[口头报告]固体有机地质体与烃类化物质溶胀研究及单元结构变化研究

固体有机地质体与烃类化物质溶胀研究及单元结构变化研究
编号：582 稿件编号：3676 访问权限：私有 更新：2023-04-08 15:27:48 浏览：341次 口头报告

报告开始：2023年05月06日 17:42 （Asia/Shanghai）

报告时间：9min

所在会议：[2A] 2A、地球化学 » [2.3] 有机地球化学专题

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摘要
溶胀是固-液有机质相互作用时固体有机质发生体积膨胀的现象，烃源岩中干酪根与液态石油组分之间、石油运移过程中、固体沥青与烃类物质之间都存在该现象的发生。因此开展固-液有机质的溶胀研究对烃源岩排烃、油气资源运移研究有着重要的意义。研究选用多种固体有机质样品，结合X射线衍射（XRD）检测，分析液态烃类物质在与固体有机质相互作用及该过程中的化学结构变化。
本次研究中，选用新疆乌尔禾固体沥青（WEH），四川青川火石岭固体沥青（HSL），贵州长延固体沥青（ZY），广东茂名烃源岩干酪根（MM），新疆吐哈盆地烃源岩干酪根（TH），吉林珲春煤样（HC）共计6个固体有机质样品。将样品粉碎、浮选、烘干后，逐量递增的分别向样品中加入正十六烷、正庚基苯、甲基萘三种有机试剂，分别代替页岩油中链烷烃、苯系及萘系化合物。
完成固-液混合，并静置72小时后，观察混合样品中有无能够自由流动的液态烃：如果存在可以自由流动的烃类物质，则说明该样品点固体有机质能够完全吸附加入的液态烃，烃类物质的量可以继续增加，该点记为有效点；反之如果瓶中出现了可以自由流动的烃类物质，则说明液体组分已经超过固体有机质能够吸收的最大量，则该样品点记为无效点。统计所有有效点溶胀率，即为该固体有机质对烃类化合物的吸收能力，对所有有效点进行XRD检测，分析溶胀过程中固体有机质单元结构的变化。本研究共得到以下认识：
  1. 研究发现大分子有机地质体对液态烃的吸收能力与其化学结构有着直接关系，同一类样品中，脂碳含量高的固体有机质对液态烃的吸附能力更强。并且固体有机质大都出现了对芳烃化合物的选择性吸收现象，固体沥青、干酪根及煤样对正十六烷的吸收能力均低于正庚基苯及甲基萘。这说明在油气资源运移的过程中，饱和烃化合物更倾向于发生排烃反应进而运移成藏；
  2. XRD检测结果显示，固体有机质在溶胀过程中，002带所代表的芳碳簇结构位置没有明显的变化，而γ带所代表的无定形碳组分则出现了明显的位移，这说明溶胀反应发生的主要区域位于固体有机质结构中由脂碳碳链组成的γ带中，由于002带芳环簇堆叠紧密，难以受到液态烃的影响。其中，固体沥青的γ带层间距随着溶胀作用而逐渐减小，但干酪根与煤则在这一过程中出现相反的趋势，脂链间距随溶胀作用的发生而逐渐减小；
  3. 为了更加清晰的反应固体样品的溶胀过程以及探究γ带在不同样品中的变化分异，研究建立了固体沥青与干酪根样品的溶胀示意模型。并提出这一区别主要由于固体沥青结构中脂链长度较短，烃类化合物在溶胀过程中充当了部分的脂链单元与结构相结合，而干酪根与煤的脂链较长，烃类物质在溶胀过程中贴近002带，而导致使外围的结构单元发生膨胀。
关键字
干酪根,沥青,溶胀,化学结构
报告人
梁天
中国科学院广州地球化学研究所

稿件作者
梁天 中国科学院广州地球化学研究所
邹艳荣 中国科学院广州地球化学研究所
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