一、The role of sulfur in the pyrolysis of kerogen(论文文献综述)
华泽嘉[1](2021)在《汪清油页岩热解特征及气体热载体干馏技术研究》文中指出“能源与资源”是人类永恒的主题。油页岩干馏可制取页岩油作为石油的补充能源。目前,国内主要应用抚顺式气体热载体干馏炉炼油技术获取页岩油,技术相对落后,油收率低,且油页岩浪费严重,污染环境,严重影响了油页岩的综合开发利用。因此,掌握油页岩的干馏炼油机理,研发先进的油页岩气体热载体干馏炉是需要重点解决的基础应用性关键问题,也是油页岩综合利用中污染物控制和高效节能的途径。本文以汪清油页岩为研究对象,采用实验研究与理论研究相结合的方法,紧密围绕汪清油页岩热解过程中气体释放特性与热解反应性,利用FLASHCHAIN模型预测热解气体产物的生成规律。深入探究油页岩气体热载体干馏热源——热解气体产物的生成规律,对气体热载体干馏炉内干馏过程进行三维数值模拟,并开发新型气体热载体干馏装置。本文从宏观到微观、从表观到本征全方位研究油页岩热解气体释放机理,并从实验研究到模拟计算和设计开发,最终研发先进的油页岩气体热载体干馏系统并通过工程化验证实验。本文主要工作如下:利用FT-IR及13C-NMR分析汪清油页岩有机结构的官能团与碳骨架结构分布。结合TG-FTIR结果,采用分峰拟合的方法探究汪清油页岩热解过程中热解气体的释放特性。利用TG分析结果研究汪清油页岩不同升温速率的热解特性。运用Friedman法、FWO法和DAEM模型计算油页岩低温热解的动力学参数。研究结果表明:-COOH官能团在200℃以上会分解生成CO2。热解温度超过600℃,碳酸盐裂解继续生成CO2气体,同时伴随有少量CO的析出。对于汪清油页岩热解,FWO法和Friedman法计算的表观活化能随转化率连续变化。两种方法的平均活化能分别为233.71kJ/mol和234.61kJ/mol。综合F检验和量准则检验得出Logistic DAEM模型适合求解汪清油页岩的动力学参数,低温热解活化能为238.67kJ/mol。探究汪清干酪根热解轻质气体的释放规律。结合FLASHCHAIN模型及密度泛函理论预测热解产物的生成特性与反应机理,研究干酪根在不同热解温度主要官能团变化规律,判断热解过程中析出气体的主要来源。研究结果表明:干酪根热解气体产物主要为低碳数烃类,还有少部分为CO2和CO。随着热解的进行,干酪根FT-IR中脂肪烃区域振动强度逐渐减小并最终消失。干酪根热解形成CO的过程,首先是脂基结构结构,其次是羰基结构,最后为醚键结构。无论是脂肪烃还是芳香烃结构,形成CH4的过程都是主要发生分子间H原子的转移,杂原子O有助于油页岩油母质发生热解形成CH4。干酪根分子的烷链支化度呈出先减小后增大又减小趋势,在470℃左右时-CH2-和-CH3的振动吸收峰面积之比最大为7.064。针对气体热载体式干馏过程使用Ansys-Fluent对其进行三维数值模拟,在Fluent中利用多孔介质模型,并采用自定义程序对炉内流动与传热传质过程进行模拟计算。研究结果表明:在固定床内流体流动的模拟研究中,采用以Ergun方程为基础的多孔介质模型和RNG k-□湍流模型能够较好的吻合干馏过程中的传热传质过程,研究结果可为气体热载体干馏炉设计开发提供理论依据。为确保干馏效果,提高气体与颗粒间的接触面积和时间,可在干馏段形成同轴或偏心轴撞击流分布方式的涡流。建立油页岩颗粒物料传热传质模型,预测床内温度、水分和挥发分随时间的变化规律。当进气速度和进气温度分别提升1.5m/s和1 00℃时,干酪根热解反应进程分别加快1600秒和600秒。当进气速度和进气温度分别降低1.5m/s和100℃时,干酪根热解反应进程分别降低1600秒和600秒。此外,在当进气温度分别提升或降低100℃时,热解前期的过程中水分最大蒸发速率则分别提升11.4%或降低24.7%。根据汪清油页岩及干酪根的有机结构及热解气体释放特性分析,以干馏过程数值模拟为基础,开发新型气体热载体干馏系统,并开展了中试实验。研究结果表明:干馏炉供热能力设计符合工艺要求,实际运行时热瓦斯平均供热温度为572℃,干馏炉内恒温段最高温度为520℃至550℃。入炉瓦斯平均温度与干馏炉内最高干馏温度差值为30℃至50℃,干馏炉保温效果较好,干馏炉热损失比较小。新型气体热载体干馏装置实现了干法排焦,半焦中水分为低于2%,可以直接作为循环流化床锅炉的燃料,瓦斯加热炉无积碳结焦问题。试验期间收油率为91.7%,为新型气体热载体干馏炉的工程化与大型化奠定基础。
杨少强[2](2021)在《高温实时作用下油页岩微观结构演化及力学响应规律研究》文中指出原位热解油页岩的过程中,因升温而不断增长的热应力会使油页岩内部应力不断增加。应力场的改变不仅会影响井筒的稳定性,还会造成矿体内部裂隙闭合,阻碍传热介质及产物的运移,进而导致在原位热解油页岩过程中需要对矿体进行产物运移通道的二次改造。因此,研究油页岩在实时高温作用下,其压缩变形过程中力学特性变化规律、确定压裂参数以及掌握裂纹起裂后的扩展规律,对实现油页岩在原位状态下科学高效开采至关重要。本文通过室内实验的方法,以新疆巴里坤油页岩为研究对象,在20~600℃温度范围内,分别研究了油页岩所含矿物成分、表面形貌以及内部孔裂隙等微观结构随温度升高时的演化规律,并通过实时高温环境下的单轴压缩、巴西劈裂以及三点弯曲等试验获得了油页岩抗压强度、抗拉强度和断裂韧度随温度升高时的演变规律。主要研究成果如下:(1)利用Smartlab Rigaku2019X射线衍射仪研究了实时高温条件下油页岩所含矿物成分随温度升高时的演变特征,结果表明油页岩矿物成分发生分解的阈值温度为400℃,主要以黄铁矿的分解和高岭土失去结晶水为主,矿物结晶度在400℃前将随温度升高而不断升高,超过400℃结晶度将随着温度升高而不断下降;(2)利用SU8010冷场发射扫描电镜研究了油页岩经不同温度作用后同一位置处的表面形貌变化特征,结果显示在20~200℃范围内,升高温度会导致孔隙向内闭合;在升温至400℃前,裂隙结构主要出现在干酪根赋存位置及硬质矿物周边,沿层理方向扩展;温度超过500℃后,裂隙将贯穿层理面,形成穿层裂隙;(3)通过CT扫描设备研究了热力耦合条件下,载荷垂直油页岩层理方向和平行油页岩层理方向分布时,内部孔裂隙结构随温度升高时的变化特征。结果表明:当载荷垂直油页岩层理时,在20~200℃范围内,油页岩内孔隙、小裂隙和中裂隙将向内闭合,其数目和体积均减少;大裂隙结构在向内闭合的同时会沿层理方向扩展。此时,孔隙率和有效孔隙率不断下降。在300℃和400℃时,油页岩内新生孔隙开始萌生,裂隙以沿层理扩展为主,孔隙率随温度升高不断增加;温度达到500℃,孔隙和裂隙结构将贯穿不同层理,此时孔隙率和有效孔隙率为室温时的5.6倍和8.8倍。当载荷平行油页岩层理时,在20~100℃,孔隙、小裂隙和中裂隙的数目和体积减少,表现为闭合现象;大裂隙体积增加,主要沿层理方向扩展,此时,总孔隙率不断减小。在100~200℃范围内,随着温度升高,油页岩内孔隙的体积和数目因闭合而不断下降,而裂隙结构的体积和数目却随着温度升高而不断增加。在该温度范围内,裂隙主要沿层理方向扩展,总孔隙率随温度升高而缓慢增加。在200~600℃范围内,油页岩内孔隙和裂隙随温度升高不断增多,孔隙率也转为快速增长。(4)利用实时高温单轴压缩系统、全场应变观测系统研究了油页岩单轴压缩过程中的力学特性,结果表明:垂直层理方向和平行层理方向的力学参数随温度升高时变化规律相似,400℃是其力学特性发生转变的阈值温度。在20~400℃温度范围内,抗压强度和弹性模量随温度升高不断下降;在400~600℃,抗压强度和弹性模量随着温度升高出现不同程度的回升现象。垂直层理方向泊松比在20~500℃会随着温度升高由0.326下降至0.057。当升温至600℃时,泊松比增加至0.094。而平行层理方向的泊松比在20℃~200℃范围内随着温度升高由0.28下降至0.185,在200~600℃温度范围内,随着温度升高泊松比将逐步升高至0.37。油页岩压缩变形过程,进入弹性段、裂隙稳定扩展段和裂隙加速扩展段的门槛值随温度升高的变化规律与抗压强度基本相同,但在100℃时,各门槛值会出现反常的升高现象。(5)利用实时高温巴西劈裂系统和声发射系统研究了在20~600℃范围内,油页岩平行层理、垂直层理和正交层理方向抗拉强度变化规律和声发射特征。