有機質(zhì)中三聯(lián)苯成熟度參數(shù)及其化學(xué)機理:基于地球化學(xué)數(shù)據(jù)和量子化學(xué)計算
發(fā)布時間:2021-09-11 17:35
三聯(lián)苯(TrP)廣泛分布于石油和沉積有機質(zhì)中,是重要的多環(huán)芳烴化合物。本文采用標樣共注,對鄂爾多斯盆地和準噶爾盆地25件煤樣中三聯(lián)苯系列化合物進行了準確鑒定,確定了該系列在HP-5MS色譜柱上的出峰順序為鄰位三聯(lián)苯(o-TrP)、間位三聯(lián)苯(m-TrP)、對位三聯(lián)苯(p-TrP),并精確計算了各異構(gòu)體在色譜柱上的標準保留指數(shù)。采用量子化學(xué)計算方法,對各異構(gòu)體結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化,并獲得一系列的熱力學(xué)參數(shù),確定了其熱穩(wěn)定性順序:p-TrP> m-TrP> o-TrP,厘定了分子結(jié)構(gòu)變形的程度大小:o-TrP> m-TrP> p-TrP,認為各異構(gòu)體之間的熱穩(wěn)定性差異是由空間位阻效應(yīng)大小不同導(dǎo)致的。初步建立了三聯(lián)苯相關(guān)成熟度參數(shù)TrP1 (TrP1=p-TrP/o-TrP)和TrP2(TrP2=(m-TrP+p-TrP)/o-TrP)與鏡質(zhì)組反射率(Ro)的換算關(guān)系式:Rc(%)=1.52×(TrP1/100)+0.53 (Ro> 0.4%)和Rc (%)=0.64×TrP2/100+0.52 (Ro> 0.4%)。本研究還發(fā)現(xiàn)沉積環(huán)境的氧化還原性對沉積有機質(zhì)...
【文章來源】:地球化學(xué). 2020,49(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
煤中三聯(lián)苯系列鑒定圖
本研究采用DFT方法,對三聯(lián)苯系列和甲基聯(lián)苯系列各異構(gòu)體的幾何構(gòu)型進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在理想情況下,甲基聯(lián)苯上的甲基和苯環(huán)之間的鍵角是120°,但由于不同取代位置的空間位阻效應(yīng)不同,導(dǎo)致各異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的變形,甲基和苯環(huán)之間的鍵角也會相應(yīng)的改變。從圖2可以看出,甲基聯(lián)苯系列分子結(jié)構(gòu)變形的程度大小順序為:2-MBP>3-MBP>4-MBP。與其類似,三聯(lián)苯系列分子結(jié)構(gòu)變形的程度大小順序為:o-TrP>m-TrP>p-TrP。所以,聯(lián)苯的不同取代位置的空間位阻效應(yīng)之大小為:C-2>C-3>C-4,三聯(lián)苯系列和甲基聯(lián)苯系列各異構(gòu)體的熱穩(wěn)定性差異是由不同取代位置的空間位阻效應(yīng)不同導(dǎo)致的。3.3 成熟度對有機質(zhì)中三聯(lián)苯分布的影響
2001年Marynowski et al.[11]通過研究不同成熟度沉積巖中三聯(lián)苯的分布特征,推測出三聯(lián)苯系列的熱穩(wěn)定順序,由此提出相關(guān)成熟度參數(shù)TrP1和TrP2。該參數(shù)目前只是定性評價成熟度的相對指標,其應(yīng)用效果尚不明確。圖4展示了TrP1和TrP2參數(shù)值與實測鏡質(zhì)組反射率(Ro)的關(guān)系,該參數(shù)隨成熟度的增加而增大,兩者呈良好的線性正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別高達0.94和0.93,表明TrP1和TrP2是良好的潛在成熟度指標。為此,本研究初步建立了通過TrP1和TrP2參數(shù)值定量評價成熟度的公式:Rc(%)=1.52×(TrP1/100)+0.53(Ro>0.4%)和Rc(%)=0.64×(TrP2/100)+0.52(Ro>0.4%),可應(yīng)用于評價低熟-高熟煤系烴源巖的成熟度。圖4 TrP1和TrP2與鏡質(zhì)組反射率(Ro)相關(guān)圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鄂爾多斯盆地中新元古界—下古生界天然氣成藏地質(zhì)條件及勘探新領(lǐng)域[J]. 杜金虎,李相博,包洪平,徐旺林,王雅婷,黃軍平,王宏波,完顏容,王菁. 石油勘探與開發(fā). 2019(05)
[2]準噶爾盆地南緣侏羅系重礦物特征及其物源指示意義[J]. 周天琪,吳朝東,袁波,史忠奎,王家林,朱文,周彥希,姜晰,趙進雍,王軍,馬健. 石油勘探與開發(fā). 2019(01)
[3]準噶爾盆地東部地區(qū)構(gòu)造演化與油氣聚集[J]. 鄭孟林,田愛軍,楊彤遠,何文軍,陳磊,吳海生,丁靖. 石油與天然氣地質(zhì). 2018(05)
[4]準噶爾盆地構(gòu)造演化階段及其特征[J]. 何登發(fā),張磊,吳松濤,李滌,甄宇. 石油與天然氣地質(zhì). 2018(05)
[5]準噶爾盆地東部構(gòu)造地層層序及盆地演化[J]. 易澤軍,何登發(fā). 石油與天然氣地質(zhì). 2018(05)
[6]鄂爾多斯盆地東緣煤層氣儲蓋特征及其控氣作用[J]. 田文廣,肖建新,張繼東,趙素平. 煤田地質(zhì)與勘探. 2015(04)
