不同类型有机黏土中化学结合态有机质生油能力差异性研究

杨 燕，雷天柱，邢蓝田，蔡进功，吴应琴，斯贵才

(1.甘肃省油气资源研究重点实验室/中国科学院油气资源研究重点实验室，兰州 730000；2.中国科学院大学，北京 100049； 3.同济大学 海洋地质国家重点实验室，上海 200092)

不同类型有机黏土中化学结合态有机质生油能力差异性研究

杨 燕1,2，雷天柱1，邢蓝田1，蔡进功3，吴应琴1，斯贵才1

(1.甘肃省油气资源研究重点实验室/中国科学院油气资源研究重点实验室，兰州 730000；2.中国科学院大学，北京 100049； 3.同济大学 海洋地质国家重点实验室，上海 200092)

通过高温高压加水热模拟，对蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质与伊利石型有机黏土中化学结合态有机质的生油能力进行了比较研究。实验结果表明，2种类型有机黏土中化学结合态有机质向原油的极限转化能力相当，生成原油数量的多少主要取决于有机质的多寡；有机黏土中化学结合态有机质会对低熟油做出贡献，但它们主体的贡献都在于生成成熟原油；蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质较伊利石型有机黏土中化学结合态有机质表现出更好的持续生烃性；2种类型的有机黏土，其化学结合态有机质都易生成含氮、氧、硫等杂原子的非烃物质；蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质较伊利石型有机黏土中化学结合态有机质更易生成含氮、氧、硫等杂原子的非烃物质。因此，对于早期生过烃的深层泥质烃源岩，在二次生烃评价时，应重点强调有机碳含量、弱化矿物类型，同时应考虑原油品质变差这一现实。

化学结合态有机质；有机黏土；生油差异；热模拟

国内外多数大型油气田的烃源岩都为泥岩或含泥岩石，而泥质烃源岩中最主要的矿物之一就是黏土矿物，它有着强大的吸附能力，烃源岩中有机质很大一部分都是以进入其层间或吸附或结合在其表面被保存着。关平等人[1]在研究泥质烃源岩中不同赋存状态有机质数量时指出，与矿物复合的有机质约占总有机质的72%左右，其中40%左右为与黏土复合的不溶有机质。这些与黏土复合的不溶有机质，主要以化学吸附的方式与黏土矿物结合在一起，它们或吸附于黏土矿物边缘破键处[2-4]，或进入蒙皂石层间[5-6]。不同种类的黏土矿物，其物化性质不尽相同，这就决定了它们各自与有机质结合方式的差异以及结合能力的不同，导致保存其中的有机质生烃能力和生烃特征的差异[7-11]。而随着油气勘探开发从中浅层向深层的推进，随着非常规油气——页岩油、页岩气资源评价的开展，对这些已经历过早期生油、生气的泥质烃源岩进行二次生烃精细评价，就显得更为重要。近年来，虽有不少研究者进行过有机黏土方面的研究，但他们主要侧重于有机黏土中各种赋存态可溶有机质成分、特征、数量的研究[5，12-13]，或侧重于有机质数量与密度、粒度、表面积的关系研究[14-16]，或侧重于它们之间结合方式的研究[6，17-19]，或侧重于它与环境的协同研究[20-21]，等等，却未见针对不同类型有机黏土生烃异同的系统性比较研究。因此，本次研究选择了有机黏土的最主要的2个端元类型——蒙脱石型有机黏土和伊利石型有机黏土，通过高温高压加水热模拟，研究它们中化学结合态这类主要有机质的生油异同性，以期对深层泥质烃源岩的资源评价提供更为精细、准确、科学的基础数据。在研究中，考虑到有机、无机的不可分割性，尽可能地保存有机质在黏土中的原始状态，力求用最真实的无机环境再现有机生烃演化过程，使实验数据更为科学、可靠。