研究结果表明:平行层理方向抗拉强度随温度升高将持续下降,而垂直层理方向和正交层理方向的抗拉强度在20~200℃范围内,随温度升高表现为先减小后增加;在200~400℃范围,随温度升高抗拉强度快速减小;但在400~600℃,垂直层理方向抗拉强度将快速增加,而正交层理方向抗拉强度则缓慢减小。在20~400℃,油页岩沿三个方向劈裂破坏后的裂纹类型均为贯穿型中心裂纹,超过400℃后将转变为贯穿型非中心裂纹。在20~300℃范围内,随温度升高,油页岩拉伸破坏时的声发射振铃数及频率不断下降;温度超过300℃后,声发射将贯穿整个劈裂过程。(6)利用实时高温岩石断裂韧度测试系统和DIC方法研究了20~600℃范围内,在不同温度下,预制裂纹沿油页岩不同层理方向扩展时的断裂特性。结果表明:平行层理方向断裂韧度随温度升高将不断减小;由室温依次升高至100℃和200℃时,垂直层理方向和正交层理方向断裂韧度先减小后增加;温度超过200℃后,随着温度升高,垂直层理方向和正交层理方向的断裂韧度表现为先快速下降后缓慢增加,转折点所对应的温度分别为400℃和500℃。通过计算试件自加载开始至破坏时的吸收能得到,预制裂纹平行层理贯穿破坏时,吸收能表现为先减少后增加,在100℃条件下吸收能最少;预制裂纹垂直层理和正交层理扩展时,在20~300℃吸收能会先减少后增加,在300~600℃,吸收能再次表现为先减小后增加,并分别于400℃和500℃到达最小值。利用DIC方法分析了裂纹尖端过程区随温度升高时的变化规律,发现预制裂纹沿层理扩展时,门槛值、临界张开位移与过程区长度在20~400℃范围内均表现为先增加后减小,并在200℃时达到峰值;而垂直层理和正交层理方向裂纹尖端进入过程区的门槛值在20~600℃范围内先减小后增大,在100℃时门槛值最低;临界张开位移和过程区长度随温度升高则表现为先增大后减小,在400℃时达到最大值。
翟光麾[3](2021)在《鄂尔多斯盆地西部上古生界烃源岩研究》文中认为鄂尔多斯盆地西部上古生界的石炭-二叠系发育多套烃源岩,其中有些煤层(0~2m)过薄的地区依然发现了低流量的天然气,说明其来源可来自除煤之外的其他烃源。本论文以鄂尔多斯盆地西部上古生界煤系地层为研究对象,结合区域野外地质、钻井、录井等资料,利用油气地球化学测试分析手段,总结并分析了鄂尔多斯盆地西部上古生界烃源岩的展布特征、岩石学特征、油气地球化学特征,并通过生烃模拟实验对本地区煤和暗色泥岩的生烃强度进行计算,进一步探讨其生排烃特征。本文研究结果将会对鄂尔多斯盆地西部的天然气资源的勘探开发和预测评价提供科学参考依据。通过钻井资料对各层的煤与暗色泥岩进行统计与分析,认为鄂尔多斯盆地西部的煤岩主要在北部富集,北部厚度可达30m,南部煤层较薄,一般在10m左右;暗色泥岩的分布特征与煤岩有所不同,北部泥岩厚度在10~40m左右,而南部则普遍在60~100m左右,总体上呈现出北低南高的态势。对鄂尔多斯盆地西部上古生界烃源岩进行油气地球化学分析,暗色泥岩有机碳平均含量为1.58%,炭质泥岩的有机碳平均含量为21.25%,煤岩有机碳含量平均值为56.1%。烃源岩干酪根类型主要为III型干酪根,少部分为II2型干酪根。Ro基本介于1.2~2.0%之间,处于高成熟阶段,有机质热演化程度较高,普遍达到过成熟干气阶段。研究区内烃源岩主要以生气为主,生油能力有限。分别选取盆地上古生界低熟煤、暗色泥岩和炭质泥岩进行生烃模拟实验,结合研究区TOC含量,对研究区进行了生烃强度计算,结果表明研究区现今的烃源岩累计生烃强度为(10-17)×108m3/km2,其中研究区北部铁克苏庙与鄂托克旗附近与研究区南部青石峁附近生烃强度最高。北部与中部的煤岩生烃强度高于泥岩,而南部煤岩层较薄的区域,泥岩对生烃强度的贡献更高。研究区烃源岩排烃强度在中南部,即青石峁史家湾附近,泥岩排烃强度高于10×108m3/km2,最高可达23.3×108m3/km2,源岩的有机碳含量特征与镜质体反射率特征具有相同的趋势,即在研究区北侧较低,高值区与平均值最高的区域都集中在中南部,即青石峁-史家湾一带,围绕这一带形成了有机碳含量,镜质体反射率,生排烃强度的高值区,根据实验结果分析,该区域暗色泥岩对于排烃强度的贡献高于煤岩,是十分重要的烃源岩。最终认为,炭质泥岩是生气能力最强的烃源岩,而在上古生界中,太原组中的烃源岩是最好烃源。
赵帅[4](2020)在《超临界二氧化碳热解油页岩数值模拟和实验研究》文中指出与传统的化石能源如煤、石油和天然气不同,油页岩属于非常规油气资源,其所富含的干酪根是未成熟的生烃物质,高温裂解才会形成油气产物。我国油页岩资源储量丰富,尤其广泛分布在松辽盆地。探究油页岩原位裂解新工艺,对提高页岩油有效开采效率、降低开采成本具有重要意义。油页岩地下原位热解开采过程中,驱替压力与热解工艺是影响油收率的重要因素。驱替压力过高将导致周围岩层产生应力破坏,进一步导致油气产物的外流,降低油气采收效率;驱替压力过低,不足以疏通压裂地层,导致热传递过程的局限性,也会影响采收效率。载热超临界二氧化碳热解油页岩工艺是一种萃取辅助高温热解的创新方法,其驱替压力可以随地层深度自主调节,在致密多孔介质内的扩散能力和对有机质的萃取作用明显,因此提出该工艺作为油页岩开采的创新思路。本文在阅读大量参考文献的基础上掌握了基本的油页岩地下原位热解开采方法以及裂解动力学和热力学知识。首先采用TG-DSC联用技术探究氮气与二氧化碳气氛对油页岩热解的影响,获得油页岩热解反应的控制机理和动力学参数。结果表明:油页岩的热解反应符合Johnson-Mehl-Averami界面反应的控制机理。相比于氮气气氛活化能319.97 kJ?mol-1,二氧化碳气氛下油页岩热解第二阶段的活化能更低,只有249.83 kJ?mol-1。无论是氮气气氛还是二氧化碳气氛油页岩热解第二阶段都呈现出明显的线性相关的动力学补偿效应。此外,采用外推法标定了油页岩热解的特性参数,表明氮气气氛与二氧化碳气氛的着火点、最大产物释放速率对应的温度和燃尽温度相差不大,但是热力学分析表明:二氧化碳气氛下油页岩热解的吉布斯自由能ΔG≠331.26 kJ?mol-1、活化焓ΔH≠76.35 kJ?mol-1、活化熵ΔS≠-338.92J?mol-1?K-1均高于氮气气氛ΔG≠326.86kJ?mol-1、ΔH≠28.98 kJ?mol-1、ΔS≠-399.54J?mol-1?K-1,也验证了动力学计算结果的可靠性。采用了热-流-固耦合分析的数值模拟方法研究了载热超临界二氧化碳热解油页岩过程中温度场、流场、压力场的分布,结果表明随着超临界二氧化碳注入速率的增加,在岩心夹持器入口形成涡流,强化多相界面的对流传热,入口温度升高迅速。热解过程的推进导致油页岩的孔隙度也逐渐增加,轴向压力梯度分布图中,呈现明显的“入口效应”,此外油页岩孔隙度的增加弱化了边缘流体的渗流,驱替前缘峰面的“犄角”逐渐磨圆消失,并出现明显的驱替峰,轴向驱替速率与前缘扩展速率受注入流量、驱替压力、作用时间的影响效果明显。最后在自主设计的高温高压热解油页岩试验装置中,进行了高温高压氮气与超临界二氧化碳热解桦甸油页岩的实验,并采用气相色谱与质谱联用的手段分析了实验采集的气样和油样。结果表明:在提取区间内随温度的升高和时间的延长,页岩油的有效采收率呈现增加的趋势,低温下CO2气氛的采收率高于氮气,但是随温度的增加,这种趋势也逐渐降低,说明超临界二氧化碳在低温阶段的萃取效率比较明显,但是随着温度的升高,气氛对油页岩热解的影响低于温度。页岩油的组分复杂包括正烷烃、异构烷烃、环烷烃、烯烃、芳香烃、支链烷烃、酸和酮等,随着温度的升高与时间的延长,氮气气氛下二次裂解更加严重,烯烃类物质和氢气在油页岩高温长期热解时会减少,说明其C=C双键发生了断裂,并且与游离态甲基、氢自由基等发生了加成反应,高温高压氮气状态下低分子量芳香烃的成分明显增加,烷烃的含量C10C15也高于超临界二氧化碳气氛。
