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博格达山北麓二叠系芦草沟组油页岩地球化学特征研究

作　者: 李婧婧
导　师: 汤达祯
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 能源地质工程
关键词: 博格达山北麓油页岩地球化学有机相
分类号: P618.13
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 313次
引　用: 4次
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内容摘要

随着能源形式的紧张,油页岩凭借三大优势进入新能源视野。对油页岩进行相关的地球化学研究,可以确定其发育的沉积环境,了解油页岩的品质特征,预测干馏热解产物的构成特点,能够为进一步开发油页岩提供准确的背景资料。本论文采用地球化学方法对博格达山北麓二叠系芦草沟组油页岩的沉积环境、物源输入、有机质品质特征、工艺特性等方面进行研究,划分了油页岩发育的有机相带,总结了不同有机相中油页岩的品质特征。博格达山北麓在二叠系芦草沟组时期为裂谷型陆相湖盆,微量元素与生标参数表明,沉积介质环境具有深湖-半深湖的还原和弱还原环境、咸水-半咸水状态、火山活动造就了富营养条件等显著特征,极其繁盛的藻类构成油页岩巨大的母质输入。按我国最新的评价方法,研究区油页岩以中含油率油页岩为主,且高焦油产率的油页岩含量也远远高于我国油页岩的总体水平。通过对研究区油页岩的研究发现,除了采用焦油产率(Tar)评价有机质含量外,有机碳含量(TOC)和生烃潜量(S1+S2)是评价油页岩品位快速、有效的参数。诸多评价方法均表明,研究区油页岩的有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ型为主,与美国绿河页岩和巴黎盆地的下托阿尔页岩的有机质类型非常相似。研究区页岩的成熟度不高,Ro值介于0.56- 0.84之间,Tmax值均低于470℃,有机质处于低成熟阶段,干酪根有巨大的热解生烃前景。与美国绿河页岩相似,研究区油页岩的热解产物以高蜡-石蜡基原油为主,干酪根结构差异是影响热解产物类型的主要因素。油页岩的热解过程可分为预热、高峰和末尾三个阶段,产物主要在高峰阶段生成。与地质过程相比,干馏过程中干酪根的熟化速度较快,导致干馏产物中含有大量的烯烃,而降低升温速率有利于减少产物中烯烃的含量。正构烷烃与正构烯烃的比值也是划分干酪根类型的有效参数。综合各方面的研究结果可将研究区油页岩的有机相划分为三类四相:深湖高盐相、半深湖还原-1相、半深湖还原-2相和半深湖弱还原相,以半深湖还原-1相中油页岩的品质最好。半深湖环境是油页岩发育最有利的环境。

全文目录

中文摘要  5-6
Abstract  6-11
1 引言  11-21
  1.1 选题背景  11-13
  1.2 国内外研究现状  13-17
    1.2.1 国外研究现状  13-15
    1.2.2 国内研究现状  15-17
  1.3 论文研究内容及工作量  17-21
    1.3.1 研究内容及意义  17-18
    1.3.2 论文工作量  18-19
    1.3.3 已取得创新性进展  19-21
2 区域地质背景  21-27
  2.1 二叠系地层发育特征  21-24
  2.2 博格达山地区晚古生代构造演化  24-26
  2.3 研究区构造特征  26-27
3 油页岩品质特征  27-42
  3.1 有机质丰度  27-32
    3.1.1 焦油产率（Tar）  27-29
    3.1.2 有机碳含量（TOC）与生烃潜量（S_1+S_2）  29
    3.1.3 油页岩的TOC 与S_1+S_2 评价标准  29-32
  3.2 有机质类型  32-39
    3.2.1 显微组分分类  33-36
    3.2.2 干酪根元素分类  36-37
    3.2.3 岩石热解参数分类  37-39
  3.3 有机质成熟度  39-42
    3.3.1 镜质组反射率  39-40
    3.3.2 岩石热解参数  40-42
4 油页岩岩石无机化学特征及意义  42-59
  4.1 元素的组成与丰度  42-45
  4.2 元素的共生组合  45-46
  4.3 元素的沉积环境指示意义  46-59
    4.3.1 硼元素（B）  46-49
    4.3.2 锶元素（Sr）、钡元素（Ba）  49-51
    4.3.3 铁元素（Fe）  51-52
    4.3.4 鎳元素（Ni）和钒元素（V）  52
    4.3.5 钍元素（Th）和铀元素（U）  52-53
    4.3.6 稀土元素（REE）  53-59
5 油页岩有机地球化学特征及意义  59-81
  5.1 氯仿沥青“A”含量  59-61
  5.2 正构烷烃  61-64
  5.3 类异戊二烯型烷烃  64
  5.4 萜烷化合物  64-70
  5.5 甾烷化合物  70-74
  5.6 芳香族化合物  74-77
  5.7 生标参数的聚类分析  77-81
6 油页岩品质的地球化学控制作用  81-86
  6.1 咸化湖盆中优质烃源岩的发育  81-82
  6.2 油页岩有机质含量的控制因素  82-86
    6.2.1 水体盐度  82-83
    6.2.2 沉积环境的氧化还原性  83-84
    6.2.3 有机质母源  84-86
7 油页岩工艺特性的地球化学控制作用  86-99
  7.1 实验条件设定  87
  7.2 产物构成、分类及数据处理  87-89
    7.2.1 产物的化学结构分类  87-88
    7.2.2 产物的组分分类  88-89
    7.2.3 数据处理  89
  7.3 干馏过程中产物生成特点及意义  89-91
    7.3.1 干馏各阶段产物产量特征及意义  89-90
    7.3.2 不同组分在各热解阶段产量特点及意义  90-91
  7.4 干馏产物组成特征及意义  91-97
    7.4.1 干馏产物的化学分类组成特征  91-92
    7.4.2 正构烷、烯烃生成机制  92-94
    7.4.3 热解气相色谱的类型指标  94-97
  7.5 页岩油类型  97
  7.6 产物类型影响因素  97-99
8 研究区油页岩的有机相划分  99-103
  8.1 有机相的发展  99-100
  8.2 有机相的划分  100-103
9 主要结论  103-105
致谢  105-106
参考文献  106-113
附录  113-116
申请者简历  116

博格达山北麓二叠系芦草沟组油页岩地球化学特征研究

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