地学前缘 ›› 2009, Vol. 16 ›› Issue (1): 167-172.
1中国石化 石油勘探开发研究院, 北京 100083
2Institute of Geology and Geochemistry of Petroleum and Coal, RWTH Aachen University, Germany, D52056
1Exploration and Production Research Institute, SINOPEC, Beijing 100083, China
2Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagersttten des Erdls und der Kohle, RWTHAachen, Germany, D52056
摘要:
通过对塔里木盆地煤及其显微组分以1 K/min升温速率在开放体系下进行热模拟实验(Tmax=1 200 ℃),确定了CH4与N2生成动力学参数。 根据化学反应动力学原理,当煤岩生成CH4和N2为25个一级平行反应且具有相同频率因子(Ao=1.0×1013 s-1)时,生成CH4与N2每个反应对应的活化能可以通过实验数据与理论计算拟合,获得Gaussian型活化能分布特征为:CH4在活化能为42~90 kcal/mol内,煤、镜质组、壳质组、丝质组和半丝质组生成CH4的主频活化能分别为60、52、50、70和66 kcal/mol;N2在活化能为60~108 kcal/mol内,其主频活化能分别为74、108、100、108和102 kcal/mol。根据这些实验动力学参数,推测了煤岩在地质升温速率为5.3 K/Ma时CH4的转化率:CH4在地质温度为20 ℃时开始形成;当地质温度为160 ℃时,煤岩中CH4已生成总量的80%。镜质组和壳质组CH4转化率要高于煤岩。