张鸿[5](2020)在《页岩油赋存状态的地球化学表征 ——以东营凹陷沙河街组为例》文中研究说明本研究对东营凹陷三口页岩油专探井中选取的30块始新统沙河街组湖相页岩岩心进行更加细化的化学抽提(分步溶剂抽提)和热抽提(多温阶岩石热解)分析,以定量表征页岩油在储层中不同的物理赋存状态、相对比例和原地油量,并对比两种方法在页岩油含油量、组分分异等关键参数及过程上的异同点,探究该区页岩油可生产性的制约因素。通过对沙三下亚段和沙四上亚段页岩样品的标准岩石热解分析、溶剂抽提以及饱和烃、芳香烃色谱-质谱分析基础地球化学特征分析表明,这两套页岩层系有机质丰度高,类型主要为II型,具备较好的页岩油形成物质基础。有机质热演化程度主体处于生油窗早-生油高峰阶段。通过分步溶剂抽提定量分析实验,将得到的抽提物赋以物理状态信息并分别定义为游离油、吸附油和残余油。游离油为页岩储层中主要的物理赋存状态,其含量约占总抽提物产量的66%,吸附油和残余油的含量分别约占总抽提物产量的16%和17%。分步抽提物的族组分分离结果表明,饱和烃为含量最高的馏分。且其相对含量总体随抽提呈不断降低的趋势;而极性化合物的相对含量则相应地不断上升。总有机碳和粘土矿物含量在对页岩储层内原油的吸附和保留能力上起着关键性影响,而脆性指数则同抽提量呈负相关关系。热成熟度对总抽提量有决定性影响。多温阶岩石热解分析提供了更多关于总组分和页岩油物理状态的信息,一定程度上也降低了标准岩石热解常出现的carryover干扰效应。在宏观原地油量和微观分子组成(轻/重质烃类比例)系统变化的表征上,该方法同分步溶剂抽提法表征结果具有较高的协同性,可共同用于页岩油含油量的表征研究。对该区页岩油可生产性的综合分析认为,北美海相页岩油系统可生产性评价指标原油饱和度指数(S1/TOC),不可简单地套用于陆相断页岩油可生产性评价。相对较低的热成熟度伴以较高的粘土矿物含量为主要制约因素。在此成熟度下生成的原油未经历或较低程度的裂解,属于“黑油”范畴,油质偏重且粘度大,原油在储层中流动性较差。流体质量既流动度同样是页岩油地质评价中的核心。后续的勘探应重点关注生油窗晚期到凝析油窗阶段页岩层系。
刘家兴[6](2020)在《碱土金属改性HZSM-5分子筛对油页岩热解的影响研究》文中提出油页岩通过热解获得的页岩油和热解气均具有巨大的利用价值。本文通过Ca、Mg两种碱土金属对HZSM-5分子筛进行改性,探究其在油页岩热解中的催化行为。采用浸渍法将Mg和Ca以三种不同的附着量(3%、6%和9%)负载到HZSM-5分子筛上,并进行表征。结果表明:改性后分子筛中引入更多的介孔,低附着量会使微孔增多,随着附着量的增加微孔逐渐减少。由于金属氧化物对Br?nsted酸位点的覆盖,Br?nsted与Lewis酸位点比显着下降。催化剂的热失重集中在200°C以下。TG-MS-FTIR联用技术考察催化剂在油页岩热解过程中的催化行为。结果表明:HZSM-5分子筛因其酸位点可以质子化C-C/C-H,形成碳正中间体,从而提高C1-C4轻质脂肪烃析的产率并降低对应峰值温度。改性后,Ca O覆盖在Br?nsted酸位点上,弱化了催化效果,但是与油页岩中羧酸形成脱羧倾向更强的羧酸盐,起到更好的脱羧效果。由于Mg O碱性弱于Ca O,Mg改性后的HZSM-5未表现出良好的脱羧效果,但是在CH4的选择性上优于Ca改性前后的HZSM-5。催化剂的加入没有提高H2和CO的产率。但在热解主要阶段(360-520°C),相较于未改性的HZSM-5降低了更多的活化能。改性前后的HZSM-5均可以提高页岩油中芳香烃的含量。Ca改性的HZSM-5因其突出的脱羧表现,使页岩油中几乎不含酸类物质。Mg改性的HZSM-5相比于Ca改性的HZSM-5使页岩油中含有更多的烯烃。但是二者均加强了芳香烃的二次反应,造成苯酚含量的上升。催化热解的页岩灰中脂肪烃和碳酸盐基本消失,稠环芳香族化合物因芳构化的加强,留在页岩灰中。Br?nsted酸位点对脂肪烃催化效果明显,Lewis酸位点则对芳构化过程具有催化作用。
黄文魁[7](2019)在《库车坳陷煤系烃源岩生烃动力学和地球化学特征研究》文中研究表明库车坳陷范围内广泛蕴含油气藏,其油气主要来源于区内三叠-侏罗系煤系地层。烃源岩分布于中–上三叠统克拉玛依组(T2–3k)、上三叠统黄山街组(T3h)和塔里奇克组(T3t)、下侏罗统阳霞组(J1y)、中侏罗统克孜勒努尔组(J2k)和恰克马克组(J2q),其中塔里奇克组(T3t)、阳霞组(J1y)和克孜勒努尔组(J2k)为含煤沉积。如何合理评价煤系烃源岩的生烃潜力仍然是一个未被解决的问题,本论文通过对库车坳陷三叠-侏罗系七个煤样进行高压釜-黄金管热解实验,结合Rock-Eval热解分析,确定煤样生烃潜力和生烃动力学参数。七个煤样均采自煤矿。其中三个煤样JKC1、JKC2和JKC3位于中侏罗统克孜勒努尔组(J2k),岩石热解(Rock–Eval)指标HI和Tmax分别介于57183 mg HC/g TOC和424437?C,%Ro介于0.580.66%之间。其他四个煤样TTC1、TTC4、TTC11和TTC18位于上三叠统塔里奇克组(T3t),HI和Tmax分别介于223278 mg HC/g TOC和433458?C,%Ro介于0.580.74%之间。七个煤样的油气产率和生烃动力学特征可归纳为:(1)塔里奇克组(T3t)的四个煤样TTC1、TTC4、TTC11和TTC18最大油产率介于46.39–87.50 mg/g TOC之间,最大产气率介于107.20120.94 mg/g TOC之间;克孜勒努尔组(J2k)的三个煤样JKC1、JKC2和JKC3最大油产率介于14.3–39.78 mg/g TOC之间,最大产气率介于70.195.06 mg/g TOC之间。(2)七个煤样在生油窗范围内的质量平衡结果说明,由岩石热解(Rock–Eval)分析释放出来的组分,只有3853%对油气生成有贡献,而其他4762%则重新缩合到干酪根中。(3)在EASY%Ro大于1.87%的高成熟阶段,七个煤样残余固体的生气潜力非常相似,大体上比QI=(S1+S2)/TOC值高2040 mg HC/g TOC,这一方面是由于岩石热解(Rock–Eval)分析和金管实验所能达到的最大成熟度有较大的差异,前者EASY%Ro为2.25%,而后者EASY%Ro为4.44%,另一方面是由于两类实验气态烃的生成机制不同。(4)三叠系塔里奇克组四个煤样均为有效油源岩,最大油产率高于排油门限(40 mg/g TOC)。四个煤样生油的加权平均活化能介于51.6452.96 kcal/mol之间,频率因子介于9.61×1012 s-1至1.70×1013 s-1之间。四个煤样生油活化能的分布非常集中,表明煤样生油母质相似。此外,也与煤样生烃特征有关,煤的生烃母质(束缚态烷烃)只有少部分裂解生成油分子,大部分仍结合在干酪根中,成为生气母质。(5)侏罗系克孜勒努尔组三个煤样的生气活化能加权平均值介于64.7265.33 kcal/mol之间,频率因子介于8.25×1013 s-1至1.22×1014 s-1之间。三叠系塔里奇克组四个煤样的生气活化能加权平均值介于62.7865.02 kcal/mol之间,频率因子介于8.21×1013 s-1至1.67×1014 s-1之间。七个煤样均具有晚期生气的特征:在EASY%Ro达到2.19%时,三个侏罗系煤样和四个三叠系煤样的生气转化率约为32%和44%,主体生气过程发生在高过成熟阶段(EASY%Ro>2.19%之后)。(6)分别通过三个侏罗系煤样和四个三叠系煤样的平均油产率和产气率,确定两个代表性煤样JKC和TTC的生油和生气动力学参数,预测在5?C/My升温条件下JKC和TTC的生烃过程。代表性煤样JKC和TTC分别在EASY%Ro为1.76%和1.59%时,产气率达到排气门限(20 mg/g TOC),成为有效气源岩。库车坳陷发现了大量的气田,主要归因于煤系烃源岩具有很高的成熟度,主体部分%Ro>2.0%,同时具有优质盖层-巨厚的膏盐盖层。库车坳陷的烃源岩地球化学特征已有很多人做过研究,但大多都是针对一两套地层,本论文将通过常规的烃源岩评价指标及分子和同位素地球化学组成对库车坳陷三叠系–侏罗系系煤系烃源岩的地球化学特征作一个系统的分析,对比各地层地表剖面烃源岩之间以及同层煤矿煤样和地表剖面烃源岩之间的地球化学特征的差异。这部分研究得到以下认识:(1)岩石热解和氯仿沥青“A”分析表明侏罗系克孜勒努尔组地表剖面烃源岩的有机质类型为Ⅲ型;侏罗系阳霞组地表剖面烃源岩主要为Ⅲ型有机质,含少量Ⅱ2型有机质;三叠系塔里奇克组地表剖面烃源岩的有机质类型主要为Ⅱ2和Ⅱ1型;三叠系黄山街组地表剖面烃源岩主要为Ⅲ型有机质。(2)中侏罗统克孜勒努尔组煤矿煤样%Ro值介于0.58%0.66%之间,岩石热解(Rock–Eval)参数Tmax值介于424°C437°C之间,地表剖面烃源岩样品Tmax值介于428°C451°C之间,两类样品均处于低成熟阶段。下侏罗统阳霞组地表剖面烃源岩样品Tmax值介于436°C487°C之间,处于低成熟至成熟阶段。