石油1-4油气中的稳定同位素.ppt

石油天然气

地质与勘探;一、油气中的碳同位素

二、油气中的氢同位素

三、油气中的硫、氧、氮同位素;同位素：原子核内具相同数量的质子而中子数不同的原子。

稳定同位素：原子核结构不会自发地改变的同位素

放射性同位素〔不稳定同位素〕：能自发蜕变，形成具另外质子数的新原子的同位素。;质子;稳定同位素有两个最显著的属性：

〔1〕稳定性：经过复杂的化学反响之后，原子核结构不发生变化。

〔2〕分馏作用：指同位素在两种同位素比值不同的物质之间进行分配。

油气分析的同位素主要有：C、H、S、O、N。;;〔1〕同位素交换反响

不发生化学反响，只在不同化学物质，不同相或单个分子之间发生的同位素重新分配所引起的分馏作用。

12CO2+13CH4==13CO2+12CH4

13CO2+H12CO3－==12CO2+H13CO3－

反响结果，使不同物质中有的13C富集，另一些那么12C富集。海水比大气中的CO2富集13C。;〔2〕光合作用的动力效应

植物光合作用的过程中，吸收CO2和H2O，致使自身富集12C，而13C相对减小。

海洋生物13C含量相比照较多，但是，海洋植物利用海水碳酸盐产生CO2光合作用，δ13C值增高。;〔3〕热力和化学反响的动力效应

同位素的质量不同，13C和12C取代分子或键的化学活动性也不同。

C-C键的稳定性：13C—13C＞13C—12C＞12C—12C

即12C-12C活动性最大，13C-13C的化学活动性最差。在相同条件下，12C-12C参与反响的几率和速度较13C-13C大。;〔3〕热力和化学反响的动力效应

12C—12C键裂解的能量较小，有机质大分子转变成烃类小分子的过程中，12C—12C键优先断裂，生成的烃类比它的母质具有较轻的同位素组成。

在低温条件形成的烃类，富集12C，而后期高温条件形成的烃类，那么相对富集13C;〔4〕理化学效应

主要是蒸发作用和扩散作用。

蒸发作用：使气相富集轻同位素12C，液相浓缩物富集重同位素12C。

扩散作用：先扩散局部富集12C，剩余富13C。气体分子穿过多孔介质的速度与质量有关。

12CH4比13CH4的平动速度快3.1℅，12CH4扩散得更快更远，即先行扩散局部富集12C，剩余局部富集13C。;‰;;年代越老的原油，12C越富集，13C越少;天然气δ13C变化范围大〔-20‰~-100‰〕。低温浅层生成的天然气，δ13C低，小于-55‰。中深层高温条件下生成的天然气，δ13C高，-55‰~-20‰。同一天然气，δ13C1＜δ13C2＜δ13C3＜δ13C4。;;;〔D/H1〕标准值取标准海水中的〔D/H1〕值，缩写为SMOW。;氢同位素分布特点：;‰;;2、氧碳同位素

稳定同位素：O16、O17、O18

相对丰度：O16-99.579%，C18-0.2039%;N14、N15同位素因其含量变化较大，目前对其研究较少。但是当含氮天然气通过砂岩运移时，氮同位素存在分馏现象，可用于研究油气运移。;第一章思考题

.什么是石油和天然气？石油的元素组成和化合物组成有哪些特征？

2.什么是正烷烃分布曲线？正烷烃分布曲线的特征取决于哪些因素？

3.什么是石油的组分组成和馏分组成？

4.什么是生物标志化合物？你所了解的常见生物标志化合物有哪些？

5.如何对石油进行分类？试述石油的地球化学分类方案及各类的成分特点。

6.海相油和陆相油在化学组成上有何区别？

7.化学成分、温度、压力等对石油的颜色、比重、粘度等有何影响？

8.石油、天然气的溶解性各有何特点？

9.什么是石油的荧光性？为什么石油具有荧光性？

10.什么是石油的旋光性？为什么石油具有旋光性？

11.与常规油相比，重质油和沥青砂在物理性质和化学特征上有何特别之处？

12.天然气有哪些产状类型？什么是气藏气、气顶气、凝析气？

13.什么是油田水？油田水的赋存状态和来源有哪些？什么是矿化度？

14.油田水的主要化学组成有哪些？如何对油田水进行水型划分？水型与环境有何关系？

12.碳、氢同位素丰度表示方法如何？石油、天然气的碳氢同位素组成有何特征？