甲烷簇同位素非稳态行为主控因素及预测模型
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:41772135
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:D0207.石油天然气地质学
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:胡国艺; 魏彩云; 石雨昕; 俆宜瑞;
- 关键词:
项目摘要
Multiply isotopically substituted molecules (‘clumped’ isotopologues) can be used as geothermometers because their proportions at isotopic equilibrium relative to a random distribution of isotopes amongst all isotopologues are functions of temperature. This has allowed measurements of clumped-isotope abundances to be used to constrain formation temperature of several natural materials. This is a great technological revolution which can be used in solving many important and fundamental issues in almost all the fields. Presently, measurement of the clumped isotopologues in methane turned to be reality after that of carbonate. It will play a great role in natural gas industry due to methane as the primary component in natural gases and lack of effective measures. However, Kinetic processes during generation, modification, or transport of molecules can affect the clumped-isotope composition of natural materials. Non-equilibrium compositions lead to the measured proportions of clumped species to be lower than expected for a random distribution of isotopes (i.e. negative ∆18 values) in both biogenic methane and thermal methane. Such non-equilibrium clumped isotopic components in methane make it uncertainty to constrain the methane formation temperature. Above all, it needs us to understand the factors controlling the clumped isotopolues distribution and to know how to predict the non-equilibrium of clumped isotopolues. In this project, we design pyrolysis experiments to mimic the distribution of the clumped isotoplogues in thermal methane from two coals and some special materials. According to the difference of ∆18 values among samples at serial pyrolysis temperatures from those different source rocks, the trend of clumped isotopologues in thermal methane (non-equilibrium anti equilibrium) during pyrolysis experiments will be gotten. Compared to the various conditions in pyroysis experiments, the factors will be constrained in controlling the clumped isotopologues distribution. Natural gases will be collected and used to verify the results. Based on the results, we will propose a kinetically model of the evolution of the clumped isotopologues in methane with temperature and time. Also a model will be set up through which we can predict the non-equilibrium. This project will help us to understand the non-equilibrium distribution of clumped isotopologues in other materials. It will help us to clear the mechanisms of natural gases accumulations in the complex geological basins of our country.
簇同位素是继传统单元素同位素之后又一技术革命,作为温度计广泛应用于各领域重大基础问题的解决。甲烷簇同位素技术继碳酸盐之后获得成功开发,可大大突破天然气成分简单、可用信息少、研究手段受限的不足。然而,簇同位素组成非稳态现象时有发生,其偏离热力学平衡状态而无法反应生成温度,在生物成因和热成因甲烷中均有发现,为技术应用和发展带来不确定性。这就亟需我们查明造成簇同位素非稳态的因素并能够预测偏离及程度。本项目拟通过对比不同类型煤及特殊化合物热动力学模拟实验中甲烷簇同位素组成演化规律,通过分析实验过程中各种条件变化,结合地质盆地内甲烷簇同位素组成自然分布规律,查明热成因甲烷簇同位素非稳态形成机理及影响因素;通过数值模拟,建立预测模型;并对我国典型气藏分析,揭示天然气成藏机理;为深地领域资源勘探提供技术支撑,为发展天然气地质理论、簇同位素理论奠定基础。
结项摘要
项目基于物理模拟与数值模拟,通过对典型气藏解剖,通过收集世界相关类型天然气藏数据,详细研究了生物气、深层气、页岩气等类型天然气甲烷簇同位素平衡与分馏机制,建立了不同类型甲烷簇同位素不平衡主要控制因素与地质模式,取得了一系列认识,圆满完成了合同设定的任务。主要创新性成果有:(1) 建立了甲烷生成过程簇同位素动力学模型,成藏后期甲烷扩散同位素动力学分馏模型和多来源混合模型,甲烷聚合反应同位素分馏模型、甲烷氢同位素交换反应同位素分馏模型。查明甲烷簇同位素随着成熟度演化规律性,提出热成因甲烷簇同位素更易受动力学因素(KIE)影响,打破了常规上认为甲烷簇同位素只受热力学平衡(EIE)控制。为簇同位素技术开发和应用奠定了基础;(2)基于生物甲烷簇同位素平衡与不平衡特征及与常规参数之间关系,构建了一种快速准确评价生物甲烷生成机制的模型。该模型对监控生物气产生、成藏,地质微生物圈层变化具有重要意义,可灵敏反映生物甲烷的微小变化,未来检测浅层碳源原地生物气化发挥重要作用;(3)发现四川盆地高磨地区震旦系~寒武系深层天然气明显受TSR改造影响、沥青和天然气之间不具备亲子关系而是姊妹关系;构建超晚期差异压差驱动天然气成藏机制,并建议前寒武系天然气勘探应打破‘古油气区找气’的流行看法,应围绕高效页岩发育区设定勘探目标;(4)揭示松辽深层天然气簇同位素表观温度处于180~220oC,跟天然气干燥系数、CO2含量、甲乙烷分馏系数等等参数之间的关系证明烷烃气主要来自高过成熟煤系。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
天然气组分的簇同位素研究进展
- DOI:10.19658/j.issn.1007-2802.2018.37.094
- 发表时间:2018
- 期刊:矿物岩石地球化学通报
- 影响因子:--
- 作者:帅燕华;张水昌;胡国艺
- 通讯作者:胡国艺
Recognizing the pathways of microbial methanogenesis through methane isotopologues in the subsurface biosphere
通过地下生物圈中的甲烷同位素体认识微生物产甲烷的途径
- DOI:10.1016/j.epsl.2021.116960
- 发表时间:2021
- 期刊:Earth and Planetary Science Letters
- 影响因子:5.3
- 作者:Shuai Yanhua;Xie Hao;Zhang Shuichang;Zhang Yongshu;Eiler John M.