上三叠统塔里奇克组煤矿煤样%Ro值介于0.58%0.96%之间,Tmax值介于433°C496°C之间,地表剖面烃源岩样品Tmax值介于447°C585°C之间,两类样品处于生油高峰阶段。上三叠统黄山街组地表剖面烃源岩样品Tmax值介于442°C458°C之间,处于低成熟至成熟阶段。(3)对库车坳陷三叠系–侏罗系煤矿煤样及库车河剖面三叠系–侏罗系烃源岩的饱和烃色谱研究表明,从晚三叠世至中侏罗世这段时期库车坳陷的沉积环境从偏氧化的浅水湖相演变为弱还原–弱氧化的半深湖相,最后转变为强氧化的沼泽环境。侏罗系克孜勒努尔组煤矿煤样(JKC)的Pr/Ph比值比三叠系塔里奇克组煤矿煤样(TTC)高,同时侏罗系的地表剖面烃源岩(JKS和JYS)的Pr/Ph比值也比三叠系地表剖面烃源岩(TTS和THS)高,这反应出二者不同的沉积环境,整体上看侏罗系的沉积环境较三叠系而言氧化性更强。(4)对库车坳陷煤矿煤样及库车河剖面三叠系–侏罗系烃源岩的饱和烃GC–MS研究表明,三叠系–侏罗系煤矿煤样和地表剖面烃源岩样品的三环萜烷以低碳数为主,基本上以C19三环萜烷为主峰,呈现C19、C20、C21的递减趋势,C24四环萜烷相对含量很高;藿烷的含量远高于甾烷;伽马蜡烷相对含量都很低;甾烷分布以C29甾烷ααα20R占绝对优势,C27甾烷ααα20R和C28甾烷ααα20R的相对含量低。具有陆源生烃母质特征。塔里奇克组地表剖面烃源岩样品其他层位地表剖面样品有明显差异,具有相对较高的三环萜烷/藿烷比值、C30重排藿烷和伽玛蜡烷相对含量、较低的藿烷/甾烷比值,表明上三叠统塔里奇克组烃源岩的沉积环境是有一定菌藻类输入的弱还原的湖相沉积。成熟度相关生物标志化合物参数表明塔里奇克组烃源岩成熟度较高,其他层位成熟度较低,与Tmax数据一致。(5)正构烷烃单体烃碳同位素数据显示从上三叠统黄山街组至中侏罗统克孜勒努尔组,地表剖面烃源岩的正构烷烃单体烃碳同位素分布是逐渐变重的趋势,表明逐渐增强的陆源高等植物有机质的输入。
李贵黎[8](2019)在《粘土矿物催化生物质转化生成干酪根类似物的研究》文中研究指明煤炭,石油和天然气等化石燃料的可用性和可持续性的限制,以及其使用对生态环境的负面影响,迫使许多研究人员在可再生原料的基础上开发新的环境友好型工艺。木质纤维素生物质,地球上可再生且存储量巨大但利用率不高的一种可再生能源。它被认为是替代燃料,燃料添加剂和精细化学品生产的化石资源最具吸引力的替代品之一。纤维素仅由无水葡萄糖单元组成,纤维素是结晶的,木质素是一类复杂的,交联的三维生物聚合物,其是具有相对疏水和芳香性质的苯基-丙烷单元。将木质纤维素转化为类似石油的燃料是开发生物质燃料技术的一个非常具有挑战性但又具有吸引力的途径。已经在木质纤维素的液化,热解和气化中进行了许多尝试以产生燃料或中间化学品。本实验采用水热碳化方法研究了层状硅酸盐矿物蒙脱石、伊利石存在下催化的微晶纤维素、木质素的水热碳化生成类似干酪根的水合物。纤维素、木质素的水热碳化是一个复杂的过程,受温度、时间、压力和催化剂等的影响。蒙脱石、伊利石的片层状结构以及其所具有的Lewis酸和Bronsted酸性位使其可以作为有效的催化剂催化反应的进行,对水热碳化过程中的异构化、芳香化、聚合缩合等反应具有催化作用。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、元素分析仪等表征手段对样品的晶体化学结构和形貌特征等进行了表征。结果表明:单独的微晶纤维素、木质素的水热碳化导致具有III型干酪根样结构的水合物生成;而在粘土矿物蒙脱石、伊利石存在下,微晶纤维素的热液碳化产生的水合物-矿物质复合物具有II型干酪根样结构,当没有加入粘土矿物蒙脱石和伊利石时,A因子值在0.301-0.349之间,;当加入粘土矿物蒙脱石和伊利石后,固体产物的A因子值增大,范围在0.40.55之间;粘土矿物蒙脱石、伊利石存在下在水热碳化反应中作为催化剂和吸附剂。进一步改进蒙脱石、伊利石辅助生物质转化为更易于生油、生气的干酪根样固体产品可能是获得生物燃料和化学品的另一种有效途径。
马晓潇[9](2019)在《中国东部古近系陆相页岩含油非均质性表征方法研究》文中研究表明本文针对“陆相页岩含油非均质性表征方法”这一科学问题,通过典型解剖、方法实验和应用验证等工作,实现了实验技术和评价方法的创新。陆相页岩含油非均质性表征在国际上没有可供参考的实例。我国陆相沉积盆地的特殊性,决定了陆相页岩层系的沉积和含油非均质性,建立含油非均质性表征方法是页岩油资源分级评价的关键。本文取得的技术创新主要体现在:(1)通过沾化凹陷罗69井样品热解数据分析,探讨了不同层段岩相对热解参数的影响,发现“相对均质”的页岩层段估算的主生油窗起止温度范围波动高达15℃,建立了非均质页岩层系生烃动力学参数加权平均计算方法,明确了页岩层系内部生烃动力学差异性对含油非均质性的影响。(2)针对常规“两步”法存在的问题,通过将热解曲线转换为活化能变量空间,实现了热挥发产物与热解产物的有效区分,建立了“单步”热解页岩总含油率数值计算方法,为页岩层系总含油率非均质性变化提供了快速有效的方法。(3)通过对江汉盆地两口盐间页岩油探井岩心样品详细分析,明确了运移烃浸染对常规热解评价参数和动力学参数估算的影响,在此基础上提出了基于干酪根生烃动力学扣除运移烃的数值计算方法,并用实例验证了方法的有效性。(4)通过济阳坳陷和潜江凹陷的页岩油专探井的数据分析,根据流动性将页岩油资源定义为吸附油、束缚油和可动油三种类型,探索了考虑页岩油可动性的资源潜力统计学模型,发现前缘斜坡相页岩油的资源潜力和流动性都远远优于边缘过渡相;同时探讨了利用程序升温热解S1响应推断页岩中游离烃组成的数值计算方法,发现盐内页岩中挥发性组分和轻质油含量远远低于邻近盐间页岩,因此得到的烃类组成信息可为页岩油可动性纵向非均质性评价提供重要依据。建立的实验技术和评价方法为断陷湖盆成烃机制、有利岩相和页岩油有利勘探方向研究提供了地球化学依据。
王新民[10](2019)在《干酪根微观分子结构对不可凝气体形成机理的影响》文中进行了进一步梳理油页岩是由内嵌有机质和矿物质组成的沉积岩。以其资源储量丰富,经济性和利用可行性等有点被列为21世纪煤炭和石油的重要补充能源。油页岩干馏热解过程中发生了复杂的化学变化,应用传统的实验技术方法研究油页岩的具体的热解机理是非常艰难。因此,必须对油页岩干酪根的热解机理进行更深层次的模拟研究。本文主要应用分子模拟中的密度泛函理论研究干酪根微观分子结构对不可凝气体形成机理的影响。以五个地区(美国绿茵河,爱沙尼亚,中国桦甸、龙口和窑街)的干酪根模型化合物为基础,分别选取了含甲基以及含氧官能团的干酪根结构单元,依据选取的结构单元进行反应路径的设计找到中间体和产物。根据文献的键离解焓和模拟的计算值进行对比,验证研究方法的合理性和可靠性。结果表明,通过分子模拟来研究油页岩干酪根的热解机理是可行的。应用MS(Materials Studio 2017)软件对干酪根热解形成CH4过程涉及到的11种反应物设计的18种反应路径包含的所有反应物、中间体和产物进行了三维几何结构的构建。应用量子化学中的密度泛函理论对构建的几何结构进行几何优化、键长、键级的计算,得到最优几何结构。应用基于密度泛函进行过渡态搜索,过渡态优化以及过渡态确认等模拟计算得到的反应能垒,分析不同分子结构、中间体以及杂原子对形成CH4气体的影响。基于密度泛函理论得到的动力学参数、热力学参数,分析各反应路径反应过程中相对总能量的变化、脱甲基反应的吸热和放热、自发性和非自发性情况。计算结果表明:单环芳香烃和脂肪烃结构优先形成甲烷,多环芳香烃结构应在最后发生。在形成CH4的过程中,CO有利于发生脱甲基,CO2不利于发生脱甲基反应。在相同的分子结构中,距离杂原子越远,对发生脱甲基反应影响越小。基于分子结构对干酪根热解产生CH4影响研究的基础上,对干酪根热解形成另一主要气体产物CO的14种反应物设计的22种反应路径进行了反应路径的设计和相关的模拟计算。基于密度泛函理论模拟计算得到的优化产物及相应的优化结构的键长,分析化学反应进行过程中结构的变化。计算结果表明:在形成CO的过程中,含有酯基结构最先发生脱羰基反应形成CO。其次是单环芳香烃结构,最后为脂肪烃结构;在直接脱羰基的过程中,脂肪烃和芳香烃比较,单环和脂肪烃容易发生脱羰基反应形成CO。从热力学角度分析,通过分子内氢原子形成CO过程的脱羰基反应是吸热反应,随温度的升高吸热量减小,同时大多数结构的脱羰基反应都是热力学自发的。
