%bf仑尼乌斯方程的时间—温度指数图模...

气看成一种产物，生油岩评价动力学需要知道活化能的分布状态。Burnham等人(19R·a、b已经指出了，在生油岩评价动力学实验巾生成的沥青包裹体在低温和温度较宽范围内形成了各类烃，而不是象水化热解实验中只形成石油．尽管采用(两种方法中的)任一种方法都可求出动力学参数来绘图，且图中的曲线都类似于图2～5中的曲线，但该研究仍采用水化热解动力学方法，因为水化热解动力学方法详尽地描述了生油窗口而不是沥青、石油和气的总生成情况。表1中，源岩为l型干酪根，依据其反应速率，分为ⅡA、ⅡnⅡc和Ⅱl表示快速反应，Ⅱ表示慢速反应。先前提及的干酪根的反应速率与含硫量的反比关系已清楚地表示出来了。含硫量最高的Ⅱ型干酪根在温度低于50'C时开始分解为石油(表2)，含硫量最低的Io型干酪根则需要ii0℃以上的分解温度(表5)。期待在I和Ⅱ间出现动力学参数的连续区，I和I的动力学参数表示为连续区的中间值。表2具Ⅱ型干酪根的源岩动力学参数LopatinTTI和ArrheniusTTI值的比较B生袖宙开始，E生油窗终止表1中有机硫的含量为5～11，这个数值表示了大多数海相岩中l型干酪根的硫量。有些1型干酪根(海相和湖沉积相中)的含硫量低于2(Lewan，1986)，但尚未公布的一些动力学数据仍然有用，既使在含硫量低时，组成中的其它变化也可能如同含量的变化一样重要。例如，I型干酪根的含硫量低于Ⅱ型干酪根，但二者的反应速率相同(Hunt和Hennet，正在印刷中)a反应速率慢的I型干酪根(在表1中以Woodford页岩为代表)差不多具有与反应速率居中的l型干酪根相同的反应速率。表1中的“快”和慢这些术语仅仅其适用于I型干酪·13·维普资讯http://www.cqvip.com根。I类干酪根和Ⅱ类干酪根具有不同的反应范围(Hunt和Hennet，正在印刷中)。3图形的制作前已述及，基于阿仑尼乌斯方程的时间一温度指数(TTI)是由于Wood(1988)导出的Wood将这一指数表示为A(}⋯一f)⋯一E+2RT+一EI—R+1_一：ex一一商雨。式中f和f分别代表每1O℃间隔内起始和终止的时间，～T则代表绝对温度，R、E和A的物理意义与前面述及的阿仑尼乌斯方程(1)中的相同。根据w0od(1988)的注解，这是阿仑尼乌斯方程的一个的近似分析解，在温度低于300C，活化能大于50kJ／tool时，此方法的误差小于1这里假定每lo'c间隔内加热速率成线性，乘以i00是为了消除小数(点)。剪2加莉福尼亚中新世蒙特雷层中I型干酪根的时间、温度和1vrIRR问的动力学关系曲线，粗斜线代表温度变化其TTI值就可根据曲线上得到的无数温度、时间增值数据求算；只要已知源岩的动力学参数E和A，就可根据方程(2)确定出在其整个埋藏时间内的TTI值。用计算机模拟岩石埋藏史曲线上的无数个温度或时间增值点，也可计算出TTIRR，或是用此处表示的图解法，将岩石的埋藏史曲线划分成每10C一个增量来估算TTIm值。为此目的，已根据I^、I、I、In型干酪根中求出的动力学参数(表1)绘制了图2～5中的曲线图。图中的粗斜线表示每lO'C温度间隔内由方程(2)计算所得到的结果。生油岩层(演化)过程中每1O℃间隔内的·14·维普资讯http://www.cqvip.com图3蒙大拿州Phosphoria层的二叠纪Rotort趸岩中I型干酪根的时间、温度和TTIRR的动力学关系曲线，粗斜线代表温度变化图4瑞典寒武纪alum页岩中Ic型千酪根时间、温度和rn皿值的动力学关系曲绕，粗斜线代表温度变化·15·维普资讯http://www.cqvip.com季、，田5美国饿兑拉荷马州泥盘纪一密西西比纪wD0ord页岩中的I型于酪根的对间、温度和TTIAR动力学关系曲线，粗斜线代表温度变化TTI值是根据其在相应的间隔内存在的时间，采用图解法得到的。以图2为倒，在(7O～8ov)／Ma的温度范围内，Ⅱ型生油岩的TTI值可能为2O在一恒定或共下降与上升值可忽略不计的温度下，埋藏时间函数曲线有时包含很长的时间周期，为了精确计算出在给定的埋藏时间曲线上某一恒定温度下的时间周期，TTIAR可由下式求出：TTIR一[(一l—t)A·exp(一E／RT)]×100(3)或者，作为一种近似方法，可在图中两条斜线之间作一等温线，其离左、右两条斜线的距离分别为两斜线间距离的45和55。例如，图2中在7O℃～80~C与80℃～9O℃之间有一条8O℃的恒温线通过8Ma且TTIRR值为300的线。在生油岩的埋藏时间曲线上，将各个时期恒温线上每10℃间隔内的TTI^R值加起来就得到指数总和(ETTIRR)，由此可得知生油岩在生油过程中的时间和温度累积效应。尽管不同类型的生油岩，其动力学参数E和A不同(表1所示)，可苫TTIRR值总是与生油的百分率