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挥发性有机含硫化合物在有机质熟化中的演化特征及应用

批准号:
42073066
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
肖七林
依托单位:
学科分类:
化石能源地球化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
肖七林

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
沉积盆地内天然气形成途径具有多元性,然而其分子组成却相对单一,因此准确拟定天然气成因机理是石油地球化学领域诸多难题之一。气体分子和单体化合物碳-氢同位素组成是目前判定天然气成因机理的常用指标,这些常规指标在实际使用过程中仍有相当局限性。天然气中挥发性有机含硫化合物蕴含了丰富地质-地球化学信息,可能成为判识天然气成因机理的潜在指标,然而相关研究异常薄弱。本项目基于实验室内限定条件下的热-压模拟实验结果,紧扣挥发性有机含硫化合物形成主要途径,着力刻画干酪根初次裂解、原油二次裂解和TSR过程中不同类型挥发性有机含硫化合物的生成消耗阶段和主要控制因素,同时结合室内挥发性有机含硫化合物二次运移物理模拟实验结果,尝试构建表征不同作用过程的分子地球化学指标,并将之应用于我国江汉盆地和四川盆地,希望进一步理清研究区天然气成因机理,明确相关分子指标的可靠性和适用范围。
英文摘要
Several pathways have been identified for natural gas generation in the subsurface within sedimentary basins. However, simple molecular composition of natural gas results in a big challenge in determining the generation mechanisms within the field of petroleum geochemistry. Molecular and stable carbon and hydrogen isotopic compositions of individual compounds are normally employed to evaluate the specific formation pathways, further demonstrating the limitations of these geochemical indicators under natural circumstances. Volatile organic sulfur compounds (VOSCs) are believed to be a potential robust proxy of implying the gas origins by providing the relevant distinct clues. However, little is known about their capability in this aspect. This study focuses on the generation and decomposition of VOSCs as well as the relevant controlling factors of their concentrations during the processes of kerogen primary cracking, oil secondary cracking and thermochemical sulfate reduction (TSR). Based on the experimental results of artificial pyrolysis and petroleum secondary migration, geochemical indicators of VOSCs will be constructed to characterize the specific processes and then applied to clarify the origins of natural gases from the Jianghan and Sichuan basins. This study provides us an opportunity to decipher the formation mechanisms of natural gas in study areas and improves our understanding of the advantages and limitations of these indicators.
天然气中挥发性有机含硫化合物蕴含了丰富地质-地球化学信息,可能会成为判识天然气(硫化氢)成因机理的潜在指标。本项目基于实验室内限定条件下的热-压模拟实验结果,着力刻画了干酪根初次裂解、原油二次裂解和TSR过程中不同类型挥发性有机含硫化合物的生成消耗阶段。实验结果显示:随有机质热演化程度增加,(1)干酪根初次裂解过程中,硫醇类化合物产率在%Ro=0.71时达到最大,噻吩类化合物产率在%Ro=0.33¬–1.2持续升高;(2)原油二次裂解过程中,C1-2-硫醇产率在%Ro=1.49时达到最大,C3-4-硫醇产率在%Ro=1.27时达到最大;C0-噻吩产率在%Ro=2.9时达到最大,C1-2-噻吩产率在%Ro=1.69时达到最大;(3)TSR作用过程中,C1-2-硫醇产率在%Ro=1.98时达到最大, C3-4-硫醇产率在%Ro=1.40时达到最大;C0-噻吩产率在在%Ro=3.97时达到最大,C1-2-噻吩产率在在%Ro=1.98时达到最大。可见,三种作用过程中,硫醇和噻吩类化合物生成高峰逐次后移,这一方面是由硫源差异导致,另一方面也与挥发性有机含硫化合物分子稳定性关系密切。. 实际地质条件下,四川盆地建南气田天然气内富含各种硫醇类化合物,且以甲硫醇和乙硫醇为主,噻吩类化合物未检出。这些挥发性有机含硫化合物不是TSR作用直接产物,应该是TSR成因硫化氢与烃类分子发生硫化反应直接生成,形成后可能在气藏内进一步发生了裂解。江汉盆地潜江凹陷潜北地区天然气中挥发性有机含硫化物相对丰富,除了含有丰度较高的甲硫醇和乙硫醇外,还含有较高含量的二甲基硫醚、异丙硫醇及噻吩类化合物,是地质条件下高含硫原油轻度裂解的产物。与潜北地区相比,潜南地区天然气中挥发性有机含硫化物组成相对简单,仅含有微量的甲硫醇和乙硫醇,与BSR活动关系密切。渤海湾盆地八面河油田南部生物降解稠油区块产出天然气中硫醇和噻吩类挥发性有机含硫化物含量丰富,这些含硫化合物并非原生,是蒸汽吞吐工艺实施过程中生成。地面接转站和北部区块采集气体样品中以硫化氢和羰基硫为主,含有少量挥发性有机含硫化物甲硫醇和乙硫醇,与BSR活动关系密切。项目研究成果为理清上述地区天然气(硫化氢)成因机理提供了重要科学理论依据,对于硫化氢科学防治具有重要指导意义。
硫代金刚烷类化合物在TSR中的演变特征及应用
  • 批准号:
    41673041
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    71.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    肖七林
  • 依托单位:
储层矿物对TSR影响的轻烃地球化学表征
  • 批准号:
    41403030
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    肖七林
  • 依托单位:
国内基金
海外基金