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甲基二苯并噻吩的吸附性及油藏充注途径示踪机理之Connolly分子表面计算证明

         
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摘要

Geochromatographic effect is the theoretical basis for identifying oil migration orientations and reservoir charging pathways,of which the liquid-liquid chromatographic process is probably a main mechanism.The two phases of interest during petroleum migration are petroleum and pore water,the former is the mobile phase in the geochromatographic process,while the latter,including absorbed water and bound water on mineral surface,is the stationary phase.Due to differences in adsorption between different methyldibenzothiophene (MDBT) isomers and carrier media,the relative amount of MDBTs shows regular changes and then can be used to trace oil migration orientations.By using the molecular simulation software and the Connolly surface algorithm,molecular areas and volumes for 1-methyldibenzothiophene (1-MDBT) and 4-MDBT are calculated.The study results show that the molecular area and volume of 1-MDBT are 200.21 (A)2 and 184.28 (A)3,respectively.The molecular area and volume of 4-MDBT are 204.32 (A)2 and 186.34 (A)3,respectively.Compared with 1-MDBT,4-MDBT isomer has relatively large molecular area and volume,and possesses a greater solvent-accessible surface that is calculated with a water molecule probe radius of 1.5(A).In carrier beds,compounds in crude oils are also surrounded by aqueous medium.Thus,4-MDBT with a greater Connolly surface should be easier to be adsorbed by absorbed water and bound water than 1-MDBT.In addition,4-MDBT shows a stronger polarity than 1-MDBT,which can also further prove that 4-MDBT has more intense adsorption capacity than 1-MDBT.Therefore,with increasing migration distance,the 4-/1-MDBT ratio in crude oils shows a trend of decreasing.Also,the results of Connolly surface calculation in this study further prove that the chemical mechanism has led to the geochromatographic effect of MDBTs.%“地色层效应”是石油运移方向和充注途径示踪的理论基础,其中液-液色谱效应是可能的主要地色层效应之一.输导层中的石油相当于液态流动相,岩石矿物吸附水和束缚水相当于液态固定相.由于石油中不同结构的甲基二苯并噻吩异构体分子与输导层介质吸附作用的差异,异构体化合物的相对含量呈现出规律性的变化,从而可用来示踪石油运移的方向.本文采用Connolly分子表面算法,以半径为1.5 (A)的水分子作为探针,使其分别在目标分子1-甲基二苯并噻吩(1-MDBT)和4-MDBT表面滚动,计算出相应化合物的分子表面积和体积.计算结果表明,1-MDBT分子的表面积为200.21 (A)2,体积为184.28 (A)3;4-MDBT分子的表面积为204.32 (A)2,体积为186.34(A)3.与1-MDBT相比,4-MDBT的分子表面积和体积都较大,其与水分子接触的面积也较大.在地层中,石油与水介质之间的接触关系,与实验模拟计算中目标分子与水分子探针的接触类似.与1-MDBT相比,石油中表面积较大的4-MDBT更易于被吸附水和束缚水吸附.此外,4-MDBT的极性略强于1-MDBT,也进一步证明4-MDBT的吸附性更强.因此,随着运移距离的增加,4-MDBT/1-MDBT参数逐渐减小,Connolly分子表面计算结果进一步证明了甲基二苯并噻吩产生“地色层效应”的化学机理.

著录项

  • 来源
    《地球化学》 |2017年第4期|367-372|共6页
  • 作者

    杨禄; 李美俊; 刘晓强; 蒋维东; 杨程宇; 赖洪飞; 亢品;

  • 作者单位

    中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室,北京102249;

    中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249;

    农业部沼气科学研究所,四川成都610041;

    中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室,北京102249;

    中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249;

    四川理工学院,四川自贡643000;

    四川理工学院,四川自贡643000;

    中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室,北京102249;

    中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249;

    中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室,北京102249;

    中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249;

    中国石油华北油田分公司勘探开发研究院,河北任丘062552;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 生物地球化学、气体地球化学;
  • 关键词

    二苯并噻吩; 油藏地球化学; 地色层分馏效应; Connolly分子表面; 吸附水; 束缚水;

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