二、The role of sulfur in the pyrolysis of kerogen(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、The role of sulfur in the pyrolysis of kerogen(论文提纲范文)
(1)汪清油页岩热解特征及气体热载体干馏技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号对照表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.1.1 能源现状 |
1.1.2 油页岩资源 |
1.1.3 油页岩开发利用方式 |
1.1.4 课题研究目的及意义 |
1.2 油页岩热解有机结构与轻质气体释放特性研究现状 |
1.2.1 热解有机结构研究 |
1.2.2 热解气体产物释放特性研究 |
1.3 干酪根分子模型构建及热解过程分子模拟研究现状 |
1.3.1 干酪根分子模型构建研究 |
1.3.2 热解构成分子模拟研究 |
1.4 固定床热解过程数值模拟研究现状 |
1.5 油页岩气体热载体干馏工艺现状 |
1.5.1 巴西Petrosix干馏工艺 |
1.5.2 爱沙尼亚Kiviter干馏工艺 |
1.5.3 抚顺式干馏工艺 |
1.6 本文主要研究内容 |
第2章 油页岩燃料特性与干酪根制备 |
2.1 引言 |
2.2 汪清油页岩 |
2.3 油页岩特性分析 |
2.3.1 样品来源 |
2.3.2 元素分析及工业分析 |
2.3.3 油页岩含油率评价 |
2.3.4 油页岩灰分组成 |
2.3.5 油页岩灰熔点 |
2.3.6 油页岩比热容 |
2.3.7 油页岩热稳定性 |
2.3.8 油页岩密度 |
2.3.9 油页岩可磨性指数 |
2.4 油页岩干酪根制备与分析 |
2.4.1 仪器设备和试剂材料 |
2.4.2 实验步骤 |
2.4.3 干酪根的基础特性分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 汪清油页岩有机结构与热解气体释放特性分析 |
3.1 引言 |
3.2 油母质平均单元结构分析 |
3.2.1 ~(13)C-NMR核磁共振实验 |
3.2.2 FT-IR实验分析 |
3.3 油页岩热解气体析出特性 |
3.3.1 TG-FTIR实验分析 |
3.3.2 CH_4和CO热解析出规律 |
3.4 升温速率对油页岩热解动力学的影响 |
3.4.1 等转化率法 |
3.4.2 n~(th)DAEM方法 |
3.4.3 等转化率动力学计算 |
3.4.4 n~(th)DAEM动力学计算 |
3.5 FLASHCHAIN模型热解气体释放模拟研究 |
3.5.1 FLASHCHAIN模型简介 |
3.5.2 模型分子量计算方法 |
3.5.3 预测公式 |
3.5.4 模型预测与讨论 |
3.6 本章小结 |
第4章 热解过程中轻质气体演化过程的分子模拟 |
4.1 引言 |
4.2 汪清干酪根热解页岩油分子组成结构研究 |
4.2.1 干酪根热解收油实验 |
4.2.2 页岩油分子组成研究 |
4.2.3 页岩油分子结构研究 |
4.3 汪清干酪根裂解产物分布与特征 |
4.3.1 闪速裂解-气相色谱-质谱分析 |
4.3.2 烃类化合物分布 |
4.3.3 正构烷烃特征参数 |
4.3.4 环烃和芳烃族化合物分布特征 |
4.4 汪清油页岩干酪根热解过程的分子模拟研究 |
4.4.1 理论基础 |
4.4.2 软件介绍 |
4.4.3 密度泛函理论计算模块 |
4.4.4 参数设置 |
4.5 汪清油页岩有机质热解过程中轻质气体形成机理研究 |
4.5.1 汪清有机质干酪根结构分析 |
4.5.2 汪清有机质热解过程中H_2形成机理的研究 |
4.5.3 汪清有机质热解过程中CO_2形成机理的研究 |
4.5.4 汪清有机质热解过程中CO形成机理的研究 |
4.5.5 汪清油页岩热解过程CH_4形成机理的动力学分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 油页岩气体热载体干馏炉炉内特性模拟研究 |
5.1 引言 |
5.2 新型瓦斯布气装置 |
5.3 炉内冷态流动的数学模型 |
5.3.1 模型的提出 |
5.3.2 模型 |
5.3.3 方程离散化及单值条件 |
5.3.4 多孔介质模型耦合考虑 |
5.3.5 反应过程描述及数学模型 |
5.4 干馏炉内流场模拟与分析 |
5.4.1 模拟前的准备 |
5.4.2 压力分布及分析 |
5.4.3 速度分布及分析 |
5.5 油页岩干馏过程数值模拟 |
5.5.1 数值方法及模型 |
5.5.2 模拟结果与讨论 |
5.6 本章小结 |
第6章 新型气体热载体干馏工程化验证试验研究 |
6.1 引言 |
6.2 油页岩干馏系统 |
6.2.1 干馏炉 |
6.2.2 油气冷凝收油系统 |
6.2.3 循环瓦斯加热炉 |
6.2.4 测点分布 |
6.3 油页岩干馏工程化验证试验 |
6.3.1 入炉油页岩样品含油率 |
6.3.2 试验运行 |
6.3.3 页岩油收率 |
6.3.4 页岩油油品分析 |
6.3.5 循环瓦斯组成分析 |
6.3.6 循环瓦斯加热器分析 |
6.3.7 干法排焦 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(2)高温实时作用下油页岩微观结构演化及力学响应规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 油页岩开采技术现状 |
1.2.1 地面干馏技术 |
1.2.2 油页岩原位热解技术现状 |
1.2.3 油页岩的微观结构特征与宏观力学特性 |
1.2.4 原位热解油页岩所考虑的高温岩石力学问题 |
1.3 温度对岩石微观结构特征研究现状 |
1.4 温度对岩石宏观力学特性研究现状 |
1.4.1 常温条件下岩石宏观力学特征研究现状 |
1.4.2 高温条件下岩石宏观力学特性研究现状 |
1.5 本文拟解决的科学问题 |
1.6 本文的主要研究内容及技术路线 |
1.6.1 本文主要研究内容 |
1.6.2 技术路线 |
第2章 高温实时作用下油页岩微观结构演化特征 |
2.1 引言 |
2.2 实验设备与方法 |
2.2.1 试件准备 |
2.2.2 实验设备 |
2.2.3 实验方法 |
2.3 高温实时作用下油页岩矿物成分分析 |
2.3.1 矿物组分演变特征 |
2.3.2 油页岩矿物结晶度分析 |
2.4 油页岩表面形貌演变特征 |
2.5 热力耦合下油页岩内部孔裂隙特性 |
2.5.1 油页岩内部热破裂特征分析 |
2.5.2 孔裂隙空间分布特征 |
2.5.3 孔裂隙结构特征 |
2.5.4 孔裂隙连通特性 |
2.5.5 油页岩孔隙率演变特征 |
2.6 本章小结 |
第3章 高温实时作用下油页岩压缩破坏特征研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验设备及方法 |
3.2.1 实验设备 |
3.2.2 试件制备 |
3.2.3 实验步骤 |
3.3 高温实时作用下油页岩单轴压缩过程中力学特性研究 |
3.3.1 油页岩变形特征 |
3.3.2 油页岩抗压强度演变特征 |
3.3.3 油页岩弹性模量变化特征 |
3.3.4 油页岩泊松比演变规律 |
3.4 高温实时作用下油页岩渐进破坏过程破裂特征分析 |
3.4.1 渐进破坏过程中裂纹扩展特征分析 |
3.4.2 弹性段门槛值σ_e随温度变化特征 |
3.4.3 裂隙稳定扩展门槛值σ_(ci)随温度变化特征分析 |
3.4.4 裂隙加速扩展段门槛值σ_(cd)随温度变化特征分析 |
3.5 不同加载阶段声发射特征分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 高温实时作用下油页岩拉伸破坏特征研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验设备与方法 |
4.2.1 实验设备 |
4.2.2 试件加工 |