1 样品

原始泥质烃源岩样品采自渤海湾盆地济阳坳陷信阳洼陷的钻井岩心，为第三系沙河街组的烃源岩，其中804样品为深灰色泥岩，采自阳16井；830样品为深灰色油页岩，采自阳23井(表1)。将2块样品研磨粉碎，并经Stokes沉降法获取其中的黏粒级组分。具体获取过程如下：首先将烃源岩样品研磨至2 μm以下，再用蒸馏水浸泡粉末样品，并采取清洗、搅拌和超声分散方法使颗粒充分分散。接着将悬浮液移入烧杯中，用玻璃棒搅拌至充分悬浮，按照Stokes沉降法则，室温下(20 ℃)，8 h后采取虹吸分离法提取10 cm深度以上的悬浮液，每次提取后，向烧杯中加入等量蒸馏水，再搅动至颗粒充分悬浮，如此反复多次。然后将抽出的悬液经自然沉淀后，吸掉上层清液，再采取高速离心(7 000转/min)沉淀去除多余水分。将获取的离心沉淀物置于通风橱处自然烘干。

将经上述步骤获取的黏粒级样品，以氯仿作为溶剂，经索式抽提72 h，除去黏土表面物理吸附的可溶有机质。这就获得主要含化学结合态有机质的有机黏土复合体。

有机碳分析显示，804样品获取的黏土中有机碳含量为3.31%，830样品获取的黏土中有机碳含量为4.15%。X衍射分析显示，经804样品获取的黏土中，伊蒙混层占黏土的82%，伊利石仅为9%，间层比为75%，可见为一富蒙脱石的有机黏土；而经830样品获取的黏土中，伊蒙混层占黏土的33%，伊利石为47%，间层比为25%，可见为一相对富伊利石的有机黏土(表1)。为了方便起见，后面的研究依旧把它们称为804样品和830样品。

2 热压模拟实验步骤

将粉碎的样品定量后装入清洗干净的高压釜中，在373.15 ℃以前，按水/岩比3∶1加入配制好的pH值为8～9的饱和KCl水溶液(弱碱性、大量钾离子是为了强化蒙脱石向伊利石的转化，加速生烃过程)。此时，所加入岩样和水溶液量需满足以下条件，若加温至350 ℃时，不仅能达到此温度下水的饱和蒸气压，并且高压釜体中还残存有液态水。同时为了减少系统误差的影响，在373.15 ℃以前，每个设定的温度点所加岩样和水量都保持不变。考虑到模拟实验样品量越多、实验数据越准确的特点，在373.15 ℃以后，岩样量依然保持不变，加水溶液量以高压釜所能承受的最大安全压力为准，即设定温度点所加水液，其气化后形成的压力正好是高压釜的最大安全承受压力，也就是说，尽最大可能地去加水溶液。加样完成后，盖上高压釜盖并拧紧，然后分别用氮气、氦气置换高压釜腔体中的残留气体，至少各3次，后在充满氦气的情况下拧紧针形阀(充满氦气的目的是防止负压条件下气体倒灌，且利于生成气体的收集)，形成完全密闭容器。接着按1 ℃/min的升温速率升温至设定温度后恒温72 h。本实验设计的热模拟温度点分别为200，250，300，350，400，450，500 ℃，共计7个温度点。热模拟温度由数字温控仪控制，误差为±2 ℃。

表1 原始地质样品及所抽取的有机黏土基本信息

加热结束后，待高压釜内部温度降至室温，打开针形阀，利用排水集气法收集生成的气态产物。之后打开高压釜釜盖，将模拟后的残样刮出，并用二氯甲烷冲洗高压釜内壁、釜盖和测温管，并以该冲洗液作为溶剂，经索式法抽提模拟后的残渣72 h。抽提完成后，浓缩、晾干该抽提液，即获取了热模拟生成的液态烃。

将热模拟生成的液态烃先用正己烷沉淀沥青质，然后对上清液用柱色层进行族组成分离，获取饱和烃、芳烃和非烃。所用柱色层为硅胶氧化铝双层柱(硅胶和氧化铝体积比为4∶1)，洗脱剂依次为正己烷、二氯甲烷和甲醇，分别得到饱和烃馏分、芳烃馏分和非烃馏分。最后将饱和烃馏分做了色谱—质谱(GC-MS)鉴定分析。并且在色谱—质谱(GC-MS)分析前，在饱和烃中都定量加入了C24D50，以它作为内标物，精确确定各单体烷烃化合物的绝对数量。

