碳酸盐岩储层原油裂解过程中的钙、硫分子地球化学研究——同步辐射XANES技术的应用  

Molecular Geochemistry Study of Calcium and Sulfur in the Process of Crude Oil Cracking in Carbonatic Rock Reservoirs:Application of Synchrotron Radiation XANES Technology

作　　者：罗厚勇[1,2] 刘文汇[2] 腾格尔[2] 王万春[3] 梁明亮[3] 苏龙[3] 韩元红[2] 曹涛涛[1,2] 赵恒[3] 

机构地区：[1]南京大学地球科学与工程学院,南京210046 [2]中石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151 [3]中国科学院油气资源研究重点实验室,兰州730000

出　　处：《地质学报》2017年第3期668-677,共10页Acta Geologica Sinica

基　　金：国家"973"计划项目(编号2012CB214801);国家自然科学青年基金(编号41503033)联合资助成果

摘　　要：为了研究碳酸盐岩储层原油裂解过程中硫、钙元素赋存状态的变化,采集塔河油田TK772井奥陶系鹰山组产层的原油,通过半开放实验体系"地层孔隙热压生排烃模拟仪"开展仿真地层条件的成气模拟实验,利用同步辐射X射线吸收近边结物(XANES)技术对固体产物中的硫、钙元素的化学赋存状态进行精确检测。结果表明,原油直接裂解(原油+灰岩实验(系列1))固体产物中含硫化合物以噻吩类和硫酸钙为主,是原油裂解过程中部分噻吩类物质被氧化的结果;含钙化合物以碳酸钙为主。有溶解硫酸盐存在的原油裂解(原油+灰岩+硫酸镁实验(系列2))固体产物中含硫化合物以硫酸钙为主,噻吩类为辅,可能是溶解硫酸盐(硫酸镁)的加入、硫酸盐热化学还原反应(TSR)和溶蚀-沉淀作用共同作用的结果。系列2中伴随着温压的升高,H2S的生成和硫酸钙相对百分含量增加,指示原油裂解过程中发生了硫酸盐热化学还原反应(TSR);硫酸钙的生成和富集表明,TSR过程产生的酸性流体可以对碳酸盐岩储层产生明显的溶蚀作用,同时可能会生成次生膏盐。oxidization of thiophene substance during crude oil pyrolysis, with calcium-bearing compound dominated by calcium carbonate. Sulfur-containing compound, which forms during pyrolysis process of dissolved sulfate-bearing crude oil （crude oil ＋ limestone ＋ magnesium sulfate （series 2））, consists dominantly of calcium sulfate, with minor thiophenes, and may be result of the dissolved sulfate （magnesium sulphate） addition, TSR, and dissolution-precipitation. With increasing of temperature and pressure in series 2, H2 S generation and relative percentage of calcium sulfate increase, indicating the occurrence of thermochemical sulfate reduction （TSR） in crude oil cracking process. Formation and enrichment of calcium sulphate also shows that acidic fluid generated during TSR produces not only significant dissolution of carbonate reservoirs but secondary gypsum.

关 键 词：X射线吸收近边结物(XANES) 硫酸盐热化学还原反应 原油裂解 有机-无机相互作用 碳酸盐岩储层 

分 类 号：P618.13[天文地球—矿床学] TE621[天文地球—地质学]