利用咔唑类化合物研究油气的运移——以塔里木盆地环阿瓦提凹陷志留系古油藏为例

咔唑类化合物是原油中极性较大的化合物,是研究油气运移的有效指标。在油气运移过程中,咔唑类与围岩发生作用而被吸附;苯并[a]咔唑比苯并[c]咔唑运移速度快;C3-咔唑的极性相对于C2-咔唑的较小而运移较快。因此,随运移距离增大,原油中的咔唑类化合物的含量将不断减少,苯并[a]咔唑/苯并[c]咔唑比值增大,C2-咔唑/C3-咔唑比值变小。塔里木盆地的第二期油气成藏发生在海西晚期,阿瓦提凹陷在海西期不断沉降,为塔里木盆地主要的生油凹陷,寒武系—下奥陶统源岩此时处于大量排烃期,根据上述几项含氮化合物指标的研究可知,排出的油气从生烃中心向四周呈辐射状运移,在构造高部位聚集成藏,晚海西期运动时被抬升至地表形成现今广泛分布的干沥青。

胡庆油田湖相原油咔唑类化合物的地球化学特征

胡庆油田湖相原油成熟度低,多为低成熟原油,生物降解作用轻微,原油中含有丰富的咔唑类化合物。分析表明,原油成熟度对咔唑类化合物含量及相对组分影响明显,源岩沉积环境对其也有一定的影响,而生物降解作用对咔唑类化合物含量及相对组分影响很小。原油中咔唑类化合物含量、链基咔唑/苯并咔唑及苯并咔唑比值受原油成熟度与沉积环境影响明显,已不适合用来指示油气运移距离,而二甲基咔唑同分异构体比值所受影响小,仍可作为油气运移的有效参数。

准噶尔盆地北三台地区湖相原油咔唑类化合物的地球化学特征

准噶尔盆地北三台地区北 82井、北 83井和沙 10 8井湖相原油咔唑类化合物的分布特征表明 ,油气运移作用是影响该区原油中咔唑类化合物分布的重要因素。沿油气运移方面 ,咔唑类化合物具有明显的分馏效应。总的趋势是原油中咔唑类化合物、高分子量的烷基咔唑化合物和苯并咔唑化合物的含量逐渐减少 ,低分子量咔唑和甲基咔唑 ,以及具屏蔽效应的二甲基咔唑和苯并 [a]咔唑异构体的相对含量则逐渐增加。利用咔唑类化合物的分馏效应 ,可有效地指示油气运移方向。

稠油催化裂解前后咔唑类化合物的变化及其催化降黏机理的研究

在稠油族组成分离中,采用低毒试剂正己烷、二氯甲烷、无水乙醇及其混合溶剂,将反应前后已除去沥青质的稠油分离为饱和烃、芳烃和含氮化合物。优化并确立了各步分离条件,用GC-MS对各组分进行检测,了解水热催化裂解降黏前后各组分的变化,剖析了胶质中咔唑类化合物的变化。并结合1HNMR、元素分析等分析手段,证明稠油经水热催化裂解反应后,重质组分中的含氮组分发生了变化,生成了部分咔唑类化合物,同时,重质组分的组成和结构也发生了一定程度的改变,其超分子结构在一定程度上遭到破坏,生成二环、三环低环数芳烃和小分子量直链烃。这些变化使得稠油黏度降低。

咔唑类化合物的运移示踪机理及应用

咔唑类含氮化合物是一种良好的油气运移示踪剂。咔唑分子9号碳位上的氢原子易与疏导层基质表面的含氧官能团作用产生氢键,导致咔唑类化合物可逆或不可逆地吸附并部分残留在疏导层中。该氢原子受到的屏蔽程度不同,导致化合物受到的吸附几率存在差异。因此,根据咔唑类化合物在正相色谱图上的出峰顺序,可推测其在疏导层中的运移情况;根据不同类型的咔唑类化合物在原油中的绝对含量和比值,可推断油气运移的方向和相对距离。

咔唑类化合物在MoS_2晶体表面吸附行为的第一性原理

基于密度泛函理论,采用VASP方法研究了咔唑类化合物(咔唑、3-甲基咔唑和1,5-二甲基咔唑)在MoS2(00-3)晶体表面的吸附行为,考察引起其吸附能差异的原因。结果表明,咔唑类化合物在MoS2晶体表面的吸附过程中为电子受体,其吸附能随MoS_2片层数的增多而减弱;由于空间位阻和电子效应的共同作用,使得咔唑类化合物在MoS2晶体表面的吸附能随着苯环上甲基取代数目的增加而变小;Bader电荷及高低占据轨道的分析表明,咔唑类化合物分子上N原子得电子多少的顺序与它们在MoS2晶体表面的吸附能大小顺序一致,吡咯环N原子上的电子流向催化剂Mo原子,同时咔唑类化合物分子的LUMO轨道接受S原子HOMO轨道的电子形成反馈键,使得咔唑类化合物在MoS2晶体表面稳定吸附。

