石油與天然氣地質(zhì)學(xué)教材

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(huì)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 ,分儲(chǔ)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)定同位素分儲(chǔ)機(jī)理分鐳作用是穩(wěn)定同位素的屬性之一，碳穩(wěn)定同位素 的分鐳機(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+,3CH=13CG+12Chl13CG+H2CO=12CG+H3CO2 .光合作用的動(dòng)力

2、效應(yīng)：植物在光合作用過程中， 富集%，而使13c進(jìn)一步減小。3 .熱力和化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)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，擴(kuò)散：先擴(kuò)散乜殘余叱。、穩(wěn)定同位素在自然界的分布、比值符號(hào)和標(biāo) 準(zhǔn)白然界中碳、氫穩(wěn)定同位素的符號(hào)、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(hào)比值:1*11 99.9852110.015211rli1. 5X 10 4標(biāo)準(zhǔn)平均大洋水縮寫號(hào)SM0W6D(%

3、o,62C 9& 89213c 1.1082c1.12X10 2南卡羅米納州白堊系皮欣組 美洲擬箭石縮寫號(hào)PDB6,3C(%同位素比值的測(cè)量和對(duì)比單位一般是用千分?jǐn)?shù) (% ° )表示。xiooo%i 二xIOOO% ；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(guó)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 hcb為求取對(duì)B標(biāo)準(zhǔn)的8值；5 13cA為測(cè)得對(duì)A標(biāo)準(zhǔn)的8值；RAr、RBr:為A 一標(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%。73%。，平均值為-25%

4、 ° -26% ° °海相原油8 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 烷煌芳煌膠質(zhì)瀝青質(zhì)，烷煌環(huán)烷煌，正構(gòu)烷煌異構(gòu)烷煌，芳煌隨環(huán)數(shù)增加3 13c值增大，可溶瀝青< 干酪根。2、天然氣313C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% iWj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。凄汕破同位索類型I山線四、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)為阿爾卑斯盆地匕 第三系生物成因氣；2.2區(qū)為混合成因氣，34 5區(qū)為熱降解和熱裂解成因氣-90C1S+-