或人工热演化的机理；油气资源潜力的评价；煤在化学加工中性质的预测等。

高磁场固态碳13核磁共振法研究干酪根的热降解成烃机理

用高磁场(75.46MH_Z)固态碳13核磁共振(NMR)波谱仪研究了抚顺油页岩在热降解模拟试验中干酪根的化学结构变化.为了消除旋转边带的干扰,在应用交叉极化与魔角自旋(CP/MAS)技术的同时,采用了Dixon TOSS技术,从而得到高分辨的波谱图。据此测定了热降解过程中干酪根各种碳结构组成的变化,计算了芳碳率、亚甲基基团平均碳原子数、环缩合指数等一系列干酪根的结构参数,并与干酪根的相对产油潜力相关联.发现干酪根的产油潜力直接与亚甲基基团的含量有关,而芳碳以及与芳碳相连的甲基碳则贡献甚微.文中还对干酪根的热降解成烃机理作了探讨。

用固体^(13)C核磁共振技术研究黄县褐煤的化学结构

应用高磁场(75.46MHz)固体^(13)C核磁共振仪与交叉极化,魔角自旋,旋转边带全抑制、偶极相移等核磁技术,对黄县褐煤的化学结构进行了研究。结合元素分析与一些含氧基团的化学分析,得出了碳、氢、氧在各种基团中的分布,并据此计算了芳碳率、芳氢率、芳氢取代率、未取代芳核氢碳比和平均结构单元芳环数等一系列化学结构参数。据此,提出了一个该褐煤有机质的假想化学结构模型。

等离子体氧低温灰化仪的试制及应用

根据低温等离子体氧氧化的基本原理及文献资料,自行设计研制了一套能用于固体燃料低温灰化的等离子体氧低温灰化仪。实验结果表明,仪器的性能良好。在氧流速为 50mL/min,真空度小于 0.26kPa,高频发生器输出50W时,该仪器可对煤或油页岩试样进行正常的低温灰化。灰化时间与灰化后的残留有机碳达到国外同类仪器工作的水平。对仪器的氧化反应器与真空系统的接口作了新的设计,使气体中残余的等离子体氧充分复合为分子态,保证了仪器的长期安全操作。该仪器可用于测定煤和油页岩矿物质的含量;还可用于直接测定油页岩中有机质的氢碳比。

用低温氧等离子体灰化法测定煤中矿物质

本文介绍了用低温氧等离子体灰化法测定煤中矿物质,从而突破了长期以来限于分析煤灰中金属氧化物的组成,提高了对煤中矿物质性质的认识。

褐煤催化降解生烃过程的动力学研究

利用微量热天平模拟装置，对山西繁峙褐煤进行热降解模拟实验，考察了作为催化剂介质的粘土矿物和无机盐类对褐煤热解生烃过程的影响，求得了催化生烃过程的动力学参数（表观活化能和视频率因子）。结果表明：催化剂介质不同程度地降低了热降解反应的表观活化能，从而加速了反应的进行。各种催化剂对活化能的影响由大到小依次为：蒙脱石，方解石，K2CO3，Na2SO4，NaHCO3，CaCl2，高岭石，伊利石，MgCl2。无机盐类的催化机制可以用电子转移学说加以解释。

低熟烃源岩的超强混合溶剂抽提及其地球化学意义

将一种新的、具有超强抽提能力的二硫化碳与N 甲基 2 吡咯烷酮混合溶剂 (CS2 NMP)用于抽提低熟烃源岩有机质 ,并将抽提结果与氯仿抽提、甲醇丙酮氯仿三元混合溶剂抽提进行了比较。研究结果表明 ,CS2 NMP混合溶剂在不破坏有机质化学结构的情况下对低熟烃源岩有机质有很强的抽提能力 ,是氯仿抽出量的 2～ 9倍 ,对部分低熟烃源岩有机质的抽出量达到 70 0mg/g以上。异常高的有机质抽出量表明 ,低熟烃源岩有机质中含有丰富的非共价键缔合结构 ,这对有机质演化有重要意义。

用钌离子催化氧化法研究干酪根及其显微组分的化学结构

用钌离子选择性催化氧化法研究了茂名油页岩干酪根、山西蒲县藻煤藻类体、长广树皮煤的树皮体以及山西繁峙褐煤镜质组的化学结构。研究结果表明 ,茂名油页岩干酪根和蒲县藻煤藻类体的化学结构均以醚 /酯键形式交联的中等链长的脂链结构为主 ,繁峙褐煤镜质组中的芳香结构仍保留着木质素基本结构单元的单环结构 ,同时含有丰富的脂族化合物。这些脂族化合物可能来自这一富氢显微组分中的超微类脂体。长广树皮煤中树皮体以少于 4个环的稠环化学结构为主 ,由小于C12

用^(13)CNMR CP/MAS波谱表征干酪根的性质

用固体^(13)C核磁共振(NMR)交叉极化(CP)魔角旋转(MAS)波谱技术,研究大庆地区不同类型与成熟度的20个干酪根样品的性质;根据7种化学结构与干酪根有关的模型物质的化学位移数据,总结干酪根NMR谱中脂碳与芳碳谱带峰型的变化规律,提出除视芳碳率f_a外,脂碳和芳碳峰的峰高与半峰宽之比h_1/B_1与h_2/B_2,与干酪根的结构密切相关,是表征干酪根类型与成熟度的良好参数。实验表明,干酪根的芳碳率、环缩合指数,以及h_1/B_1,h_2/B_2与H/C之间有很好的线性关系。据此提出了用f_a划分干酪根类型的具体指标,并用h_1/B_1与h_2/B_2作图以表征干酪根的类型及其演化途径。