煤和泥岩不同温度条件下非烃中咔唑类化合物的演化特征

在密闭体系中,200～450℃的条件下进行了煤和泥岩加水的模拟实验,分析了实验产物非烃中咔唑类化合物的演化特征,并讨论了不同温度条件下非烃中咔唑类化合物的演化的机理。实验结果表明,非烃中咔唑类化合物是沉积有机质成岩过程的产物,其含量和组成受有机质成熟度影响较大。该研究结果不仅加深了对非烃中咔唑类化合物演化机理的认识,而且为更好的应用咔唑类化合物作为指示剂提供更大的帮助。

杜氏藻热解产物中咔唑类化合物的检出及其地质意义

通过对盐生杜氏藻的热模拟成烃研究,发现其热解产物中含有丰富的咔唑系列化合物,它包括咔唑(CZ)、甲基咔唑(M-CZ)、二甲基咔唑(DM-CZ)、三甲基咔唑(TM-CZ)、四甲基咔唑(TeM-CZ)、五甲基咔唑(PM-CZ)和六甲基咔唑(HM-CZ)。并且在300℃热模拟产物中咔唑系列化合物含量较高,在芳烃馏分中相对含量为30.97%,350℃时产出较低,为15.44%,而250℃时未检出此类化合物。这一方面表明嗜盐杜氏藻很可能是原油和烃源岩中咔唑类化合物的主要母源之一,另一方面表明高盐环境下这种以杜氏藻为主要生烃母质的原油可能富集咔唑类化合物,这为该环境下油源对比提供了有力依据。

吲哚咔唑类化合物对肿瘤相关酶的抑制作用

近年来 ,吲哚咔唑类化合物Staurosporine及其衍生物对肿瘤相关酶活性的抑制作用得到了广泛的研究。此类化合物对蛋白激酶C、细胞周期蛋白依赖激酶、检测点激酶等都具有较好的抑制作用 ,并能抑制肿瘤细胞增殖 。

咔唑类化合物的地球化学意义及应用

通过对国内外文献的分析和研究,简要阐述咔唑类化合物的分子结构特征,以及分离与分析的技术手段,综述咔唑类化合物作为油气运移参数应用实例及其适用性,并且提出这类化合物也可作为成熟度、沉积环境和油源对比等参数使用。

深度加氢柴油中咔唑类化合物的测定

建立了采用气相色谱-四极杆-飞行时间质谱仪定性、定量分析深度加氢柴油中咔唑类化合物的方法。该方法可对质量分数为ng/g级的5类咔唑类化合物进行分析,定量标准曲线的线性相关系数R2大于0.9980,回收率范围为81.86%~89.27%,相对标准偏差范围为2.36%~4.14%,重复性较好,最低检出限为0.0004~0.0016 mg/L,定量限为0.0012~0.0054 mg/L,灵敏度较高。利用该方法对不同加氢深度的加氢柴油中咔唑类化合物进行分析检测,结果表明:咔唑、甲基咔唑易于在加氢精制过程中脱除;1位、8位甲基取代的二甲基咔唑类、三甲基咔唑类化合物空间位阻较大,在加氢条件下较难脱除。

咔唑、酚类和二苯并噻吩类化合物在油气运移研究中的应用

原油和源岩中咔唑、酚类和二苯并噻吩类化合物为油气运移研究提供了理想的工具。烷基咔唑浓度、屏蔽和半屏蔽异构体-暴露异构体比值和苯并咔唑比值是很好的运移指标,但源岩有机质输入、沉积环境、热成熟度、初次和二次运移及生物降解作用都可能对这些化合物分布产生影响。不同沉积环境的原油中咔唑类化合物分布差异很大,咔唑类化合物运移参数在成熟度较低时随成熟度增加而增加,在成熟度较高时随成熟度增加而降低,限制了其作为油气运移指标的适用性。烷基酚浓度可以指示油气运移方向,但同样受相和沉积环境、成熟度和生物降解等多种因素影响。同源石油的烷基二苯并噻吩类参数(如4-/1-MDBT,2,4-/1,4-DMDBT和4,6-/1,4-DMDBT)可应用于不同成熟度的原油、生物降解原油和同源石油两期充注的混合油的油气运移示踪,是很好的油气运移评价工具。断陷盆地生成的油气成熟度差异大,相和沉积环境变化快,因此利用分子地球化学指标进行油气运移示踪时,需要综合考虑各种影响因素。

