中国南方过成熟黑色页岩分子氮N2生成

中国南方过成熟黑色页岩分子氮（N2）生成特征：热解实验的

初步意义

HaifengGai,HuiTian,PengCheng,ChunminHe,ZijinWu,SuiJi,XianmingXiao

摘要：高氮气含量（N2）是含油气盆地天然气勘探风险之一，其中黑色页岩常作为烃类气体或氮气的烃源岩。本研究对2个过成熟和1个低成熟页岩样品及其干酪根进行了研究，以确定氮气和甲烷的生成特征，以及结合在含铵矿物中的无机氮和干酪根中有机氮的释放过程的差异。结果表明，随着热解温度的升高，甲烷产率先升高后降低，拐点温度为°C（EqVRo=3.4%），而氮气产率在整个热解实验中呈持续增加趋势。甲烷生成阶段的氮气（即EqVRo3.4%）首先来自于含铵矿物中的无机氮，而在甲烷生成潜力耗尽后（EqVRo3.4%），干酪根中的有机氮气才明显生成。此外，在热成熟度最大实验值（EqVRo=4.9%）下，无机氮（mg/gNinorg）的生成潜力远低于有机氮（mg/gNorg），这表明在本次实验中，干酪根中的有机氮比含铵矿物中的无机氮更容易转化为氮气分子。以上研究结果表明，在热演化过程中，页岩气中的氮气含量可能发生剧烈变化，具有极高成熟度和高丰度有机氮的烃源岩可能导致高氮气风险，特别是在页岩气保存条件较差的地区，这可能是中国南方下寒武统页岩气中氮气含量高的主要原因。

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