4.2.3 实验方法 |
4.3 高温实时作用下油页岩劈裂过程中力学特性分析 |
4.3.1 劈裂过程中应力曲线变化特征 |
4.3.2 抗拉强度变化特征 |
4.3.3 拉伸破坏时吸收能分析 |
4.4 拉伸破坏后裂纹类型 |
4.5 拉伸破坏过程中声发射特征 |
4.6 本章小结 |
第5章 高温实时作用下油页岩断裂特征研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验设备及方法 |
5.2.1 实验设备 |
5.2.2 试件制备 |
5.2.3 实验方法 |
5.3 高温实时作用下油页岩断裂特性分析 |
5.3.1 裂纹扩展过程中载荷位移曲线分析 |
5.3.2 断裂韧度分析 |
5.3.3 吸收能量分析 |
5.4 高温实时作用下油页岩断裂过程区演变分析 |
5.4.1 过程区门槛值演变特征 |
5.4.2 过程区临界张开位移(宽度)变化特征 |
5.4.3 过程区长度变化特征 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(3)鄂尔多斯盆地西部上古生界烃源岩研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 引言 |
1.1 选题背景和意义 |
1.1.1 鄂尔多斯盆地西部上古生界有效潜在烃源 |
1.1.2 煤系烃源、暗色泥岩的区分与贡献 |
1.1.3 不同烃源类型的生烃演化特征 |
1.1.4 生烃强度计算 |
1.1.5 目前存在的问题 |
1.2 研究思路及方法: |
1.2.1 研究思路 |
1.2.2 研究方法 |
1.2.3 研究内容 |
1.3 主要完成工作量 |
1.4 主要认识 |
第二章 区域地质概况 |
2.1 构造位置及演化 |
2.2 上古生界沉积地层特征 |
2.2.1 石炭系 |
2.2.2 二叠系 |
2.3 上古生界沉积构造背景 |
2.3.1 上古生界沉积背景特征 |
2.3.2 烃源岩展布特征 |
2.3.3 烃源岩黏土矿物特征 |
2.4 小结 |
第三章 烃源岩地球化学特征 |
3.1 有机质丰度特征 |
3.1.1 有机碳含量特征 |
3.1.2 氯仿沥青“A” |
3.1.3 生烃潜量 |
3.1.4 有机质丰度特征总结 |
3.2 有机质成熟度特征 |
3.2.1 镜质体反射率 |
3.2.2 最大热解峰温 |
3.3 有机质类型特征 |
3.3.1 干酪根元素组成 |
3.3.2 干酪根同位素特征 |
第四章 烃源岩生烃演化研究 |
4.1 黄金管热模拟 |
4.1.1 样品选择 |
4.1.2 黄金管热模拟实验 |
4.1.3 实验结果 |
4.2 生烃演化特征 |
4.3 生排烃强度特征 |
4.3.1 生烃强度计算 |
4.3.2 生烃贡献分析 |
第五章 结论与认识 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(4)超临界二氧化碳热解油页岩数值模拟和实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 油页岩资源分布与热解研究现状 |
1.2.1 油页岩热解动力学研究 |
1.2.2 油页岩热解的热力学研究现状 |
1.2.3 油页岩热解的机理及产物特征研究现状 |
1.2.4 油页岩热解方法的研究现状与不足 |
1.3 超临界二氧化碳萃取驱替辅助开采的提出与研究意义 |
1.4 本文主要研究内容与技术路线 |
1.4.1 本文主要研究内容与方法 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 油页岩热解动力学与界面反应控制机理 |
2.1 引言 |
2.2 样品特征 |
2.3 热重试验优选实验气氛 |
2.3.1 TG-DSC联用测试方法 |
2.3.2 气氛对油页岩热解的影响 |
2.3.3 升温速率对油页岩热解的影响 |
2.3.4 动力学参数解析 |
2.4 界面反应控制机理 |
2.5 动力学补偿效应 |
2.6 本章小节 |
第三章 油页岩热解热力学分析 |
3.1 引言 |
3.2 热力学分析方法与参数计算 |
3.3 热解油页岩的热力学参数分析 |
3.4 油页岩热解特性分析 |
3.4.1 外推法标定桦甸油页岩热解特性参数 |
3.4.2 油页岩热解稳定性分析 |
3.4.3 油页岩的热解程度评价 |
3.4.4 油页岩热解第二阶段的产物释放特性 |
3.5 本章小节 |
第四章 超临界二氧化碳驱替作用模拟 |
4.1 引言 |
4.2 数值模型与物理参量 |
4.3 热解过程温度场分析 |
4.4 热解过程流场分析 |
4.5 驱替参量对油页岩热解的影响 |
4.6 本章小节 |
第五章 超临界二氧化碳热解油页岩实验 |
5.1 引言 |
5.2 试验样品与测试方法 |
5.3 试验设备与试验设计 |
5.3.1 试验原理与设备 |
5.3.2 实验设计 |
5.4 高压与超临界状态热解试验 |
5.4.1 超临界二氧化碳的制备 |
5.4.2 油收率分析 |
5.4.3 气相产物色谱分析 |
5.4.4 油相产物色谱与质谱分析 |
5.5 本章小节 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
一、作者简介 |
二、发表学术论文 |
三、授权发明专利 |
四、参与科研项目 |
五、参加学术活动 |
致谢 |
(5)页岩油赋存状态的地球化学表征 ——以东营凹陷沙河街组为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 研究现状与存在问题 |
1.2.1 页岩油地质特征研究现状 |
1.2.2 分步溶剂抽提技术研究现状 |
1.2.3 多温阶岩石热解分析研究现状 |
1.2.4 当前研究存在的问题 |
1.3 研究内容 |
1.4 创新点 |
1.5 研究思路及技术路线 |
1.6 工作概况及完成工作量 |
1.6.1 资料收集 |
1.6.2 实验室分析测试 |
2 研究区地质背景 |
2.1 构造背景 |
2.2 沉积地层特征 |
2.3 研究区页岩油勘探开发进展 |
3 沙河街组页岩地球化学特征 |
3.1 基础有机地球化学特征 |
3.1.1 有机质丰度 |
3.1.2 有机质类型 |
3.1.3 有机质成熟度 |
3.1.4 矿物组成特征 |
3.1.5 岩石元素组成特征 |
3.2 饱和烃分子地球化学特征 |
3.2.1 正构及类异戊二烯烷烃系列化合物 |
3.2.2 甾烷系列化合物 |
3.2.3 萜烷系列化合物 |
3.3 芳香烃分子地球化学特征 |
3.3.1 烷基萘系列化合物 |
3.3.2 烷基菲系列化合物 |
3.3.3 烷基二苯并噻吩系列化合物 |
4 不同赋存状态页岩油的分步溶剂抽提法定量表征 |
4.1 分步溶剂抽提物量的变化 |
4.2 分步溶剂抽提物族组成的变化 |
4.3 分步溶剂抽提物量的控制因素 |
4.3.1 岩石矿物学因素对抽提量的影响 |
4.3.2 成熟度对抽提量的影响 |
5 不同赋存状态页岩油的多温阶岩石热解法定量表征 |
5.1 多温阶岩石热解定量表征 |
5.2 多温阶岩石热解与分步溶剂抽提法在原地油量表征上的对比 |
5.3 多温阶岩石热解与分步溶剂抽提法在烃类总减少量表征上的对比 |
6 表征方法对页岩油可生产性评价的意义及应用 |
6.1 表征方法的优势及待优化的方向 |
6.2 研究区页岩特征同经典页岩油系统对比 |
6.3 研究区页岩油可生产性制约因素探讨 |
6.4 对后续研究的启示 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(6)碱土金属改性HZSM-5分子筛对油页岩热解的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 油页岩热解与催化热解研究现状 |
1.2.1 油页岩热解过程 |
1.2.2 影响油页岩热解的因素 |
1.2.3 油页岩催化热解研究现状 |
1.3 HZSM-5催化热解研究现状 |
1.4 研究目的及研究内容 |
第2章 实验设备与方法 |
2.1 实验样品及催化剂的制备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 催化剂的制备 |
