库车坳陷煤成甲烷碳同位素动力学研究

doi:10.11743/ogg20040104

石油与天然气地质 ›› 2004, Vol. 25 ›› Issue (1): 21-25.doi: 10.11743/ogg20040104

库车坳陷煤成甲烷碳同位素动力学研究

李贤庆^1,2, 肖贤明², Tang Y³, 米敬奎^2,4, 申家贵², 肖中尧⁵, 包建平¹, 熊波¹

1. 长江大学地球化学系,湖北荆州 434023;
2. 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室,广东广州 510640;
3. 美国加州理工学院石油能源与环境研究中心,美国加州 91789;
4. 湖南科技大学土木工程系,湖南湘潭 411201;
5. 中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒 841000

收稿日期:2003-12-05 出版日期:2004-02-25 发布日期:2012-01-16
基金项目:
中国博士后科学基金(2002031282);国家"十五"重点科技攻关项目(2001BA605A020301);中国科学院知识创新工程项目(KZCX2110)联合资助

Kinetic study of carbon isotope in humic gas methane in Kuqa depression

Li Xianqing^1,2, Xiao Xianming², Tang Y³, Mi Jingkui^2,4, Shen Jiagui², Xiao Zhongyao⁵, Bao Jianping¹, Xiong Bo¹

1. Jianghan Petroleum University, Jingzhou, Hubei;
2. Guangzhou Institute of Geochemistry of Chinese Academy of Sciences, Guangzhou;
3. California Institute of Technology, California, USA;
4. Exploration and Development Research Institute of Tarim Oil Field Company, CNPC, Korla, Xinjiang

Received:2003-12-05 Online:2004-02-25 Published:2012-01-16

摘要/Abstract

摘要：

应用黄金管封闭体系热解实验,结合GCIRMS同位素质谱仪的甲烷碳同位素分析,研究了塔里木盆地库车坳陷侏罗系煤生成甲烷的碳同位素特征及其动力学模拟。结果表明,库车坳陷侏罗系煤热解气甲烷碳同位素介于-36%～-25%;碳同位素与热解温度(或R_o)、升温速率密切相关;煤成甲烷的碳同位素动力学模拟结果与热解实验数据吻合较好,表明可以用动力学方法将实验数据外推,并应用于地质实际中。模拟结果显示,库车坳陷克拉2气田天然气主要经历了10Ma(尤其是5Ma)以来的阶段性聚集。

关键词: 煤成甲烷, 热解实验, 碳同位素, 动力学模拟, 天然气成因, 库车坳陷

Abstract:

The characteristics and kinetic modeling of carbon isotope of methane in Jurassic humic gas in Kuqa depression in Tarim basin have been studied by combining pyrolysis experiment in closed gold tube system and analysis of methane isotope with GC-IRMS isotope mass spectrograph.The carbon isotope ranges between -3.6%～-2.5% and is closely related to pyrolysis temperature (or vitrinite reflectance Ro) and heating rate. Kinetic simulation results of carbon isotope in humic gas methane are in good agreement with the experimental data, thus the experimental data can be extrapolated through kinetic modeling and applied to actual geological conditions. Simulation results show that natural gas in Kela 2gas field in Kuqa depression has mainly experienced episodic accumulation since 10 Ma (especially 5 Ma).

Key words: humic gas methane, pyrolysis experiment, carbon isotope, kinetic modeling, origin of natural gas, Kuqa depression

中图分类号:

TE112.1

李贤庆,肖贤明,Tang Y,等. 库车坳陷煤成甲烷碳同位素动力学研究[J]. 石油与天然气地质, 2004, 25(1): 21-25. doi: 10.11743/ogg20040104 Li Xianqing,Xiao Xianming,Tang Y,et al. Kinetic study of carbon isotope in humic gas methane in Kuqa depression[J]. Oil & Gas Geology, 2004, 25(1): 21-25. doi: 10.11743/ogg20040104