3 仪器分析条件

气相色谱—质谱联用仪由美国安捷伦科技有限公司生产。气相色谱仪为6890N型，色谱条件如下：进样口温度为280 ℃；载气为高纯氮气，流量为1.2 mL/min，线速度为40 cm/s；HP-5弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升温程序为始温80 ℃(4 ℃/min)至290 ℃，恒温30 min。质谱仪为5973N型四极杆质谱，离子源为EI源，离子源温度为230 ℃，四极杆温度为150 ℃，离子源电离能为70 eV，接口温度为280 ℃，谱库为美国NIST02L。

4 实验结果及分析

4.1 有机黏土原始样品地化特征

图1为804有机黏土原始样品的饱和烃馏分GC/MS总离子流图，其正构烷烃基本为单驼峰型分布，且为后峰型，主峰碳为C27，C22-/C22+值为0.33，且m/z217质量色谱图显示，C27-αβ、C28-αβ、C29-αβ甾烷分布呈后峰高的“V”字形(C29>C27>C28)(图2a)，说明在该烃源岩母质中，陆源有机质贡献较大。其C29甾烷的20S/20(S+R)值为0.24，C29甾烷的αββ/(αββ+ααα)值为0.03，它们都小于0.4，说明样品为未熟、低熟样品[22-23]。而Ts/Tm值为0.29，OEP(OEP=(C25+6C27+C29)/4(C26+C28))值为3.26，进一步说明该样品为未熟、低熟样品。因此，该样品适合做生烃热模拟研究。而饱和烃馏分中Pr/Ph值为0.82，γ-蜡烷/(C31(22S+22R)/2)值为3.92，γ-蜡烷/C30-αβ值为1.98，且β-胡萝卜烷相对含量很高(图2a)，这些地球化学指标说明样品所处沉积环境为弱还原咸水环境。

图1 804有机黏土原始样品GC/MS总离子流

图3为830有机黏土原始样品的饱和烃馏分GC/MS总离子流图，其正构烷烃基本也为单驼峰型分布，但为前峰型，主峰碳为C16，C22-/C22+值为1.56，且m/z217质量色谱图显示，C27-αβ、C28-αβ、C29-αβ甾烷分布呈前峰高的“V”字形(C27>C29>C28)(图2b)，说明该烃源岩母质以水生生物为主。其C29甾烷的20S/20(S+R)值为0.30，C29甾烷的αββ/(αββ+ααα)值为0.10，它们也都小于0.4，说明830样品同样为一未熟、低熟样品。而Ts/Tm值为0.36，OEP值为2.08，进一步说明830样品为一未熟、低熟样品。因此，该样品也适合做生烃热模拟研究。而饱和烃馏分中Pr/Ph值为0.99，γ-蜡烷/(C31(22S+22R)/2)值为0.19，γ-蜡烷/C30-αβ值为0.14，β-胡萝卜烷相对含量极低(图2b)，这些地球化学指标说明样品所处沉积环境为弱氧化、弱还原的淡水环境。

4.2 有机黏土生油特征

4.2.1 单位岩样生油特征及差异

从图4和表2可以看出，对于804样品，在200～250 ℃温度区间，样品的生油量是随模拟温度的升高而降低，在250 ℃时出现整个模拟过程的最低产量，即100 g岩样生油约0.14 g。在250～400 ℃温度区间，样品的生油量随模拟温度的增加而增加，并且几乎是匀速增加，在250 ℃时每100 g岩样生油约0.14 g，在400 ℃时每100 g岩样生油约1.00 g。在400 ℃以后，样品的生油量随模拟温度的增加反而减少，其中在400～450 ℃温度区间，生油量减少较快，即从400 ℃时每100 g岩样可以生油约1.00 g，到450 ℃时每100g岩样仅可生油约0.46 g。但在450 ℃以后，这种下降趋势减缓，到500 ℃时每100 g岩样仍可生油约0.38 g。400 ℃以后生油量的减少，可能是部分早期生成的油分解形成气态烃所致，也可能是有机质在高温下热解直接形成气态烃，没形成液态烃所致。

