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微生物降解原油及其代谢产物的分析

作　者: 郭晓博
导　师: 向廷生
学　校: 长江大学
专　业: 地球化学
关键词: 生物降解族组成生物标志化合物正构一元脂肪酸
分类号: P618.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着现代社会对能源需求的日益增大及油气勘探开发技术的不断发展,稠油这一巨大资源日益受到石油地质工作者的高度重视,生物降解是原油在储层中遭受的一种重要次生变化过程,它是原油稠化的主要机制之一。世界上大多数原油都遭受了不同程度的生物降解,使原油物理和化学性质发生严重的改变,导致我们在判识原油成熟度及进行常规油源对比过程中存在较大的不确定性,成为目前油源研究领域的难题之一。因此,对生物降解原油化学组成特征及形成机理和条件的研究一直是石油地球化学领域的热点。在地质条件下,生物降解原油的形成可能是好氧降解和厌氧降解两种机制共同作用,在储层抬升近地表的情况下,起主导作用的可能主要是好氧降解作用,而在储层埋藏较深的情况下,厌氧作用可能起主导作用。研究在好氧降解、好氧转厌氧降解以及厌氧降解过程中原油的地球化学特征的变化及差异,通过对各类生物标志物绝对浓度的定量分析,对于确定好氧和厌氧两种降解机制下降解原油的地球化学特征差异产生的根本原因、建立生物降解作用定量评价模型、阐明生物降解作用机理有非常重要的意义,也可以预测生物降解作用带来的影响,减少勘探风险,并且可为油田优化开发方案提供依据。论文的内容分为四部分。第一部分为绪论；第二部分是微生物降解原油实验过程及仪器分析；第三部分是结果分析；最后一部分是结论与认识。本论文主要分析在实验室条件下,三种生物降解模式作用前后原油族组分、各类生物标志物和非烃酸性组分一元脂肪酸的变化等等,从而研究好氧、厌氧微生物在实验室条件下如何作用降解原油的,以此探讨在自然界条件下微生物降解原油的机理。获得结论与认识如下：(1)微生物降解后原油的族组分发生变化,饱和烃的相对百分含量降低,芳香烃、非烃和沥青质的相对百分含量升高,饱/芳比也明显降低。(2)微生物对原油饱和烃的降解有先后顺序：正构烷烃>类异戊二烯烷烃>甾烷、藿烷类,C21以前的正构烷烃>C22以后的正构烷烃。(3)微生物降解后原油藿烷、甾烷的浓度有微量的上升,是正构烷烃大量消耗所致。在轻度降解原油中,甾烷、藿烷的生标参数仍可指示地球化学意义。(4)厌氧微生物可以直接利用原油作为其生长所需碳源,硫酸盐还原菌可降解饱和烃和芳香烃、比烃降解菌(好氧微生物)易于降解芳香烃,而产甲烷菌则比硫酸盐还原菌易于降解链烷烃。不同微生物降解原油的烃类不同,使得好氧、厌氧降解原油的地球化学特征具有差异。(5)芳香烃的抗生物降解能力并不强,好氧降解作用原油,其正构烷烃系列没有完全降解时,萘系列已开始降解；厌氧降解则使正构烷烃系列和萘系列同时降解。(6)正构一元脂肪酸的碳数分布与正构烷烃的碳数分布大相径庭,以低碳数组分占绝对优势,正十六烷酸为主峰,并表现出很强的偶碳优势,而高碳数组分(>C22)的含量较低；微生物作用后并没有改变正构一元脂肪酸的碳数分布,生物降解的过程非常复杂,不同降解阶段产生的正构一元脂肪酸系列可能会有不同的分布形态。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 引言  9-13
  1.2 研究的背景意义  13-14
  1.3 研究思路内容与技术路线  14-15
第2章微生物降解原油实验方法与过程及仪器分析  15-19
  2.1 微生物降解原油的实验过程  15-17
  2.2 实验具体方法及仪器分析  17-18
  2.3 仪器分析  18-19
第3章微生物降解对原油物理化学特征影响  19-56
  3.1 原油的宏观变化  20-21
  3.2 原油的族组分变化  21-23
  3.3 降解对正构烷烃和类异戊二烯烷烃特征的影响  23-30
  3.4 降解对饱和烃分子标志化合物特征的影响  30-41
  3.5 降解对芳烃分子标志化合物特征的影响  41-56
第4章生物降解稠油中代谢产物的分析  56-66
  4.1 微生物降解原油主要代谢产物  56-57
  4.2 原油模拟生物降解产物的胶质、沥青质的红外光谱分析  57-61
  4.3 对微生物降解原油后代谢产物气的分析  61-62
  4.4 对微生物降解原油后代谢产物酸的分析  62-65
  小结  65-66
第5章总结  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-74
个人简介  74-75

微生物降解原油及其代谢产物的分析

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