低阶煤热解结构演化及与烷烃气碳同位素相关性的红外光谱

为了阐释煤热解过程中结构演化与烷烃气碳同位素的关系,进行了低阶煤在高压釜密闭体系下热解实验,分析热解烷烃气碳同位素组成;借助傅里叶红外光谱(FTIR)精细剖析了煤结构演化规律,构建了烷烃气碳同位素组成与结构演化的关系模型,揭示了热解烷烃气碳同位素变化的原因。结果显示在R_(o,max)<1.3%之前的阶段,煤中脂链轻碳同位素被分馏出去而重碳同位素被留在长链中;当1.3%<R_(o,max)<2.0%时,具有相对较重碳同位素组成脂链再进一步的断裂分解仍主导了烷烃气碳同位素变化,也即是R_(o,max)在2.0%之前的阶段,煤中脂链倾向性的裂解方式是烷烃气碳同位素变化的主要因素;此后(R_(o,max)>2.0%)由于芳环缩聚和解体进程的加剧使得环内重碳物质得以释放进入烷烃气中,而导致其碳同位素组成迅速变重。热解烷烃气中甲烷和乙烷碳同位素组成与煤脂链结构演化呈现同步性特征,δ^(13)CCH_4和δ^(13)CC_2H_6值可以作为煤脂链结构演化的敏感性指标。R_(o,max)=1.3%和2.0%是煤热解结构演化与烷烃气碳同位素组成关联性的重要节点。研究成果对探索煤生烃与结构演化的耦合关系及二次生烃机理有理论意义。

费—托合成实验中烷烃气碳同位素分馏机理

40多年来的费—托合成模拟实验表明,只有部分结果出现了烷烃气碳同位素反序现象。通过较为完整的分析发现,其原因可能是:随着模拟实验时间的增加与温度的升高并随着产物转化率的增高,控制烷烃气碳同位素分馏的因素逐渐由动力学机制转变为热力学平衡,烷烃气碳同位素序列将由反序转变为部分倒转再到类似常规天然气的正序分布。只有在较短时间(转化率较低)或者开放体系(随生随排)条件下才遵从动力学分馏。电火花放电合成实验仅代表了理想状态下动力学分馏过程。

东海盆地X凹陷Y气田的天然气成因、成藏模式及勘探意义

本文旨在厘清东海盆地X凹陷Y气田天然气成因,建立成藏模式,以指导下步勘探部署。本文从天然气组分、烷烃气碳同位素、轻烃、凝析油生物标志化合物等分析入手,系统研究了油气成因类型及来源,并结合构造演化史、生烃史分析,建立了Y气田成藏模式,提出了大中型气田的勘探方向。主要认识如下:(1)天然气组分碳同位素、轻烃和埋藏史分析表明,Y气田天然气为凹中始新统平湖组烃源岩在龙井运动期(距今13 Ma)生成的高成熟煤型气;(2)凝析油姥鲛烷/植烷、规则甾烷等特征,反映了凹中区平湖组烃源岩发育于弱氧化-弱还原潮坪、潟湖沉积环境,生烃母质中存在一定数量的低等水生生物;(3)Y气田具有“凹中区平湖组烃源岩、花港组大型水道砂储集体、挤压构造作用”时空耦合的成藏模式,明确了凹中挤压背斜带是X凹陷大中型气田勘探的主攻方向。