图2 804和830有机黏土抽提物中饱和烃m/z 191和m/z 217质量色谱

图3 830有机黏土原始样品GC/MS总离子流

图4 804样品和830样品单位岩样 生油量随温度变化对比

从图4和表2可以看出，对于830样品，与804样品类似，在200～250 ℃温度区间，样品的生油量是随模拟温度的升高而降低，在250 ℃时出现整个模拟过程的最低产量，即100 g岩样生油0.12 g。在250～400 ℃温度区间，样品的生油量随模拟温度的增加而增加，其中在250～300 ℃温度区间，生油量增加比较缓慢，从每100 g岩样生油0.12 g仅仅增加到生油约0.16 g，但在300 ℃以后，随着模拟温度的升高，生油量迅速增加，从300 ℃时的每100 g岩样生油约0.16 g快速增加到400 ℃时的每100 g岩样生油约1.30 g。在400 ℃以后，样品的生油量随模拟温度的增加反而呈匀速减少，即400 ℃时每100 g岩样生油约1.3 g，到500 ℃时每100 g岩样生油仅约0.35 g。400～500 ℃温度段生油量的减少，与804样品类似，可能也是早期形成的液态烃发生分解和有机质直接生成气态烃所致。

从上述分析看出，在中低温阶段(≤350 ℃)，单位岩样的804样品生油能力略强于830样品；在中高温阶段(≥400 ℃)，单位岩样的804样品生油能力明显不及830样品。

4.2.2 单位有机碳生油特征及差异

从图5和表2可以看出，无论是804样品还是830样品，单位有机碳生油量随温度的变化如同单位岩样生油量随温度的变化，最大生成量也都是出度的升高而降低，在250 ℃时出现整个模拟过程的最低产量，即100 g岩样生油约0.14 g。在250～400 ℃温度区间，样品的生油量随模拟温度的增加而增加，并且几乎是匀速增加，在250 ℃时每100 g岩样生油约0.14 g，在400 ℃时每100 g岩样生油约1.00 g。在400 ℃以后，样品的生油量随模拟温度的增加反而减少，其中在400～450 ℃温度区间，生油量减少较快，即从400 ℃时每100 g岩样可以生油约1.00 g，到450 ℃时每100g岩样仅可生油约0.46 g。但在450 ℃以后，这种下降趋势减缓，到500 ℃时每100 g岩样仍可生油约0.38 g。400 ℃以后生油量的减少，可能是部分早期生成的油分解形成气态烃所致，也可能是有机质在高温下热解直接形成气态烃，没形成液态烃所致。

表2 804和830样品生油量及其各馏分相对百分含量

图5 804样品和830样品单位 有机碳生油量随温度变化对比

比较单位岩样和单位有机碳的生烃，可以看出其最大不同之处在于，在400 ℃时虽都出现了最大生成量，但两样品之间单位样品的生油量差别达30%以上，而单位有机碳的生油量差别不到5%。这表明，两样品的有机质向油的极限转化能力相当，生成油量的差别主要来自有机质的多寡。同时，两样品都在200 ℃时出现一个相对生油高峰，说明无论是蒙脱石化学结合态有机质还是伊利石化学结合态有机质，都会对生成低熟油有贡献，但它们的主体贡献是生成成熟原油。

4.2.3 生成油中各馏分相对含量及差异

图6和表2显示，对于804样品，其生成油中含量最多的是非烃馏分，并且其相对含量远远超过其他馏分，最低时也在36%以上，最高时达68%，平均为50%。在低温阶段，随温度的升高，非烃相对含量呈下降趋势；在中高温阶段只是小幅上下波动。而饱和烃、芳烃和沥青质在除400 ℃温度点外的温度区间，相对含量差别不大，多在10%～20%之间(表2)。可见，在整个模拟区间，非烃馏分是804样品生成油的绝对主要贡献者，仅仅在生油量最大的400 ℃时，饱和烃对生油量的贡献才略多于非烃贡献。

