烃类物质有哪些,烃类物质怎么判断( 二 )
异构烷烃的碳数以小于C10为主, 环烷烃也以小于C10低分子量环烷烃为主 。 芳烃和环烷芳烃的基本类型有苯、萘、菲, 分子量一般较大 。
图1-3 石油的元素组成(据潘钟祥, 1986)
图1-4不同类型石油的正构烷烃分布曲线(据MartinRLetal., 1986)
石油中的非烃类物质, 一是含氮、硫、氧化合物, 主要有硫酸、硫醚、噻吩和二硫化物等, 低分子量者存在于石油的轻、中馏分中, 分子量大者存在于胶质、沥青质中;二是有机金属化合物, 主要是汞、铅等的化合物 。
3.煤的组成
煤是由地质时期植物遗体在地下经复杂的生物、物理、化学作用而变质形成的固体可燃的有机矿产 。
煤的组成元素, 主要为碳与氢, 其次为氧、氮、硫、磷和其他元素 。 碳与氢占有机可燃物质量的70%以上 。 挥发分根据煤的变质程度不同而异, 一般在5%~55%之间(图1-5) 。
煤中的碳和氢, 多以凝胶化组分(包括木煤、木质镜煤、结构镜煤、无结构镜煤、凝胶化基质)、丝炭化组分(包括丝炭、木质镜煤丝炭、镜煤丝炭、丝炭化基质)、稳定组分(包括木柱层、角质层、孢子和花粉、树脂体)等组成, 以固态形式存在, 在显微镜下可以观察到 。 煤中的无机物, 主要有与有机质同时沉积的陆源矿物、化学或(和)生物成因的矿物(如黄铁矿、粘土、菱铁矿等的结核), 以及后生矿物(如裂隙中的黄铁矿、方解石、高岭土等), 它们也以固态形式存在 。
图1-5 煤的主要组成成分(据陆春元, 1987)
含碳页岩也是烃类有机质的重要存在形式, 与煤相似, 碳以固态存在 。
总体上, 煤是固态的烃类物质, 分子量很大;石油是液态的烃类物质, 分子量中等;
天然气主要是气态的烃类物质, 分子量很小 。 下面讨论这3类烃类物质的形成过程以及相互关系 。
二、烃类物质的形成
天然气、石墨、煤的形成过程以及相互关系见图1-6 。 烃类物质共同的主要物质来源是地表存在的生物有机质 。 生物有机质主要是动物、植物的遗体 。 由于地表及近地表的生物作用, 特别是细菌活动的活跃, 动物、植物的遗体一大部分经生物降解作用等过程形成生物成因的天然气, 很少的部分则经沉积掩埋, 进入地下 。
【烃类物质有哪些,烃类物质怎么判断】
图1-6 天然气、石墨、煤形成过程示意图
在地下一定深度, 生物作用减弱 。 再进入到更大的深度, 压力增大, 地温增高, 热压作用增强, 沉积有机质经热催化、热裂解, 有机质开始成熟 。 ①高丰度的腐殖型有机质向煤方向转化, 依次形成泥炭、褐煤、长阳煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、无烟煤, 同时形成大量的以甲烷为主的煤系天然气 。 ②腐泥型有机质和一部分腐殖型有机质, 进入到生油门限温度后, 形成石油与石油气 。 如果有机质进入到更高温高压的地层埋深, 所形成的煤、石油、天然气则向石墨方向转化 。 石油与煤的形成过程, 均伴随着有机烃气体的形成 。 其成因早期以微生物作用为主, 晚期则以热动力作用为主 。
三、烃类物质的赋存状态
气态的天然气、液态的石油、固态的煤, 它们在地下的赋存形式, 特别是能为工业应用的赋存形式, 存在很大的差异 。 这种差异, 往往决定了勘探方法的不同 。
1.天然气的赋存状态
天然气赋存状态见表1-1 。 目前具广泛工业意义的有气顶气、气藏气、凝析气、煤层气 。
表1-1 天然气的赋存状态表
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