碳酸盐岩系TSR系统中铁的硫化物生成模拟实验研究

岳长涛; 李术元; 丁康乐; 钟宁宁

碳酸盐岩系TSR系统中铁的硫化物生成模拟实验研究

石油大学化工学院重质油国家重点实验室北京 102249

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:40172047);国家重点基础研究规划项目(G1999043307)资助

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作者简介:
岳长涛男 1978年出生讲师化学工程与技术

中图分类号: P618.13

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The Formation of Ferric Sulfide in the TSR System for the Carbonate Rock

State Key Lab of Heavy Oil Processing, School of Chemical Engineering, University of Petroleum, Beijing 102249

摘要

摘要: TSR反应的发生可能是造成地质体中天然气耗竭的主要原因之一,其中金属硫化物的生成是TSR反应系统中碳硫氧循环的重要连接体。对H₂S—Fe₂O₃反应体系进行了模拟实验研究,通过X—射线衍射分析手段确定了反应的途径,考察了反应的热力学和动力学特征,计算了反应过程的动力学参数,并初步探讨了反应机理。结果表明,该反应在热力学上是可行的,能够自发进行,生成以FeS₂为主的含铁多硫混合物,水介质的存在有利于反应的进行。
- 碳酸盐 /
- TSR系统 /
- 硫化物 /
- 模拟实验
Abstract: Organic -inorganic reactions in the process TSR (Thermochemical Sulfate Reduction) are the main reasons to re - sult in hydrocarbon disappearance. Metal sulfide formation is very important in geochemical cycle of C -S -O system. In this paper, thermal simulation experiments were carried out using autoclave at definite temperature and pressure. The properties of the products were characterized by X -ray diffraction method to investigate the reaction pathway. The thermodynamics and kinetics of H ₂ S -Fe ₂ O ₃ systemswere discussed. It is found that H ₂ S -Fe ₂ O ₃ reaction can proceed spontaneously and increasing temperature is disfavored for H ₂ S -Fe ₂ O ₃ system. The products of H ₂ S -Fe ₂ O ₃ systems were complex Fe -S materials and the primary compound is FeS ₂ . On the basis of the experimental data, the reaction mechanism was discussed tentatively. The study on the formation of ferric sulfide in the TSR system for the carbonate rock is a novel way to explain the organic -inor - ganic reactions in deep environment. Further research on this subject is necessary in the future to understand more details of the TSR system and issue of hydrocarbon destruction in gas reservoirs.
- carbonate rock /
- TSR /
- H₂ S -Fe₂ O ₃ system /
- simulation experiment

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参考文献(14)

[1]	Machal H G. Bacterial and thermochemical sulfate reduction in diagenetic settings-old and new insights. Sedimentary Geology, 2001, 40: 143～175
[2]	Machel H G, Krouse H R and Sassen R. Products and distinguishing criteria of bacterial and thermochemical sulfate reduction. Applied Geochemistry, 1995, 10: 373～389
[3]	Worden R H and Smalley P C. H2S-producing reactions in deep carbonate gas reservoirs: Khuff Formation, Abu Dhabi. Chemical Geology, 1996, 133: 157～171
[4]	Heydari E. The role of burial diagenesis in hydrocarbon destruction and H2S accumulation, Upper Jurassic Smackover Formation, Black Creek Field, Mississippi. American Association Petroleum Geology Bulletin, 1997, 81: 26～45
[5]	沈平, 徐永昌, 王晋江, 等. 天然气中硫化氢硫同位素组成及沉积地球化学相. 沉积学报, 1997, (2): 216～219[Shen Ping, Xu Yongchang, Wang Jinjiang, et al. Sulphur Isotopic Compositions of Hydrogen Sulphides in Natural Gases and the Sedimentary Geochemical Facies. Acta Sedimentologica Sinica, 1997, (2): 216～219]
[6]	杨家静, 王一刚, 王兰生, 等. 四川盆地东部长兴组-飞仙关组气藏地球化学特征及气源探讨. 沉积学报, 2002, (2): 349-352[Yang Jiajing, Wang Yigang, Wang Lansheng, et al. The Origin of Natural Gases and Geochemistry Characters of Changxing Reef and Feixianguan Oolitic Beach Gas Reservoirs in Eastern Sichuan Basin. Acta Sedimentologica Sinica, 2002, (2): 349-352]
[7]	梁英教, 车荫昌主编. 无机物热力学数据手册. 沈阳: 东北大学出版社, 1993. 150～151[Liang Yingjiao and Che Yinchang. The Thermodynamic Data Handbook of Inorganic Compound. Shenyang: Northeast University Press. 1993. 150～151]
[8]	李术元著. 化学动力学在盆地模拟生烃评价中的应用. 山东东营: 石油大学出版社,2000. 89～90[Li Shuyuan. The Application of Chemical Kinetics to Estimate Hydrocarbon Evolution in the Basins. Dongying Shandong: Petroleum University Press, 2000. 89～90]
[9]	David Rickard. Kinetics of pyrite formation by the H2S oxidation of iron (II) monosulfide in aqueous solutions between 25 and 125 C: The rate equation. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1997, 61: 115～134.
[10]	David Rickard and George W. Luther III. Kinetics of pyrite formation by the H2S oxidation of iron (II) monosulfide in aqueous solutions between 25 and 125 C: The mechanism. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1997, 99761: 135～147
[11]	Cahill C L, Benning L G, Barnes H L and Parise J B. In situ time-resolved X-ray diffraction of iron sulfides during hydrothermal pyrite growth. Chemical Geology, 2000, 167: 53～63
[12]	Wilkin R T and Barnes H L. Pyrite formation by reactions of iron monosulfides with dissolved inorganic and organic sulfur species. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1991, 60: 4167～4179
[13]	Schoonen M A A and Barnes H L. Reactions forming pyrite and marcasite from solution: I. Nucleation of FeS2 below 100 C. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1991, 55: 1495～1504
[14]	Schoonen M A A and Barnes H L. Reactions forming pyrite and marcasite from solution. II. via FeS precursors below 100 C. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1991, 60: 115～134