图7和表2显示，对于830样品，与804样品中的各馏分相对含量特征具有很大的相似性，它的生成油中含量最多的也是非烃馏分，其相对含量都在33%以上，尤其是在200 ℃时，非烃相对含量竟达到79%，在整个模拟区间，其平均值也达到47%。在200～300 ℃的模拟区间，随着温度的升高，非烃相对含量呈下降趋势，300 ℃时为33%，此后开始小幅度地上下波动。与804样品不同的是，相同温度点，830样品的非烃相对含量多低于804样品。对于830样品，在中低温阶段(低于400 ℃)，相对含量最少的是沥青质，多在6%～17%之间；在高温阶段(500 ℃)，相对含量最少的却是饱和烃，含量仅为4.4%。芳烃含量常介于它们之间，为14%～31%之间(表2)。另外，从图4可以看出，对于生油量最大的400 ℃时，对生油量最大的贡献者是非烃和饱和烃，它们分别占36%和34%，这一现象值得我们注意。

图6 804样品生成油中各馏分相对含量随温度的变化

图7 830样品生成油中各馏分相对含量随温度的变化

图6、图7和表2综合显示，804样品和830样品生油既有相同之处，也有不同之处。相同之处在于，一是，非烃在低温阶段相对含量较高，随温度从低温升至中温，非烃相对含量逐渐减小，中高温阶段只是小幅波动；二是，饱和烃相对含量都是在400 ℃之前逐渐增大，在400 ℃之后逐渐减少。不同之处在于，对于804样品，非烃是绝对主体，饱和烃、芳烃和沥青质的相对量明显小于非烃；而对于830样品，虽主要生成物也是非烃类物质，但饱和烃、芳烃、沥青质也不少，并且在不同的温度段，它们三者各有侧重。可见，无论哪种类型的有机黏土，其化学结合态有机质都易生成含氮、氧、硫等杂原子的非烃物质，只是蒙脱石型有机黏土较伊利石型有机黏土更容易而已。

5 结论

(1)蒙脱石型有机黏土和伊利石型有机黏土中化学结合态有机质向油的极限转化能力相当，生成油量的差别主要取决于有机质的多寡。

(2)有机黏土中化学结合态有机质会对低熟油做出贡献，且蒙脱石型的低温贡献更大，但它们主体的贡献都在于生成成熟原油。

(3)蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质较伊利石型有机黏土中化学结合态有机质表现出更好的持续生烃性。

(4)无论哪种类型的有机黏土，其化学结合态有机质都易生成含氮、氧、硫等杂原子的非烃物质。

(5)蒙脱石型有机黏土中化学结合态有机质较伊利石型有机黏土中化学结合态有机质更易生成含氮、氧、硫等杂原子的非烃物质。

[1] 关平,徐永昌,刘文汇.烃源岩有机质的不同赋存状态及定量估算[J].科学通报,1998,43(14):1556-1559.

Guan Ping,Xu Yongchang,Liu Wenhui.Quality on different preservation ways of organic matter in source rock[J].Chinese Science Bulletin,1998,43(14):1556-1559.

[2] J D,Schroeter L M,Itoh M J,et al.Attenuated total reflectance Fourier-transform infrared spectroscopy of carboxylic acids adsorbed onto mineral surfaces[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1999,63(18):2709-2725.

[3] Tombácz E,Libor Z,Illés E,et al.The role of reactive surface sites and complexation by humic acids in the interaction of clay mineral and iron oxide particles[J].Organic Geochemistry,2004,35(3):257-267.

[4] Ghosh S,Wang Z Y,Kang S,et al.Sorption and fractionation of a peat derived humic acid by kaolinite,montmorillonite,and goethite[J].Pedosphere,2009,19(1):21-30.

[5] 蔡进功,卢龙飞,宋明水,等.有机粘土复合体抽提特征及其石油地质意义[J].石油与天然气地质,2010,31(3):300-308.

Cai Jingong,Lu Longfei,Song Mingshui,et al.Characteristics of extraction of organo-clay complexes and their significance to petroleum geology[J].Oil & Gas Geology,2010,31(3):300-308.