咔唑类化合物在油气运移研究中的应用初探

对含氮化合物进行了广泛而深入的研究,特别是在咔唑类化合物在油气运移中的应用研究方面取得了重要的进展,而国内的研究尚属空白。根据前人的研究表明。

原油中的咔唑类化合物

原油中有机氮的含量一般在0.1％～0.2％(重量)之间,以芳香稠环形式存在,主要有两种结构类型,非碱性吡咯类型(如咔唑类化合物,指咔唑、苯并咔唑、二苯并咔唑及其烷基衍生物)和碱性吡啶类型。原油中吡咯结构化合物比吡啶结构化合物占优势,前者在原油中的含量约是后者的1.44～4.26倍。近年来,由于咔唑类化合物的分离和分析技术进一步发展和完善,国外石油地球化学家发现该类化合物蕴藏着丰富的地质-地球化学信息,尤其在油气运移、油藏聚集史及储层润湿性等方面的研究中展示了独特的优势和潜力。

Pd催化的联芳香类化合物和炔的芳构化反应

Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,7895～7898咔唑类化合物是一类重要化合物,其中吲哚[2,3-a]咔唑类生物碱具有抗菌、抗癌活性,已经被大量文献报道.

以6,11-二氢-5H-苯并[a]咔唑优势结构为基础的抑制宫颈癌细胞增殖先导化合物的发现

目的·发现以6,11-二氢-5H-苯并[a]咔唑环为母核可抑制宫颈癌细胞增殖的先导化合物。方法·用Fisher吲哚合成法制备了一系列6,11-二氢-5H-苯并[a]咔唑类化合物及其类似物,并在体外用CCK8法测试了这些化合物对He La细胞增殖的抑制作用。结果·2-甲氧基-6,11-二氢-5H-苯并[a]咔唑和8-氯-2-甲氧基-6,11-二氢-5H-苯并[a]咔唑具有良好的抑制He La细胞增殖的活性,其半数抑制浓度(IC50)值分别为9.61μmol/L和16.52μmol/L。结论·发现2个目标先导化合物。在6,11-二氢-5H-苯并[a]咔唑类衍生物中,母环2位C上为甲氧基取代的衍生物具有较好的抗宫颈癌细胞增殖活性。

原油中咔唑类参数运移示踪效应的驱替模拟实验

油气运移研究对油气勘探与开发至关重要,受原油黏度、复杂化学组成及潜在的多种地质因素影响,原油运移方向与路径的确定难度较大。分子地球化学参数是研究油气运移规律的有效方法之一,实际成藏过程中的这些参数受其形成、相对组成以及演化程度等因素的影响。在实验室条件下可实现单一因素控制下的分子参数效应,采用室内驱替模拟实验的方法,在填砂管上进行油驱水实验,利用C18固相萃取柱分离与富集不同运移距离吸附油中的咔唑类化合物,考察原油中咔唑类化合物的运移示踪规律。结果表明,咔唑类参数1-/4-MCA、1,8-/1,7-DMCA、1,8-/2,4-DMCA、1,8-/2,5-DMCA、1,8-/2,7-DMCA比值均随着运移距离的增加而显著增大,特别是全屏蔽型与全裸露型异构体比值1,8-/2,4-DMCA和1,8-/2,5-DMCA的增长幅度可达63.97%和35.50%,这些参数具备作为良好的运移示踪参数的潜质;而参数苯并[a]/[c]咔唑所表现出的运移示踪规律与前人部分实际油藏运移研究不符,可能是苯并咔唑类化合物的运移受其本身构型和其他地质条件的影响,建议该参数在应用到油气运移示踪研究时须谨慎使用。实验结果可为原油运移示踪参数研究提供有效的方法借鉴,但在实际地质应用时仍需结合分子动力学等手段对相关参数进行验证与优选。

应用含氮化合物判别油气运移的方向

利用原油中含氮化合物的组成及绝对浓度的变化,对江汉盆地西南缘油气运移特征进行了研究。结果表明,原油中含氮化合物的分布及组成特征较好的指示了油气运移效应,江汉盆地西南缘石油具有从生油凹陷(玫瑰桥-牛头岗洼陷)向邻近的构造高部位和断层上升盘发生侧向运移的趋势;石油在发生侧向运移的同时还沿断层发生向上的垂向运移。该结果与该区油气分布和勘探实践相吻合。