题名 | 海相碳酸盐岩中有机酸盐赋存和成烃机理研究-以塔里木盆地为例 |
作者 | 孙敏卓 |
学位类别 | 博士 |
答辩日期 | 2009 |
授予单位 | 中国科学院研究生院 |
导师 | 夏燕青 ; 孟仟祥 |
关键词 | 塔里木盆地 海相碳酸盐岩 有机酸盐 生烃母质 成烃机理 |
学位专业 | 地球化学 |
中文摘要 | 我国海相碳酸盐岩地层中,普遍存在有机质演化程度高、丰度低的特征,其生烃能力及生烃机理问题长期困扰油气地球化学家和勘探家。有专家认为在碳酸盐岩中,除了可溶有机质和干酪根外,还存在一类可能的生烃母质—有机酸盐。本文通过系统总结前人研究成果,应用地球化学和分析化学技术,对塔里木盆地寒武系、奥陶系海相碳酸盐岩进行了较系统的研究,对海相碳酸盐岩油气的形成及有机酸盐在该地层中的赋存有了新的认识。这对重新认识海相碳酸盐岩中有机质的赋存形式、成烃机理以及对其生烃能力的评价具有一定的借鉴和指导意义。 TG/DTA的实验分析显示,在250℃时有机酸发生气化但分子结构不变,而有机酸盐未发生变化,这就使我们能够去除游离的有机酸而不破坏有机酸盐。根据TG/DTA的实验结果,将索氏抽提(氯仿,72h)后的岩渣,在250℃热模拟10h,之后皂化,过滤,用蒸馏水反复冲洗。将冲洗后的岩渣做红外光谱分析,结果显示其中无有机酸的存在,这说明游离有机酸已经全部清除。接下来将冲洗后的岩渣用稀盐酸酸化,对酸化后的残渣进行红外光谱分析,谱图中存在明显的酸羰基和酸羟基的特征吸收峰,说明酸化后的残渣中有有机酸的存在,进而推断其为有机酸盐的酸化产物(有机酸盐转化酸),即塔里木盆地海相碳酸盐岩中可能存在有机酸盐。最后对分离出的有机酸盐转化酸进行GC/MSD分析,鉴定出以C12~C18脂肪酸为主的有机酸,而此前在原样中获取的有机酸主要是C12~C24脂肪酸,且两者EOPf值明显不同,进一步说明有机酸盐转化酸不是原有机酸的残留,这就更加证实了该盆地中确有有机酸盐存在。 为了研究有机酸盐的生烃机理,我们进行了模拟实验。因为塔里木盆地碳酸盐岩中有机酸主要是脂肪酸,所以我们选取具有代表性的硬脂酸和软质酸混合体为样品,进行纯酸、酸加铁粉以及硬脂酸盐和软脂酸盐对比热模拟实验。结果表明,无催化剂时,脂肪酸在低于300℃时,最大的转化率仅为9.6%,90.4%的脂肪酸未发生变化。脂肪酸钙在300℃以前只发生微弱的分解,产生少量的液态烃。而脂肪酸在加铁粉的情况下250℃时就有94%发生了转化,在300℃时脂肪酸全部“消失”。因此,铁粉在脂肪酸的演化中发挥了重要的作用。通过进一步分析发现,在脂肪酸加铁粉的热模拟实验中,一部分铁粉直接与脂肪酸发生了反应,生成了脂肪酸亚铁,而另外一部分铁粉则起到了催化剂的作用。在对三个系列热模拟实验产生的液态烃分析后发现,铁粉存在下的脂肪酸和脂肪酸钙在热作用下都可以生成非常丰富的长链中位酮,而纯脂肪酸则不能,因此,长链中位酮可以被看作为海相碳酸盐岩地层中有机酸盐是否存在的特征标志化合物。我们在塔里木盆地海相碳酸盐岩的氯仿沥青“A”中和其测定TOC过程中的流失物中确实检测出了C31~C35长链中位酮,从而进一步证实该盆地海相碳酸盐岩中存在有机酸盐。 在常规TOC测定时,部分有机质因酸解而流失,相对流失量分布在0.159mg/g~0.334mg/g(mg/g指每克岩样中含多少毫克的流失有机质),且相对流失量与碳酸盐的含量呈正相关,其最高达到了对应样品TOC的1.113倍。因此在评价塔里木盆地海相碳酸盐岩时应对常规测定TOC过程中的流失物予以考虑,这将对该盆地海相碳酸盐岩生烃潜力的计算起到重要的意义。 |
公开日期 | 2013-01-10 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://ir.lig.ac.cn/handle/132962/1954] ![]() |
专题 | 兰州油气资源研究中心_研究生论文_学位论文 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 孙敏卓. 海相碳酸盐岩中有机酸盐赋存和成烃机理研究-以塔里木盆地为例[D]. 中国科学院研究生院. 2009. |
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