[6] 卢龙飞,蔡进功,刘文汇,等.泥质烃源岩中蒙皂石与有机质的水桥结合作用:来自原位漫反射红外光谱的证据[J].石油与天然气地质,2011,32(1):47-55,63.

Lu Longfei,Cai Jingong,Liu Wenhui,et al.Water bridges mechanism of organo-smectite interaction in argillaceous hydrocarbon source rocks:Evidence from in situ DRIFT spectroscopic study[J].Oil & Gas Geology,2011,32(1):47-55,63.

[7] Eglinton G,Murphy M T J.Organic geochemistry methods and results[M].Berlin:Springer-Verlag,1969.

[8] 林茂福,李太俊.海洋沉积物中有机粘土复合体的初步研究[J].科学通报,1984(1):37-40.

Lin Maofu,Li Taijun.Preliminary study of organoclay complexes in marine sediments[J].Chinese Science Bulletin,1984(1):37-40.

[9] 王行信,周书欣.有机粘土化学在油气生成研究中的意义[J].地质地球化学,1991(5):3-8.

Wang Xingxin,Zhou Shuxin.Significance of organic-clay complexes chemistry in oil-gas creation[J].Geology Geochemistry,1991(5):3-8.

[10] 余和中,谢锦龙,王行信,等.有机粘土复合体与油气生成[J].地学前缘,2006,13(4):274-281.

Yu Hezhong,Xie Jinlong,Wang Xingxin,et al.Organoclay complexes in relation to petroleum generation[J].Earth Science Frontiers,2006,13(4):274-281.

[11] 秦建中,申宝剑,腾格尔,等.不同类型优质烃源岩生排油气模式[J].石油实验地质,2013,35(2):179-186.

Qin Jianzhong,Shen Baojian,Tenger,et al.Hydrocarbon generation and expulsion pattern of different types of excellent source rocks[J].Petroleum Geology & Experiment,2013,35(2):179-186.

[12] 王爱萍,杨守业,李从先.三种沉积环境中有机粘土复合体特征比较[J].同济大学学报:自然科学版,2005,33(6):785-788,827.

Wang Aiping,Yang Shouye,Li Congxian.Comparison of organo-clay complex in three sedimentary environments[J].Journal of Tongji University:Natural Science,2005,33(6):785-788,827.

[13] 卢龙飞,蔡进功,刘文汇,等.泥岩与沉积物中粘土矿物吸附有机质的三种赋存状态及其热稳定性[J].石油与天然气地质,2013,34(1):16-26.

Lu Longfei,Cai Jingong,Liu Wenhui,et al.Occurrence and thermostability of absorbed organic matter on clay minerals in mudstones and muddy sediments[J].Oil & Gas Geology,2013,34(1):16-26.

[14] Kennedy M J,Pevear D R,Hill R H.Mineral surface control of organic carbon in black shale[J].Science,2002,295(5555):657-660.

[15] 樊馥,蔡进功,宋明水,等.泥质烃源岩密度分组及有机质赋存类型初探[J].同济大学学报:自然科学版,2011,39(9):1359-1364.

Fan Fu,Cai Jingong,Song Mingshui,et al.An exploratory study on density fractionation and organic matter preservation of muddy source rock[J].Journal of Tongji University:Natural Science,2011,39(9):1359-1364.

[16] 丁飞,蔡进功,宋明水,等.泥质烃源岩中<2μm黏粒级组分的有机质与比表面关系[J].中国科学:地球科学,2013,43(4):634-641.

Ding Fei,Cai Jingong,Song Mingshui,et al.The relationship bet-ween organic matter and specific surface area in <2μm clay size fraction of muddy source rock [J].Science China:Earth Sciences,2013,56(8):1343-1349.

[17] 邓友军,马毅杰,温淑瑶.有机粘土化学研究进展与展望[J].地球科学进展,2000,15(2):197-203.

Deng Youjun,Ma Yijie,Wen Shuyao.Progress in research on organo-clay chemistry[J].Advance in Earth Sciences,2000,15(2):197-203.

