Estructura química y modelo molecular del querógeno de la formación Benxi del Carbonífero en la cuenca de Ordos

YANG Weiwei ,  

FAN Liyong ,  

WANG Zhaoyang ,  

ZHANG Bin ,  

GAO Juanqin ,  

DING Xiujian⁵ ,  

HE Lei ,  

QIAO Jinqi ,  

LUO Qingyong ,  

ZHANG Shuichang ,  

摘要

El tipo de querógeno es un factor clave que controla las características de los productos hidrocarburados. El grupo Benxi del Carbonífero en la cuenca de Ordos, como un importante objetivo para la exploración de gas de carbón profundo en China, desarrolla querógenos de tipo III y Ⅱ₂ con diferencias significativas en el potencial generador de hidrocarburos. Sin embargo, la naturaleza de la estructura química que causa estas diferencias aún no está clara, lo que limita el entendimiento profundo de los mecanismos de generación de hidrocarburos y el potencial de los recursos. Estudiando el carbón de bajo grado de maduración de la capa 8# del grupo Benxi, se emplearon múltiples técnicas como análisis de contenido total de carbono orgánico, pirólisis de roca, determinación de elementos orgánicos, observación petrográfica orgánica, resonancia magnética nuclear de carbono 13 sólido (13CNMR), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) para caracterizar sistemáticamente las diferencias estructurales químicas entre los querógenos tipo Ⅱ₂ y III. Los resultados muestran que, aunque ambos tipos de querógeno están principalmente compuestos por un esqueleto de carbono aromático, su composición estructural difiere notablemente. El querógeno tipo Ⅱ₂ tiene una proporción atómica alta de hidrógeno a carbono (H/C), rico en estructuras alifáticas y largas cadenas de metileno (-CH₂-), mostrando un fuerte potencial de generación de hidrocarburos líquidos; mientras que el tipo III se caracteriza por una alta proporción de carbono aromático, clústeres aromáticos ricos, grupos funcionales oxigenados (C-O) y estructura metilo (-CH₃), tendiendo a generar hidrocarburos gaseosos. Sobre esta base, se construyó un modelo molecular visualizado bidimensional para caracterizar el querógeno (Ⅱ₂: C₁₈₆H₂₁₇O₃₀N₃S; Ⅲ: C₁₇₈H₁₅₇O₂₉N₃S₂), y además se estableció un modelo molecular tridimensional agregado confiable, proporcionando una base estructural para entender profundamente las diferencias químicas esenciales entre los dos tipos de querógeno.

关键词

modelo molecular; estructura química; querógeno; carbón; formación Benxi; Carbonífero; cuenca de Ordos

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