2.2 热解实验及产物分析 |
2.2.1 油页岩样品分析 |
2.2.2 热解实验 |
2.2.3 气体产物分析 |
2.2.4 液相产物分析 |
2.2.5 页岩灰分析 |
2.2.6 催化剂表征 |
2.3 技术路线和实验试剂仪器 |
2.3.1 技术路线 |
2.3.2 所用试剂与仪器 |
第3章 Ca改性HZSM-5 分子筛对油页岩热解的影响 |
3.1 引言 |
3.2 Ca改性对HZSM-5 物理化学性质的影响 |
3.3 Ca\HZSM-5 催化油页岩热解的TG-MS-FTIR分析 |
3.3.1 Ca\HZSM-5 催化油页岩热解热失重分析 |
3.3.2 Ca\HZSM-5 催化油页岩热解的质谱分析 |
3.3.3 Ca\HZSM-5 催化油页岩热解的红外光谱分析 |
3.4 Ca/HZSM-5 催化热解动力学分析 |
3.4.1 动力学模型 |
3.4.2 动力学计算结果与分析 |
3.5 Ca/HZSM-5 对页岩油成分的影响 |
3.6 Ca/HZSM-5 催化热解温度的影响 |
3.7 Ca/HZSM-5 对页岩灰的影响 |
3.8 本章小结 |
第4章 Mg改性HZSM-5 分子筛对油页岩热解的影响 |
4.1 引言 |
4.2 Mg改性对HZSM-5 物理化学性质的影响 |
4.3 TG-MS-FTIR 分析 |
4.3.1 Mg\HZSM-5 催化油页岩热解热失重分析 |
4.3.2 Mg\HZSM-5 催化油页岩热解的质谱分析 |
4.3.3 Mg\HZSM-5 催化油页岩热解的红外光谱分析 |
4.4 Mg/HZSM-5 催化热解动力学分析 |
4.4.1 动力学模型 |
4.4.2 动力学计算结果与分析 |
4.5 Mg/HZSM-5 对页岩油成分的影响 |
4.6 Mg/HZSM-5 对页岩灰的影响 |
4.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文 |
(7)库车坳陷煤系烃源岩生烃动力学和地球化学特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 选题背景与意义 |
1.2 研究内容 |
1.2.1 煤岩生烃动力学研究 |
1.2.2 烃源岩有机地球化学特征研究 |
1.3 技术路线与工作量 |
1.4 实验方法及流程 |
1.4.1 岩石热解(Rock–Eval)、CHN元素分析、TOC分析和镜质体反射率的测量 |
1.4.2 高压釜—黄金管生烃动力学热模拟实验 |
1.4.3 气体组分分析 |
1.4.4 液态烃定量分析 |
1.4.5 固体残渣的岩石热解(Rock–Eval)分析和元素分析 |
1.4.6 抽提与族组成分离 |
1.4.7 饱和烃色谱与尿素络合 |
1.4.8 饱和烃色谱–质谱分析和单体烃碳同位素 |
1.4.9 开放系统热解–气相色谱分析 |
1.5 EASY%Ro模型和动力学参数 |
第2章 区域地质背景 |
2.1 构造特征 |
2.2 地层与烃源岩 |
2.2.1 三叠系 |
2.2.2 侏罗系 |
2.2.3 白垩系 |
2.2.4 新生界 |
2.3 储层与盖层 |
2.4 勘探历史与现状 |
第3章 三叠–侏罗系烃源岩地球化学特征 |
3.1 国内外研究现状 |
3.1.1 库车中生代烃源岩分布 |
3.1.2 烃源岩评价 |
3.2 样品选取和实验 |
3.2.1 样品选取 |
3.2.2 实验过程 |
3.3 有机质丰度 |
3.4 有机质类型 |
3.4.1 岩石热解参数 |
3.4.2 可溶有机质特征 |
3.5 有机质成熟度 |
3.5.1 镜质体反射率与Tmax |
3.5.2 生物标志化合物演化特征 |
3.6 生物标志物特征 |
3.6.1 饱和烃特征 |
3.6.2 饱和烃GC–MS |
3.6.3 不同层位烃源岩甾、萜烷和正构烷烃单体碳同位素组成特征的差异 |
3.7 煤矿煤样和地表剖面烃源岩抽提物分子与碳同位素地球化学特征的差异 |
3.7.1 克孜勒努尔组煤矿煤样和地表剖面泥质烃源岩样 |
3.7.2 塔里奇克组煤矿煤样和地表剖面泥质烃源岩样 |
3.8 本章小结 |
第4章 煤系烃源岩生烃潜力和生烃动力学研究 |
4.1 国内外研究现状 |
4.1.1 煤成烃地球化学特征 |
4.1.2 生烃动力学 |
4.2 样品选取及实验 |
4.2.1 样品选取 |
4.2.2 实验过程 |
4.3 封闭体系热解组分产率 |
4.3.1 气态烃产率和CO2产率 |
4.3.2 液态烃产率 |
4.4 质量平衡 |
4.5 高–过成熟阶段的生气 |
4.6 生烃动力学模拟 |
4.6.1 生油动力学参数 |
4.6.2 生气动力学参数 |
4.7 地史时期库车坳陷侏罗系和三叠系煤系烃源岩生烃史 |
4.8 高过成熟度阶段气态烃的生成机制 |
4.9 本章小结 |
第5章 结论与创新 |
5.1 论文主要结论 |
5.2 论文主要创新 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)粘土矿物催化生物质转化生成干酪根类似物的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 能源及其分类 |
1.1.1 能源消费和发展趋势 |
1.1.2 生物质及生物质能源 |
1.2 生物质的热转化 |
1.2.1 生物质的热裂解 |
1.2.2 生物质的液化 |
1.2.3 生物质气化 |
1.2.4 干酪根的基本结构特征及合成研究现状 |
1.2.5 地质环境下生物质的转化与干酪根的形成 |
1.2.6 干酪根的热转化与油气的生成 |
1.3 粘土矿物 |
1.3.1 粘土矿物概述 |
1.3.2 蒙脱石、伊利石的基本结构特征 |
1.4 研究目的和研究内容 |
1.4.1 研究目的及意义 |
1.4.2 研究内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验仪器和药品 |
2.2 干酪根的合成方法 |
2.2.1 干酪根类似物样品的合成 |
2.2.2 蒙脱石/伊利石干酪根复合物样品的合成 |
2.3 蒙脱石、伊利石理化性能的测试 |
2.3.1 阳离子交换容量的测定 |
2.3.2 吸蓝量的测定 |
2.3.3 胶质价和膨胀容的测定 |
2.3.4 表面酸性的测定 |
2.4 干酪根及其蒙脱石/伊利石干酪根复合物的表征及其类型测试 |
2.4.1 粉末X射线衍射 |
2.4.2 热重-差示扫描量热分析 |
2.4.3 傅立叶转换红外光谱 |
2.4.4 扫描电境、透射电镜 |
2.4.5 元素分析 |
2.4.6 X射线能谱仪 |
第三章 干酪根、干酪根类似物复合体的类型表征 |
3.1 纤维素、木质素对合成干酪根类似物结构及其类型的影响 |
3.1.1 纤维素、木质素水热碳化过程中晶体结构的变化 |
3.1.2 纤维素、木质素水热碳化过程中化学结构的变化 |
3.1.3 纤维素、木质素水热碳化固体产物形貌分析 |
3.1.4 干酪根类似物类型的判断 |
3.2 粘土矿物对合成干酪根类似物复合体结构及其类型的影响 |
3.2.1 纤维素/木质素-粘土矿物水热碳化复合体晶体结构分析 |
3.2.2 纤维素/木质素-粘土矿物水热碳化复合体化学结构变化 |
3.2.3 纤维素/木质素-粘土矿物水热碳化复合体形貌分析 |
3.2.4 蒙脱石/伊利石-干酪根复合体类型的判断 |
3.3 伊利石-蒙脱石转化 |
3.3.1 粉末X射线衍射表征 |
3.3.2 傅立叶转换红外光谱表征 |
3.3.3 扫描电境分析 |
3.3.4 X射线能谱分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 干酪根及干酪根复合体类似物的合成机理 |
4.1 水热碳化过程中液相产物的测定 |
4.2 水热碳化形成干酪根类似物的形成过程 |
4.3 水热碳化形成蒙脱石/伊利石-干酪根复合体类似物的形成过程 |
4.4 粘土矿物在干酪根及干酪根复合体形成中的作用 |
4.5 不同类型干酪根复合体的生油生气能力 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