[7]石油和沉積有機質(zhì)中C3-、C4-烷基取代二苯并噻吩的鑒定[J]. 李美俊,師生寶,王鐵冠,方镕慧,朱雷. 地球化學(xué). 2014(02)
[8]苯基取代多苯環(huán)化合物的成熟度指示意義——以柴達木盆地西部古近系—新近系烴源巖為例[J]. 張明峰,鄒紅亮,馮備戰(zhàn),張小軍,吳陳君,陳茹,妥進才. 天然氣地球科學(xué). 2013(05)
[9]鄂爾多斯盆地奧陶系海相碳酸鹽巖天然氣成藏主控因素及勘探進展[J]. 楊華,劉新社,張道鋒. 天然氣工業(yè). 2013(05)
[10]柴達木盆地烏南—綠草灘地區(qū)烴源巖地球化學(xué)特征[J]. 張明峰,妥進才,張小軍,吳陳君,陳茹,郭力軍. 天然氣地球科學(xué). 2012(04)
本文編號:3393424
【文章來源】:地球化學(xué). 2020,49(02)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
煤中三聯(lián)苯系列鑒定圖
本研究采用DFT方法,對三聯(lián)苯系列和甲基聯(lián)苯系列各異構(gòu)體的幾何構(gòu)型進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在理想情況下,甲基聯(lián)苯上的甲基和苯環(huán)之間的鍵角是120°,但由于不同取代位置的空間位阻效應(yīng)不同,導(dǎo)致各異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的變形,甲基和苯環(huán)之間的鍵角也會相應(yīng)的改變。從圖2可以看出,甲基聯(lián)苯系列分子結(jié)構(gòu)變形的程度大小順序為:2-MBP>3-MBP>4-MBP。與其類似,三聯(lián)苯系列分子結(jié)構(gòu)變形的程度大小順序為:o-TrP>m-TrP>p-TrP。所以,聯(lián)苯的不同取代位置的空間位阻效應(yīng)之大小為:C-2>C-3>C-4,三聯(lián)苯系列和甲基聯(lián)苯系列各異構(gòu)體的熱穩(wěn)定性差異是由不同取代位置的空間位阻效應(yīng)不同導(dǎo)致的。3.3 成熟度對有機質(zhì)中三聯(lián)苯分布的影響
2001年Marynowski et al.[11]通過研究不同成熟度沉積巖中三聯(lián)苯的分布特征,推測出三聯(lián)苯系列的熱穩(wěn)定順序,由此提出相關(guān)成熟度參數(shù)TrP1和TrP2。該參數(shù)目前只是定性評價成熟度的相對指標,其應(yīng)用效果尚不明確。圖4展示了TrP1和TrP2參數(shù)值與實測鏡質(zhì)組反射率(Ro)的關(guān)系,該參數(shù)隨成熟度的增加而增大,兩者呈良好的線性正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別高達0.94和0.93,表明TrP1和TrP2是良好的潛在成熟度指標。為此,本研究初步建立了通過TrP1和TrP2參數(shù)值定量評價成熟度的公式:Rc(%)=1.52×(TrP1/100)+0.53(Ro>0.4%)和Rc(%)=0.64×(TrP2/100)+0.52(Ro>0.4%),可應(yīng)用于評價低熟-高熟煤系烴源巖的成熟度。圖4 TrP1和TrP2與鏡質(zhì)組反射率(Ro)相關(guān)圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鄂爾多斯盆地中新元古界—下古生界天然氣成藏地質(zhì)條件及勘探新領(lǐng)域[J]. 杜金虎,李相博,包洪平,徐旺林,王雅婷,黃軍平,王宏波,完顏容,王菁. 石油勘探與開發(fā). 2019(05)
[2]準噶爾盆地南緣侏羅系重礦物特征及其物源指示意義[J]. 周天琪,吳朝東,袁波,史忠奎,王家林,朱文,周彥希,姜晰,趙進雍,王軍,馬健. 石油勘探與開發(fā). 2019(01)
[3]準噶爾盆地東部地區(qū)構(gòu)造演化與油氣聚集[J]. 鄭孟林,田愛軍,楊彤遠,何文軍,陳磊,吳海生,丁靖. 石油與天然氣地質(zhì). 2018(05)
[4]準噶爾盆地構(gòu)造演化階段及其特征[J]. 何登發(fā),張磊,吳松濤,李滌,甄宇. 石油與天然氣地質(zhì). 2018(05)
[5]準噶爾盆地東部構(gòu)造地層層序及盆地演化[J]. 易澤軍,何登發(fā). 石油與天然氣地質(zhì). 2018(05)
[6]鄂爾多斯盆地東緣煤層氣儲蓋特征及其控氣作用[J]. 田文廣,肖建新,張繼東,趙素平. 煤田地質(zhì)與勘探. 2015(04)
[7]石油和沉積有機質(zhì)中C3-、C4-烷基取代二苯并噻吩的鑒定[J]. 李美俊,師生寶,王鐵冠,方镕慧,朱雷. 地球化學(xué). 2014(02)
[8]苯基取代多苯環(huán)化合物的成熟度指示意義——以柴達木盆地西部古近系—新近系烴源巖為例[J]. 張明峰,鄒紅亮,馮備戰(zhàn),張小軍,吳陳君,陳茹,妥進才. 天然氣地球科學(xué). 2013(05)
[9]鄂爾多斯盆地奧陶系海相碳酸鹽巖天然氣成藏主控因素及勘探進展[J]. 楊華,劉新社,張道鋒. 天然氣工業(yè). 2013(05)
[10]柴達木盆地烏南—綠草灘地區(qū)烴源巖地球化學(xué)特征[J]. 張明峰,妥進才,張小軍,吳陳君,陳茹,郭力軍. 天然氣地球科學(xué). 2012(04)
本文編號:3393424
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