熱解煤成甲烷碳同位素演化及其動(dòng)力學(xué)研究

【摘要】：采用高溫高壓封閉體系和不同升溫速率的實(shí)驗(yàn)條件,選用具有不同顯微組成和演化程度的煤巖及原始成煤物質(zhì)泥炭進(jìn)行了熱模擬實(shí)驗(yàn),研究了熱解煤層氣甲烷碳同位素的演化和沁水盆地煤層氣碳同位素動(dòng)力學(xué)特征,發(fā)現(xiàn)熱解煤層氣甲烷碳同位素組成及演化與煤巖的性質(zhì)和煤化程度、源巖初始演化程度、升溫速率等因素密切相關(guān),提出了熱解煤層氣甲烷碳同位素組成與lg(R_o)之間的關(guān)系式,確定了沁水盆地上古生界煤巖生成的甲烷碳同位素演化史及煤層氣成因.結(jié)果表明:煤巖的初始演化程度低、殼質(zhì)組含量高、升溫速率高的條件下,形成的煤層氣碳同位素組成比較輕.樣品在不同升溫速率形成的熱解煤層氣甲烷碳同位素組成與lg(R_o)具有良好的正相關(guān)關(guān)系.沁水盆地上古生界煤巖生成的甲烷碳同位素演化史是隨著煤巖的埋藏史.陽(yáng)城地區(qū)太原組、山西組和泥炭熱解煤層氣甲烷碳同位素基本保持了持續(xù)變重的趨勢(shì),并且在早白堊世(K_1)末部達(dá)到最重,之后甲烷碳同位素基本保持不變.首次對(duì)成煤物質(zhì)泥炭進(jìn)行了碳同位素動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)M,與煤巖的碳同位素動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行了對(duì)比,表明了泥炭比堞巖具有更輕的碳同位素.將沁水盆地陽(yáng)城地區(qū)二疊系自然煤層氣樣品的甲烷碳同位素組成與碳同位素動(dòng)力學(xué)研究獲得的資料比較研究發(fā)現(xiàn),陽(yáng)城地區(qū)煤層氣甲烷碳同位素組成與K_1演化至今的煤層氣甲烷碳同位素值相近,反映了陽(yáng)城地區(qū)煤層氣具有"階段聚氣"的特征.從而反映了甲烷碳同位素動(dòng)力學(xué)是研究煤層氣成因的有效方法. 【作者單位】：中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 油氣資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
【關(guān)鍵詞】：煤層氣 碳同位素 沁水盆地 動(dòng)力學(xué)模擬 演化史
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40872092,41272125) 中國(guó)科學(xué)院“科技支甘”工程項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2005CB422105)
【分類(lèi)號(hào)】：P618.13
【正文快照】： 煤層氣是一種新型的潔凈能源資源,對(duì)其成 烷碳同位素已有研究但尚未開(kāi)展煤層氣甲烷碳因機(jī)制的研究已成為石油地質(zhì)學(xué)研究的熱點(diǎn)[H], 同位素動(dòng)力學(xué)方面的研究.本文通過(guò)高溫高壓條件煤層氣甲烷碳同位素組成及其動(dòng)力學(xué)則是確定“ 下煤源巖熱解產(chǎn)物甲烷碳同位素動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn),成因

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