《石油地质 1-4同位素》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石油地质 1-4同位素（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、石油天然气地质与勘探石油天然气地质与勘探主讲人：蒋有录主讲人：蒋有录中国石油大学（华东）油气资源系中国石油大学（华东）油气资源系1一、天然气的化学组分二、天然气的产出状态三、天然气的物理性质 第二节 天然气2一、油田水的产状和来源二、油田水的矿化度三、油田水的化学组成四、油田水的类型 第三节 油田水3一、油气中的碳同位素二、油气中的氢同位素三、油气中的硫、氧、氮同位素第四节 油气中的稳定同位素4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：能自发蜕变形成具另外质子数的新 原子的同位素 一、油气中的碳同位素5质子 中子 电子在碳稳
2、定同位素中质子、中子和电子构型示意图6个质子，7个中子6个质子，6个中子61、碳稳定同位素的分馏机理：同位素分馏：同位素在两种同位素比值不同的物 质之间的分配碳同位素分馏：在两种具有不同的C13/C12比值的 物质之间发生的同位素分配作用。7（1）同位素交换反应不发生化学反应，只在不同化学物质，不同相 或单子分子之间发生的同位素重新分配作用。12CO2 + 13CH4 = 13CO2 + 12CH4 13CO 2 + H 12CO 3= 12CO 2 + H 13CO 3 自左向右，第一式CO2富集13C,CH4中的13C减少，而 第二式中CO2富集12C， HCO3-富集13C8（2）光合作
3、用的动力效应植物在进行光合作用时，吸收CO2 和H2O,吸收较多的12C，自身富集 12C，而13C减少9（3）热力和化学反应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参与反应的几率和速度 较13C- 13C大。1012C-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
4、温 条件形成的烃类，则相对富集13C11（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，液相浓缩物富集 重同位素。扩散作用，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，即先行扩散部分富集12C，残余部分富集13C。12 标准：美国南卡罗莱纳州白垩系箭石的碳同位素，简称 PDB标准，其中 C13/C12 =1123.710-5 稳定同位素：稳定同位素：C12、C13相对丰度 ：C12-98.892%，C13-1.108% 放射性同位素：放射性同位素：C14 ，半衰期5568年，用于考古 2、碳稳定同位素丰度及
5、分布特点 碳同位素丰度表示法：1313原油的13C值介于-24-31，海相原油较陆相原油重。 如四川海相原油-23-26.2 大庆白垩系原油-26.9-29.7时代老的石油， C12 富集， 13C 低 饱和烃 芳烃 非烃 沥青质，13C 依次增大原油不同组分的13C 值变化连线-碳同位素类型曲线 。不同成因的石油类型曲线不同。14年代越老的原油，12C越富集，13C越少 15天然气13C变化范围大（-20 -100）。低温浅层生成的天然气，13C 低，小于-55 。中深层高温条件下生成的天然气，13C 高，-55 -20 。同一天然气，13C113C213C313C4。16（D/H1）标准值
6、取标准海水中的（D/H1）值，缩写为SMOW。稳定同位素：H1 （氕）、 H2 （氘）相对丰度 ： H1-99.9844%，H2 -0.0156% 放射性同位素：H3 （氚），半衰期12.46年二、油气中的氢同位素 D=（D/H1）样品（D/H1）标准/（D/H1）标准100017 氢同位素分布特点：A、原油中D一般为80160。天然气D一般为105270；与13C存在一定的正相关性，即13C高，D也高。B、饱和烃D芳烃D非烃D。C、 13C、D：生物成因气较低，热解成因气都较高。D、同油气聚集伴生的水中H2含量增高，由于石油与水的氢同位素交换，产生了富H2的石油。古老地层水中H2含量较多。
7、18 标准：以坎冈-迪阿布洛陨石陨硫铁的硫作为标准 ，S34/S32=0.045 1、硫同位素四个同位素：S32、S33 、 S34、S36一般测定S32和 S34同时代地层中石油或天然气的34S具有稳定值 ， 可用于油源对比三、油气中的硫、氧、氮氢同位素 192、氧碳同位素稳定同位素：O16、O17、O18相对丰度 ：O16-99.579%，C18-0.2039% 一般研究O16/O18比值。 利用碳酸盐中的O16/O18比值测定古地温。 20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。 3、氮同位素稳定同位素：N14、N15相对丰度 ：N14-99.635%，N1
8、6-0.365% 21第一节第一节 石油石油第二节第二节 天然气天然气第三节第三节 油田水油田水第四节第四节 油气中的稳定同位素油气中的稳定同位素第一章第一章 石油、天然气及油田水的基本特征石油、天然气及油田水的基本特征 石油天然气地质与勘探石油天然气地质与勘探22n第一章 思考题 n.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？n2.什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？n3.什么是石油的组分组成和馏分组成？n4.什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？n5.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。n6.海相油和陆相油在化学组成上有何区别？n7.化学成分、温度、压力等对石油的颜色、比重、粘度等有何影响？n8.石油、天然气的溶解性各有何特点？n9.什么是石油的荧光性？为什么石油具有荧光性？n10.什么是石油的旋光性？为什么石油具有旋光性？n11.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？n12.天然气有哪些产状类型？什么是气藏气、气顶气、凝析气？n13.什么是油田水？油田水的赋存状态和来源有哪些？什么是矿化度？n14.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？n12.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？23