作者简历 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
学位论文数据集 |
(9)中国东部古近系陆相页岩含油非均质性表征方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
创新点 |
引言 |
第1章 陆相非均质页岩体系生烃动力学参数获取方法研究 |
1.1 地质背景 |
1.2 数据获取与实验方法 |
1.2.1 样品和分析流程 |
1.2.2 单个烃源岩样品的生烃化学动力学参数。 |
1.2.3 非均质烃源岩系统的生烃化学动力学参数 |
1.3 实验结果 |
1.3.1 地球化学数据分析 |
1.3.2 样品分组 |
1.3.3 烃类热解谱图特征 |
1.3.4 单个样品的生烃动力学参数 |
1.3.5 复合生成动力学 |
1.4 讨论 |
1.4.1 研究结果对相变和成熟度研究的启示 |
1.4.2 纹层和烃源岩非均质性 |
1.4.3 游离烃与不同动力学性质的相对影响 |
1.5 小结 |
第2章 非均质页岩总含油率单步热解数值计算方法研究 |
2.1 数据获取与实验方法 |
2.1.1 样品和分析程序 |
2.1.2 样品分析结果品质监控 |
2.1.3 热解曲线分解方法 |
2.2 实验结果 |
2.2.1 热解数据 |
2.2.2 抽提前后样品热解活化能分布对比 |
2.2.3 溶剂抽提前后FID热解曲线重建 |
2.2.4 S2峰设定温度范围内吸附-互溶烃的定量估算 |
2.3 讨论 |
2.3.1 S1x的来源和对总含油率计算的意义 |
2.3.2 计算得到的总含油率变化规律 |
2.3.3 方法比对 |
2.4 小结 |
第3章 陆相页岩油资源潜力与可动油非均质性评价方法研究 |
3.1 地质背景 |
3.2 数据与分析流程 |
3.3 原油孔隙体积计算方法 |
3.3.1 烃类孔隙体积 |
3.3.2 有机孔隙度估算 |
3.3.3 根据总含油率计算烃类饱和孔隙度 |
3.4 实验结果 |
3.4.1 Rock-Eval数据分析 |
3.4.2 干酪根热演化曲线 |
3.4.3 排烃效率与转化率 |
3.4.4 烃类饱和孔隙度 |
3.5 讨论 |
3.5.1 页岩油分布与岩石物理特征 |
3.5.2 排烃效率与页岩油可动性的关系 |
3.6 小结 |
第4章 非均质页岩中运移烃识别方法研究 |
4.1 地质背景 |
4.2 数据获取与实验方法 |
4.2.1 样品与分析流程 |
4.2.2 生烃动力学参数计算 |
4.3 实验结果 |
4.3.1 热解数据 |
4.3.2 烃类热解曲线 |
4.3.3 生烃动力学参数 |
4.4 讨论 |
4.4.1 运移烃对热解参数的影响 |
4.4.2 受到影响样品的识别 |
4.4.3 对烃源岩动力学参数的影响 |
4.5 小结 |
第5章 非均质页岩中运移烃热解参数校正方法研究 |
5.1 地质背景 |
5.2 数据获取与实验方法 |
5.2.1 样品和分析流程 |
5.2.2 数值计算方法 |
5.2.3 Rock-Eval热解参数校正 |
5.3 实验结果 |
5.3.1 Rock-Eval热解数据分析 |
5.3.2 生物标志化合物分布 |
5.3.3 S2曲线重建 |
5.3.4 热解参数校正 |
5.4 讨论 |
5.4.1 运移烃定量计算的其它方法 |
5.4.2 方法验证 |
5.4.3 对运移烃识别的启示 |
5.4.4 实验室实测结果与数值计算结果的对比 |
5.5 小结 |
第6章 游离烃组成与页岩可动油非均质性定量评价方法研究 |
6.1 地质背景 |
6.2 数据与方法 |
6.2.1 实验数据与分析流程 |
6.2.2 数值计算方法 |
6.3 实验结果 |
6.3.1 全岩地球化学特征 |
6.3.2 游离烃的活化能特征 |
6.3.3 组分分组 |
6.4 讨论 |
6.4.1 石油组分分类 |
6.4.2 对页岩油资源研究的启示 |
6.4.3 烃源岩和运移油动力学差异 |
6.4.4 数值计算方法的优点 |
6.5 小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
学位论文数据集 |
(10)干酪根微观分子结构对不可凝气体形成机理的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的背景及意义 |
1.1.1 能源现状 |
1.1.2 油页岩简介 |
1.2 本课题的国内外研究现状 |
1.2.1 国内油页岩研究现状 |
1.2.2 国外油页岩研究现状 |
1.3 研究的理论基础 |
1.3.1 量子化学计算 |
1.3.2 密度泛函理论 |
1.4 课题主要的研究内容 |
第2章 计算方法和模型化合物的选择 |
2.1 量化计算软件 |
2.1.1 Materials Studio软件 |
2.1.2 Dmol~3模块 |
2.2 分子模拟过程参数设置 |
2.2.1 几何结构优化的参数设置 |
2.2.2 过渡态搜索的参数设置 |
2.3 实验与计算值的验证 |
2.4 模型化合物的选择 |
2.4.1 不同地区的干酪根模型化合物 |
2.4.2 含甲基干酪根结构单元的选择 |
2.4.3 含氧官能团的干酪根结构单元的选择 |
2.5 本章小结 |
第3章 干酪根分子结构对CH_4形成的影响 |
3.1 甲烷形成过程反应路径的设计 |
3.2 反应物、中间体、产物和过渡态的优化几何构型 |
3.3 油页岩干酪根热解过程中CH_4形成机理 |
3.3.1 单环芳香烃热解过程中CH_4的形成机理 |
3.3.2 多环芳香烃热解过程中CH_4的形成机理 |
3.3.3 脂肪烃热解过程中CH_4的形成机理 |
3.4 油页岩干酪根热解过程CH_4形成机理的热力学分析 |
3.5 油页岩干酪根热解过程CH_4形成机理的动力学分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 干酪根分子结构对CO形成机理的影响 |
4.1 干酪根热解过程中CO形成过程反应路径的设计 |
4.2 反应物、中间体、产物和过渡态的优化几何构型 |
4.3 油页岩干酪根热解过程中CO形成机理 |
4.3.1 苯及其衍生物热解过程中CO形成机理 |
4.3.2 干酪根二聚体热解过程CO的形成机理 |
4.3.3 多环结构热解过程CO的形成机理 |
4.3.4 脂肪烃热解过程CO的形成机理 |
4.4 油页岩干酪根热解过程CO形成机理的热力学分析 |
4.5 油页岩干酪根热解过程CO形成机理的动力学分析 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
四、The role of sulfur in the pyrolysis of kerogen(论文参考文献)
- [1]汪清油页岩热解特征及气体热载体干馏技术研究[D]. 华泽嘉. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [2]高温实时作用下油页岩微观结构演化及力学响应规律研究[D]. 杨少强. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]鄂尔多斯盆地西部上古生界烃源岩研究[D]. 翟光麾. 西北大学, 2021(12)
- [4]超临界二氧化碳热解油页岩数值模拟和实验研究[D]. 赵帅. 吉林大学, 2020(08)
- [5]页岩油赋存状态的地球化学表征 ——以东营凹陷沙河街组为例[D]. 张鸿. 中国地质大学(北京), 2020(08)
- [6]碱土金属改性HZSM-5分子筛对油页岩热解的影响研究[D]. 刘家兴. 沈阳航空航天大学, 2020(04)
- [7]库车坳陷煤系烃源岩生烃动力学和地球化学特征研究[D]. 黄文魁. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2019(07)
- [8]粘土矿物催化生物质转化生成干酪根类似物的研究[D]. 李贵黎. 浙江工业大学, 2019(02)
- [9]中国东部古近系陆相页岩含油非均质性表征方法研究[D]. 马晓潇. 中国石油大学(北京), 2019
- [10]干酪根微观分子结构对不可凝气体形成机理的影响[D]. 王新民. 东北电力大学, 2019(08)