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張劉平等-SR:相對吸附系數新概念——油氣運移追蹤的關鍵
2019-11-15 | 作者: | 【 】【打印】【關閉

  石油是國民經濟的命脈,要確保石油的長期供給,就要不斷地發現新油藏。石油在地質曆史上的流動情況是發現地下油藏所需的重要信息。幾十年來,科學家們試圖利用石油中具有較強吸附能力的極性化合物構建運移指標,來直接反映地下石油的流動情況,但未取得令人滿意的結果,其原因是無法評價極性化合物在石油流動中的吸附能力,因而不能篩選合適的極性化合物構建有效指標。 

  中國科學院地质與地球物理研究所油气资源研究院重点实验室张刘平研究员等,在前期建立的运移-吸附層析作用方程的基礎上取得突破,提出了石油流動中極性化合物的相對吸附系數新概念與計算方法。該系數可直接用于定量評價石油流動過程中極性化合物的吸附能力。它可由遲滯因子或運移-吸附控制因子直接計算,不需要通道的古孔隙度、古滲透率和古流速等難以測定的參數。新概念和新方法在我國鄂爾多斯盆地簣D幽么笪骷优璧剡M行了應用,發現了與分子結構有關的推脫效應(stripping effect)和妨礙效應(impeding effect),它們與之前提出的屏蔽效應(shielding effect)一起共同控制了石油流動過程中極性化合物的吸附能力。基于這些科學發現,研究人員對極性化合物重新分類(圖1),並構建了18種新的運移追蹤比值指標。研究證明這些比值指標可有效揭示地下石油在幾百萬年前甚至上億年前的流動方向,甚至可作爲石油運移裏程的計程器,對于研究石油的流動規律、油藏的形成、石油在地下的分布規律和石油勘探等具有重要的科學意義和實用價值(圖2)。 

各组二甲基咔唑吸附能力排序圖(DMCA=二甲基咔唑; Kr = 相對吸附系數) 

2  鄂尔多斯盆地西峰油田新的比值指标與运移里程间的关系圖。[SMFIλ: 改進的二次運移分餾指數;DMCA: 二甲基咔唑;2,3/1,3-DMCA SMFIλ: 2,3-DMCA 1,3-DMCA SMFIλ比值(A); 其他單分子間的SMFIλ比值類同(B-H)GMλ(III-3), GMλ(II-3) and GMλ(II-2): 次組III-3, II-3, II-2 and II-1SMFIλs 幾何平均值; 回歸分析不包括參照點(x=0 km)] 

  该研究不仅解释了已有指标失败的原因,而且为筛选极性化合物、构建指标、追踪石油流动提供指导理论與方法,也可用于其他地质流体的迁移研究,为应用有机分子地球化学在世界含油气盆地追踪石油运移奠定了重要基础。 

  研究成果發表于Scientific Reports。(Zhang L P*, Wang Y, Li M W, Yin Q Z, Zhang W. Relative sorption coefficient: Key to tracing petroleum migration and other subsurface fluids[J]. Scientific Reports, 2019, 9:16845)(原文鏈接) 

 
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