沉积有机质中苯基菲成熟度参数及其化学机理——基于地球化学数据和量子化学计算

作者：朱志立; 李美俊^*; 李佳阳; 祁灵; 刘晓强; 韩秋雅; 路清华; 马媛媛; 冷筠滢

来源：沉积学报, 2023, 41(02): 601-609.

DOI：10.14027/j.issn.1000-0550.2021.107

• 煤
• 苯基菲
• 量子化学计算
• 热稳定性
• 成熟度

苯基菲(PhP)广泛分布于沉积有机质和原油中，是重要的苯基多环芳烃化合物。通过标样相对保留时间和标准保留指数对比的方法，对准噶尔盆地和鄂尔多斯盆地26件煤中苯基菲系列进行了系统、准确地鉴定，确定了其在色谱柱(HP-5MS)上的流出顺序：4-、9-、1-、3-、2-苯基菲。采用量子化学计算的方法，精确计算了苯基菲系列的热力学性质，确定了其热稳定性大小顺序为：2->3->9->1->4-PhP。结合不同成熟度煤中该系列的分布特征，提出成熟度参数苯基菲比值(PhPR=(2+3)-PhP/(1+9)-PhP)，初步建立了其与镜质组反射率(Ro)的定量关系式：Rc(%)=0.06×PhPR+0.32(Ro>0.4%)，并发现沉积环境对苯基菲比值的影响很小，认为该参数是定量评价低熟—高熟原油和烃源岩(Ⅱ～Ⅲ型干酪根)成熟度的良好指标。对比甲基菲(MP)分布特征和热稳定性发现，苯基菲比值的化学机理可能主要与苯基迁移作用有关，即随着成熟度的升高，1-苯基菲可能通过1,2-苯基迁移作用转化为2-和3-苯基菲。相比于对应的甲基菲参数((2+3)-MP/(1+9)-MP)，苯基菲比值对成熟度的变化更敏感。

• 单位
  中国石油勘探开发研究院; 四川轻化工大学; 中国石油大学（北京）; 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所