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国际领先:科研项目利用激光技术揭开成烃生物的神秘面纱

2014-09-15 11:29
Hsiao Chen
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  由石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所研发的一系列成烃生物分析评价新技术,揭开了成烃生物的神秘面纱,连细菌等纳米级超微成烃生物也无处遁形。据悉,其研发的成烃生物原位激光微热裂解单体烃碳同位素在线分析系统,首次实现化合物在线碳同位素分析。

  分析识别烃源岩中的成烃生物属世界级难题

  当下,页岩油气新领域勘探如火如荼,老区高成熟甚至高过成熟烃源岩勘探持续推进。目前中国石化剩余资源量有多少?能否满足油田中、长期发展需求?一个个问题亟待解答。

  烃源岩作为生产油气资源的“工厂”,其质量对油气资源量影响巨大。而烃源岩中的油气原始物质来源即是高等植物、藻类、细菌等成烃生物,其种类及生物体内有机组成的不同,是影响烃源岩质量的重要因素。

  完善成烃生物分析与评价技术,不但有助于追溯生烃母质的来源和演化规律,而且对进一步揭示海相烃源岩质量的控制因素和形成机理是一个重要突破口。

  一直以来,国内外针对烃源岩成烃生物分析的方法均存在一定局限。有机岩石学只能对形态保存较好、颗粒较大的组分进行识别,对几百万年、上亿年演化后有机质形态保存差及超显微组分的识别很困难;地球化学分析法只能对烃源岩样品作整体分析,对单一成烃生物个体则“望洋兴叹”。无锡石油地质研究所实验研究中心主任腾格尔说:“烃源岩中如何识别成烃生物尤其是微体-超微体仍属世界级难题。”

  项目研究过程中,科研人员主要针对和围绕上述成烃生物分析和评价技术存在的问题与难点开展攻关。

  关键技术自主研发,精度首次达到纳米级别

  成烃生物经过亿万年的高温高压演化,早已面目全非。科研人员首先要完善的就是成烃生物分析技术,对只有头发直径八万分之一大小的生物组分进行研究。

  通过集成扫描电镜、激光共聚焦和拉曼光谱等实验技术,研究团队建立起成烃生物原位微区形态、结构和成分综合识别技术,实现了对纳米级超显微和高热演化成烃生物的识别。该院专家秦建中说:“该技术对细菌类与真菌类的鉴定,以及腐泥组、无定形体的精细分类具有重要意义,并可将鉴定结果应用到页岩油气层评价和资源潜力分析中。”

  研究团队首次建立单个成烃生物激光拉曼光谱结构分析技术。该项目选取不同地区、不同时代成熟度相近的烃源岩开展沉积有机质激光拉曼光谱结构分析,发现了不同类型有机质分子结构及其生烃潜力的差异性,这为高过成熟烃源岩成烃生物识别、有机质类型和生烃潜力分析提供了一项新参数。

  同时,科研人员自主研发了具有国际一流技术水平的成烃生物激光微热裂解色谱质谱分析技术。该技术使激光微热裂解分析技术具有更高的灵敏度,将国际通行的激光光斑影响范围直径由200微米减小至30微米。

  其研制的成烃生物原位激光微热裂解单体烃碳同位素在线分析系统,首次实现化合物在线碳同位素分析。

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