[1]	周行天, 张春生. 三角洲水道-朵体体系演化机制及沉积模式——基于Doseo盆地东部凹陷白垩系沉积特征物理模拟实验 . 沉积学报, 2025, (): -. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2025.003
[2]	单祥, 郭华军, 陈希光, 郭旭光, 佘敏, 李亚哲. 准噶尔盆地玛西斜坡区百口泉组砂砾岩埋藏溶蚀作用实验模拟研究 . 沉积学报, 2022, 40(5): 1406-1418. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.050
[3]	谭飞, 张云峰, 王振宇, 董兆雄, 黄正良, 王前平, 高君微. 鄂尔多斯盆地奥陶系不同组构碳酸盐岩埋藏溶蚀实验 . 沉积学报, 2017, 35(2): 413-424. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2017.02.018
[4]	栾国强, 董春梅, 马存飞, 林承焰, 张津营, 吕夏霏, Muhammad Aleem Zahid. 基于热模拟实验的富有机质泥页岩成岩作用及演化特征 . 沉积学报, 2016, 34(6): 1208-1216. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2016.06.018
[5]	岳长涛. 反应条件对有机硫化物形成影响的模拟实验研究 . 沉积学报, 2011, 29(2): 402-409.
[6]	祖小京. 矿物在油气形成过程中的作用 . 沉积学报, 2007, 25(2): 298-306.
[7]	陈强路. 油气充注对塔中志留系沥青砂岩储集性影响的模拟实验研究 . 沉积学报, 2007, 25(3): 358-364.
[8]	范明. 不同温度条件下CO2水溶液对碳酸盐岩的溶蚀作用 . 沉积学报, 2007, 25(6): 825-830.
[9]	卢双舫. 密闭体系与开放体系模拟实验结果的比较研究及其意义 . 沉积学报, 2006, 24(2): 282-288.
[10]	宫秀梅, 曾溅辉, 金之钧. 渤南洼陷深层(沙三/沙四段)原油—水—岩石相互作用模拟实验研究 . 沉积学报, 2005, 23(3): 420-428.
[11]	刘春莲, Franz T Fürsich, 白雁, 杨小强, 李国强. 三水盆地古近系湖相沉积岩的氧、碳同位素地球化学记录及其环境意义 . 沉积学报, 2004, 22(1): 36-40.
[12]	国建英, 苏雪峰, 王东良, 刘宝泉, 于国营, 郭树之. 两种模拟方法(或加温方式)实验结果对比 . 沉积学报, 2004, 22(S1): 110-117.
[13]	张春生, 刘忠保, 施冬, 程启贵, 张荣彬, 高春宁, 李建雄. 涌流型浊流形成及发展的实验模拟 . 沉积学报, 2002, 20(1): 25-29.
[14]	曾溅辉, 王洪玉. 反韵律砂层石油运移模拟实验研究 . 沉积学报, 2001, 19(4): 592-597.
[15]	刘文汇, 徐永昌, 张守春, 廖永胜, 张林晔, 宋一涛. 一种新的成烃机制——力化学作用及其实验证据 . 沉积学报, 2000, 18(2): 314-318.
[16]	李玉梅, 赵澄林. 盐湖盆地斜坡带碎屑岩成岩作用特征初探──以柴达木盆地阿尔金斜坡第三系碎屑岩地层为例 . 沉积学报, 1998, 16(1): 126-131.
[17]	姜峰, 杜建国, 王万春, 曹正林. 高温超高压模拟实验研究——Ⅱ.高温高压下烷烃产物的演化特征 . 沉积学报, 1998, 16(4): 145-148.
[18]	卢双舫, 黄第藩, 程克明, 姜春庆. 煤成油生成和运移的模拟实验研究　Ⅲ．甾、萜标记物特征及其意义 . 沉积学报, 1995, 13(4): 93-99.
[19]	李春园, 王先彬, 邵波, 文启彬. 黄土沉积物中碳酸盐同位素组成的研究方法 . 沉积学报, 1995, 13(1): 69-74.
[20]	妥进才, 邵宏舜, 黄杏珍. 盐湖相生油岩中某些地球化学参数与沉积环境的关系 . 沉积学报, 1994, 12(3): 114-119.

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