参考文献

[1] Stahl J W,Carey B D. Source-rock identification by isotope analyses of natural gases from fields in the Val Verde and Delaware Basins, West Texas[J]. Chem Geol,1975,16:257～267
[2] Stahl J W,Boigk H,Wollanke G.Carbon and nitrogen isotope data of Upper Carboniferous and Rotliegend natural gases from North Germany and their relationship to the maturity of the organic source material[J]. Advances in Organic Geochemistry, 1977,3:539～559
[3] 戴金星,戚厚发. 我国煤成气的δ¹³C-R_o关系[J].科学通报,1989,34(9):690～692
[4] 戴金星.各类烷烃气的鉴别[J].中国科学(B辑),1992,34(2):185～193
[5] 徐永昌,沈平. 中原-华北油气区"煤型气"地球化学特征初探[J]. 沉积学报,1985,3(2):37～46
[6] Galimov E. Sources and mechanisms of formation of gaseous hydrocarbons in sedimentary rocks[J]. Chem Geol, 1988, 71:77～95
[7] Clayton C. Carbon isotope fractionation during natural gas generation from kerogen[J]. Mar Petrol Geol, 1991,8:232～240
[8] Berner U, Faber E,Stahl W.Mathematical simulation of the carbon isotopic fractionation between huminitic coals and related methane[J].Chem Geol,1992,94:315～319
[9] Berner U, Faber E,Scheeder G,et al. Primary cracking of algal and land plant kerogens:kinetic modeling of kerogen and oil cracking[J].Chem Geol,1995,126:233～245
[10] Rooney M A, Claypool G E, Chung H M. Modeling thermogenic gas generation using carbon isotope ratios of natural gas hydrocarbons[J].Chem Geol,1995, 126: 219～232
[11] Cramer B, Krooss B M,Littke R. Modeling isotope fractionation during primary cracking of natural gas:a reaction kinetic approach[J]. Chem Geol,1998,149:235～250
[12] Tang Y, Perry J K, Jenden P D,et al. Mathematical modeling of stable carbon isotope ratios in natural gases[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2000, 64 (15): 2673～2687
[13] Cramer B, Faber E,Gerling P,et al. Reaction kinetics of stable carbon isotopes in natural gas-insights from dry,open system pyrolysis experiments[J].Energy & Fuels,2001,15:517～532
[14] 王飞宇,张水昌,张宝民,等.塔里木盆地库车坳陷中生界源岩有机质成熟度[J].新疆石油地质,1999,20(3):221～224
[15] 梁狄刚,张水昌,陈建平,等.库车坳陷成藏地球化学[A].见:梁狄刚,黄第藩,马新华,等.有机地球化学研究新进展:第八届全国有机地球化学学术会议论文集[C].北京:石油工业出版社,2002.22～39
[16] 贾承造,秦胜飞,李启明. 塔里木盆地库车拗陷油气的形成与分布[A].见:戴金星,傅诚德.煤成烃国际学术研讨会论文集[C].北京:石油工业出版社,2000. 176～190
[17] 赵孟军,卢双舫,李剑. 库车油气系统天然气地球化学特征及气源探讨[J].石油勘探与开发,2002, 29(6):4～7
[18] 赵孟军,卢双舫,王庭栋,等.克拉2气田天然气地球化学特征与成藏过程[J].科学通报,2002,47(增刊):109～115
[19] 汪新文,陈发景,李光.塔北库车坳陷的变形特征及其与油气关系[J].石油与天然气地质,1994,15(1):40～50
[20] 刘志宏,户华复,贾承造,等.库车再生前陆盆地的构造与油气[J].石油与天然气地质,2001,22(4):297～303

库车坳陷煤成甲烷碳同位素动力学研究

Kinetic study of carbon isotope in humic gas methane in Kuqa depression

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	王民, 余昌琦, 费俊胜, 李进步, 张宇辰, 言语, 吴艳, 董尚德, 唐育龙. 页岩油在干酪根中吸附行为的分子动力学模拟与启示[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(6): 1442-1452.
[2]	高志勇, 吴永平, 刘兆龙, 魏聪, 张永忠, 王翠丽, 刘群明. 塔里木盆地库车坳陷中秋1井区白垩系巴什基奇克组砂质辫状河有利岩相组合发育模式与意义[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1141-1158.
[3]	郭宏辉, 冯建伟, 赵力彬. 塔里木盆地博孜—大北地区被动走滑构造特征及其对裂缝发育的控制作用[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(4): 962-975.
[4]	刘博通, 程鹏, 盖海峰, 周秦, 李腾飞, 田辉. 原油热裂解过程中的红外光谱演化特征及其主控因素[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(1): 150-163.
[5]	计秉玉, 方吉超, 杨书, 胡勇. 分子采油的概念、方法及展望[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(1): 195-202.
[6]	田辉, 吴子瑾, 盖海峰, 王星. 川西北地区中泥盆统腐泥型烃源岩晚期生气特征实验研究[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(1): 46-54.
[7]	王胜军, 唐永亮, 朱松柏, 谢伟, 单长安, 聂延波, 王勇, 王益民, 蒋国军, 邵剑波, 叶璁琛. 塔里木盆地库车坳陷北部典型露头剖面白垩系巴什基奇克组三段高分辨率层序地层特征[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(4): 804-822.
[8]	吴小奇, 陈迎宾, 翟常博, 周凌方, 周小进, 杨俊, 王彦青, 宋晓波. 川西坳陷中三叠统雷口坡组沥青地球化学特征及气源示踪[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(2): 407-418.
[9]	龚德瑜, 赵长永, 何文军, 赵龙, 孔玉梅, 马丽亚, 王瑞菊, 吴卫安. 准噶尔盆地西北缘天然气成因来源及勘探潜力[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(1): 161-174.
[10]	李二庭, 靳军, 王剑, 马万云, 陈世加, 刘翠敏, 王海静. 准噶尔盆地沙湾凹陷周缘中、浅层天然气地球化学特征及成因[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(1): 175-185.
[11]	李美俊, 刘晓强, 韩秋雅, 肖洪, 方镕慧, 何大祥, 高志伟. 分子模拟在油气地球化学中的应用研究进展[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(4): 919-930.
[12]	易士威, 李明鹏, 范土芝, 杨帆, 方辉, 黄福喜, 金武弟. 塔里木盆地库车坳陷克拉苏和东秋断层上盘勘探突破方向[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(2): 309-324.
[13]	何大祥, 唐友军, 胡锦杰, 莫少武, 陈践发. 塔里木盆地天然气中稀有气体地球化学特征[J]. 石油与天然气地质, 2020, 41(4): 755-762.
[14]	孙帅, 侯贵廷. 岩石力学参数影响断背斜内张裂缝发育带的概念模型[J]. 石油与天然气地质, 2020, 41(3): 455-462.
[15]	冯建伟, 孙建芳, 张亚军, 戴俊生, 魏荷花, 权莲顺, 任启强, 赵力彬. 塔里木盆地库车坳陷断层相关褶皱对裂缝发育的控制[J]. 石油与天然气地质, 2020, 41(3): 543-557.