石油與天然氣地質(zhì)學(xué)-教材-word版1.4

1、石油與天然氣地質(zhì)學(xué)-教材-word 版 1.4第四節(jié)穩(wěn)定碳同位素同位素：指元素周期表中原子序數(shù)相同， 原子量不同的元素。穩(wěn)定同位素：指原子核的結(jié)構(gòu)不會自發(fā) 的發(fā)生改變的同位素。穩(wěn)定同位素有兩個(gè)最顯著的屬性：1.穩(wěn) 定性：即經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)之后，原子核結(jié)構(gòu) 不發(fā)生變化。2.分餾作用：指同位素在兩種同位 素比值不同的物質(zhì)之間進(jìn)行分配。一、穩(wěn)定同位素分餾機(jī)理分餾作用是穩(wěn)定同位素的屬性之一，碳 穩(wěn)定同位素的分餾機(jī)理有：1. 同位素的交換反應(yīng)：是化學(xué)物質(zhì)間， 不同相或單個(gè)分子發(fā)生的同位素重新分配。12CG+13CH=13CG+12Chl13cg+H2co=12cg+H3co2. 光合作用的動力效應(yīng)：植

2、物在光合作 用過程中，富集12c,而使13C進(jìn)一步減小。3. 熱力和化學(xué)反應(yīng)的動力效應(yīng)：-C-C-鍵的穩(wěn)定性順序：-13C-13C-13C-12C- 12c-12c- o在低溫條件下，形成的桂類，富集】2c； 在高溫條件下形成的桂類，富集叱。4. 同位素的物理化學(xué)效應(yīng):蒸發(fā)：氣相富集輕同位素咒，夜相富集13c;擴(kuò)散：先擴(kuò)散乜 殘余叱。二、穩(wěn)定同位素在自然界的分布、比值符號和標(biāo) 準(zhǔn)白然界中碳、氫穩(wěn)定同位素的符號、豐度、比值及標(biāo)準(zhǔn)見下表:原子序數(shù)同位素豐度（）同位素比比值標(biāo)準(zhǔn)及符號比值:1*1199.9852110.015211/|1. 5X 10 4標(biāo)準(zhǔn)平均大洋水縮寫號SM0W6D(%o,6,2

3、C 9& 892l3C 1. 108,3C/,2C1. 12X10 2南卡羅米納州白堊系皮欣組美洲擬箭石縮寫號PDB6 l3C(%同位素比值的測量和對比單位一般是用 千分?jǐn)?shù)（。）表示。xiooo%i =xlOOO%；式中：Rs :為樣品的同位素比值；Rr： 為標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定同位素的比值。各國用各自的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算 Rr，再換算 成PDB標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)之間的換算公式：叱盤+11 xWOO%式中：8 13CB為求取對B標(biāo)準(zhǔn)的8值;5 13CA為測得對A標(biāo)準(zhǔn)的8值；RAr、RBr:為 A B標(biāo)準(zhǔn)的13C/12C比值。三、油氣中碳同位素的組成特征1、原油8 13C 一般為-22%。-33%。，平均值為-25%。-2

4、6%。海相原油8 13C值較高，為-27%。-22%;陸相原油8 13C值偏低，為-29%。-33%隨組分分子量的增大，急劇增大 烷烴 芳烴 膠質(zhì) 瀝青質(zhì)，烷烴 環(huán)烷烴，正構(gòu)烷烴 異構(gòu)烷烴，芳烴隨環(huán)數(shù)增加3 13C值增大，可 溶瀝青 干酪根。2、天然氣3 13C隨天然氣成熟度的增大而增大，生物成因氣：-60%。-95%。低熱解成因氣：-50%。-20%高以上兩種氣的混合氣：-50%。-60%天然氣成份中：3 % 3 13C2 3 13C3 3七，分子量增加,增大。%弋凍汕破同位索類型I山線1癬Me 盤鸞p井科 N灣2井E 49*Pz&灣去井N四、油氣中碳同位素和氫同位素之間的關(guān)系石油的3D與3 13C值沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。天然氣的3D與3 13C存在不很明顯的關(guān)系50-100-150-200-25010 980-40-20g Cnw%)天然氣中甲烷的6D(SMOW)打6叱JPU關(guān)系圖1區(qū)為冰鎖沼氣：2.1區(qū)