- 通讯作者:Eiler John M.
四川盆地深层前寒武系天然气超晚期成藏及勘探意义
- DOI:10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021141
- 发表时间:2021
- 期刊:地质学报
- 影响因子:--
- 作者:帅燕华;刘克禹;胡国艺;王铜山;田兴旺;张斌;陈竹新
- 通讯作者:陈竹新
Equilibrium and non-equilibrium controls on the abundances of clumped isotopologues of methane during thermogenic formation in laboratory experiments: Implications for the chemistry of pyrolysis and the origins of natural gases
实验室实验中产热形成过程中甲烷团簇同位素体丰度的平衡和非平衡控制:对热解化学和天然气起源的影响
- DOI:10.1016/j.gca.2017.11.024
- 发表时间:2018
- 期刊:Geochimica et Cosmochimica Acta
- 影响因子:5
- 作者:Shuai Yanhua;Douglas Peter M J;Zhang Shuichang;Stolper Daniel A;Ellis Geoffrey S;Lawson Michael;Lewan Michael D;Formolo Michael;Mi Jingkui;He Kun;Hu Guoyi;Eiler John M
- 通讯作者:Eiler John M
Methane clumped isotopes in the Songliao Basin (China): New insights into abiotic vs. biotic hydrocarbon formation
松辽盆地(中国)的甲烷团块同位素:对非生物与生物碳氢化合物形成的新见解
- DOI:10.1016/j.epsl.2017.10.057
- 发表时间:2018
- 期刊:EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS
- 影响因子:5.3
- 作者:Shuai Yanhua;Etiope Giuseppe;Zhang Shuichang;Douglas Peter M. J.;Huang Ling;Eiler John M.
- 通讯作者:Eiler John M.
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
运移、扩散、水洗对鄂尔多斯盆地中部上古生界煤成气影响的模拟研究
- DOI:10.1360/csb2004-49-s1-86
- 发表时间:2004-12-01
- 期刊:Chinese Science Bulletin
- 影响因子:--
- 作者:帅燕华;邹艳荣;彭平安
- 通讯作者:彭平安
柴达木盆地三湖地区产甲烷作用仍在强烈进行的地球化学证据
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国科学D辑:地球科学
- 影响因子:--
- 作者:苏爱国;帅燕华;王汇彤;王慧;张水昌;蔡报元
- 通讯作者:蔡报元
陆相生物气纵向分布特征及形成机理研究——以柴达木盆地涩北一号为例
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国科学D辑:地球科学
- 影响因子:--
- 作者:张水昌;苏爱国;王汇彤;赵文智;帅燕华
- 通讯作者:帅燕华
古菌细胞膜类脂化合物分析与初步应用——柴达木盆地沉积地层盐度与产甲烷菌分布
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:地质学报
- 影响因子:--
- 作者:赵文智;苏爱国;张水昌;黄海平;帅燕华;王汇彤
- 通讯作者:王汇彤
微生物在生物煤层气形成中的作用及影响因素研究进展
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:地球与环境
- 影响因子:--
- 作者:蒋宏忱;万云洋;魏晓芳;帅燕华
- 通讯作者:帅燕华
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
帅燕华的其他基金
氮气簇同位素平衡与分馏机理及在深层油气勘探中应用
- 批准号:42272139
- 批准年份:2022
- 资助金额:60 万元
- 项目类别:面上项目
基于柴达木盆地第四系地质微生物赋存规律研究生物气生气模式
- 批准号:41273064
- 批准年份:2012
- 资助金额:75.0 万元
- 项目类别:面上项目
生物气形成的母质来源研究:活性有机质保存机制
- 批准号:40873031
- 批准年份:2008
- 资助金额:44.0 万元
- 项目类别:面上项目
典型地质剖面对比研究两种途径生物气(乙酸发酵&CO2还原)生境控制因素
- 批准号:40603015
- 批准年份:2006
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}