[18] 卢龙飞,蔡进功,刘文汇,等.泥质烃源岩中粘土矿物结合有机质热演化的红外发射光谱研究[J].石油实验地质,2012,34(2):215-222.

Lu Longfei,Cai Jingong,Liu Wenhui,et al.Infra-red emission spectroscopy study of thermal evolution of organic matter bound by clay minerals in muddy hydrocarbon source rocks[J].Petroleum Geology & Experiment,2012,34(2):215-222.

[19] 朱晓军,蔡进功.泥质烃源岩的比表面与有机质关系研究进展及意义[J].石油与天然气地质,2012,33(3):375-384.

Zhu Xiaojun,Cai Jingong.Progress and significance of research on relation between specific surface area and organic matter in argillaceous source rocks[J].Oil & Gas Geology,2012,33(3):375-384.

[20] 林茂福,李太俊,傅家谟.我国东海大陆架沉积物中有机粘土复合体与某些金属元素富集关系的研究[J].地球化学,1983(4):417-425.

Lin Maofu,Li Taijun,Fu Jiamo.Study of the relationship of metallic element enrichment with organoclay complexes in continental shelf sediments in the East China Sea[J].Geochimica,1983(4):417-425.

[21] 林茂福,李太俊.有机粘土复合体与东海大陆架细粒沉积区的关系[J].海洋科学,1984(1):13-18.

Lin Maofu,Li Taijun.Relationship between the organoclay complexes and the formation of the fine grained sediments on the continental shelf of the East China Sea[J].Marine Sciences,1984(1):13-18.

[22] Seifert W K,Moldowan J M.Applications of steranes,terpanes and monoaromatics to the maturation,migration and source of crude oils[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1978,42(1):77-95.

[23] Huang Difan,Li Jinchao,Zhang Dajiang,et al.Maturation sequence of Tertiary crude oils in the Qaidam Basin and its signifi-cance in petroleum resource assessment[J].Journal of Southeast Asian Earth Sciences,1991,5(1-4):359-366.

(编辑 韩 彧)

Oil generation abilities of chemically bound organic matter in different types of organic clay complexes

Yang Yan1,2, Lei Tianzhu1, Xing Lantian1, Cai Jingong3, Wu Yingqin1, Si Guicai1

(1.KeyLaboratoryofPetroleumResources,GansuProvince/KeyLaboratoryofPetroleumResourcesResearch,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Lanzhou,Gansu730000,China; 2.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China; 3.StateKeyLaboratoryofMarineGeology,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)

A series of high temperature and high pressure thermal simulation experiments were carried out to compare the oil generation ability of chemically bound organic matter in montmorillonite organic clay and illite organic clay. Both types of c chemically bound organic matter had the same ability to translate into crude oil, and it was the amount of organic matter that controlled the amount of crude oil. Chemically bound organic matter in organic clay would contribute to immature oil; however, most organic matter contributed to mature crude oil. The chemically bound organic matter in montmorillonite organic clay had a greater ability to sustain oil generation than that in illite organic clay. Both types of chemically bound organic matter easily generated non-hydrocarbons which contained heteroatoms such as nitrogen, oxygen and sulfur. The chemically bound organic matter in montmoril-lonite organic clay generated non-hydrocarbon more easily. Therefore, the importance of organic matter quantity rather than mineral types should be emphasized when secondary hydrocarbon generation ability of argillaceous source rock is assessed. At the same time, it appears that crude oil quality would become poor.

chemistry-bound organic matter; organic clay; difference of oil generation; thermal simulation

1001-6112(2015)04-0487-07

10.11781/sysydz201504487

2014-06-09 ；

2015-05-28。

杨燕(1985—)，女，博士研究生，从事油气地球化学研究。E-mail:yanziyang008@163.com。

雷天柱(1974—)，男，副研究员，从事无机、有机相互作用研究。E-mail: leitianzhu@163.com。

国家自然科学基金(41072107、41272147和41372130)、国家油气重大专项(2011ZX05006-001)和甘肃省重点实验室专项(1309RTSA041)联合资助。

TE135

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