用红外光谱表征干酪根和煤的芳碳量

干酪根和煤红外光谱中的芳碳含量常以1600cm^(-1)频带来表征.但该频带的强度受芳碳骨架化学环境和结构的强烈影响.用苯并菲、茬、二羟基蓁、二苯酮和联苄等6种模型化合物进行红外光谱分析发现,1600 cm^(-1)频带因芳环稠化而迅速减弱,因邻接含氧基团而显著增强.对不同类型干酪根的热模拟系列产物进行了红外光谱和固体^(13)C核磁共振波谱的综合研究.结果表明,1600 cm^(-1)的摩尔吸光系数ε_1600有随演化加深而下降的趋势,尤以煤系干酪根为甚,与模型化合物的结果相符.因此,吸收系数K_1600可用以区分干酪根的类型,但不宜用作其成熟度的参数.

长广煤木栓质体的热解特征及热解产物各组分生成动力学

用等温热解气相色谱（Ｐｙ－ＧＣ）法以及热解气相色谱质谱（Ｐｙ－ＧＣ－ＭＳ）联用技术，结合元素分析，探讨了我国浙江省长广煤木栓质体的热解特征。用等温一级反应动力学模型首次求取了长广木栓质体热解产物中正构烷烃、正构烯烃、苯、甲苯、酚等各组分生成动力学参数，并探讨了这些动力学参数与木栓质体生烃序列的关系。

蒲县藻煤藻类体热解产物单组分生成动力学

用快速热解气相色谱法（Ｐｙ－ＧＣ）以及热解气相色谱－质谱（Ｐｙ－ＧＣ－ＭＳ）联用技术，鉴定了山西蒲县藻煤藻类体的热解产物组成。利用等温一级反应动力学模型，计算了蒲县藻煤藻类体热解产物中正构烷烃、正构烯烃、苯（Ｂ）、甲苯（Ｔ）、萘以及热解总产物（Ａ＿Ｔ）等组分生成动力学参数，探讨了这些动力学参数与生烃的关系。

用两步热重法测定生油岩干酪根的芳碳率和生油量

用两步热重法（用样量小于１０ｍｇ）快速测定干酪根的无水无灰基。固定碳含量（ＦＣ），并与固态＾１３ＣＮＭＲ法测定的芳碳率（ＦＡ）相比较，得到关联公式。两步热重法的原理是，第一步：在惰性气氛（Ｎ２）下，将干酪根升温至１１０℃，测出水分失重，于１１０～９００℃热解并测出挥发分失重；第二步：在９００℃下将Ｎ２切换成空气，燃烧至恒重测固定碳重，残渣为灰分。本文还结合干酪根有机碳的质量系数法。

繁峙煤镜质组的生烃特征与热解产物生成动力学研究

本文利用付立叶红外光谱（ＦＴＩＲ）．热解气相色谱（Ｐ＿Ｙ－ＧＣ）及热解气相色谱质谱（Ｐ＿Ｙ－ＧＣ－ＭＳ）联用技术等分析手段，探讨了我国山西繁峙煤镜质组的生烃特征，鉴定了如气体烃、正构脂肪烃、苯酚、单环芳烃以及甲氧基酚类等热解产物６７种化合物。用相继等温热解法一级反应动力学模型，求取了热解产物如气体组分（Ｃ＿１～Ｃ＿６）、轻烃（Ｃ＿７～Ｃ＿（１４））、重烃（Ｃ＿（１５）～Ｃ＿（３０））、正构脂肪烃（ｎＣ＿ｉ）、烷基芳烃、苯酚等的生成动力学叁数，并探讨了这些参数与旱期生烃的关系。

低熟煤型气的成因化学

用水介质热压模拟、１３Ｃｎｍｒ分析表明，Ｒｏ＝０．７％以前，煤型有机质中的芳环结构的变化主要是官能团的变化，芳环仍然保留着单环的结构特征，并未发生明显的缩合作用。即在早期热演化过程中由邻甲氧基苯酚结构向邻苯二酚类结构转化，进而转化为烷基酚类结构，同时脱去甲氧基中的甲基。甲氧基含量从Ｒｏ＜０．３％开始迅速减少，到Ｒｏ＝０．７％时已基本脱除完毕。煤型有机质中的甲氧基在热演化早期通过自由基反应脱去甲基。

烃源岩非烃组分中含氧化合物分析新方法——原位热解酯化法

采用原位热解酯化技术对烃源岩非烃组分中含氧化合物的组成进行了探索性研究 ,得到了以一系列一元羧酸甲酯为主的反应产物。这表明 ,采用该方法可以在热解过程中有效地保留脂肪酸中的羧基 ,并能在分子级水平上研究非烃组分中含氧化合物的组成、结构。该方法所需样品量少 ,简单易行 ,热解温度较低 ,对仪器要求不高 ,是研究石油及烃源岩抽出物非烃组分中含氧化合物的有效方法。

干酪根的差示扫描量热法(DSC)的研究

作者以抚顺、茂名、黄县油页岩干酪根和黄县褐煤有机质为试样,采用差示扫描量热法(DSC).对干酪根的热演化进行研究,并根据干酪根结构参数的变化,讨论其母质类型及油气生成潜力。