生物热催化过渡带气(精)/天然气地学学科丛书 (精装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:刘文汇

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1998-08-01

价格:36.0

装帧:精装

isbn号码:9787030063885

丛书系列:

图书标签:

• 生物催化
• 热催化
• 过渡带气
• 天然气
• 地学
• 能源
• 环境科学
• 化学工程
• 精装本
• 学科丛书

《生物热催化过渡带气：地学领域的深度探索》 本书并非介绍一本名为“生物热催化过渡带气(精)/天然气地学学科丛书 (精装)”的特定书籍。相反，它旨在对“生物热催化过渡带气”这一概念在天然气地学学科中的研究意义、科学内涵以及潜在应用进行一次全面的梳理与阐释。我们将深入探讨这一复杂地质现象背后的科学原理，解析其在地质储层形成、演化以及天然气生成过程中扮演的关键角色。 核心概念解析：生物、热、催化与过渡带气 “生物热催化过渡带气”由四个核心要素构成，理解它们是把握整体概念的关键： 生物 (Biological): 指的是地球内部存在的微生物活动，特别是那些能够在高温高压环境下生存的极端微生物。这些微生物在有机质的降解、转化过程中扮演着重要的生物化学催化剂角色。它们能够加速有机质向简单有机分子乃至更轻质烃类的转化，为后续的热化学反应奠定基础。 热 (Thermal): 指的是地层温度。随着埋深的增加，地温随之升高。适宜的温度是有机质发生裂解生成烃类（包括天然气）的必要条件。不同的温度范围对应着不同的烃类生成阶段，如生油窗、生气的窗口等。生物作用能够显著降低达到一定温度阈值所需的时间，或是在较低温度下就开始启动烃类生成过程。 催化 (Catalytic): 这一环节强调的是过程中起加速作用的物质或能量。除了生物本身作为生物催化剂外，地层中存在的某些矿物，如粘土矿物、黄铁矿等，也可能具有热催化活性，能够促进有机质的热裂解反应。此外，某些反应中间产物也可能对后续反应起到催化作用。 过渡带气 (Transitional Gas): 这是指在油气生成过程中，处于不同生成阶段之间的烃类。传统的油气生成理论通常将有机质的演化划分为不同的“窗口”，如脂肪酸、轻质油、重质油、凝析油、干气等。然而，在实际地质过程中，这些阶段并非严格划分，而是存在一个过渡区域。在这个过渡带，既有生物作用的残余影响，也有热化学裂解的初步反应，同时可能伴随着微生物对已有烃类的转化。生物热催化过渡带气正是这个复杂转变过程的产物。它可能包括在相对较低温度下，由生物作用和早期热作用共同生成的、介于生物气（如甲烷）和热成因气（如乙烷、丙烷等重烃）之间的烃类混合物。 地质意义与研究价值 对生物热催化过渡带气的深入研究，具有重要的地质学和资源勘探意义： 1. 理解非常规油气藏的生成机制: 许多非常规油气藏，如页岩气、致密砂岩气等，其生烃机制复杂，可能包含生物和热因素的协同作用。研究过渡带气，有助于我们更准确地理解这些非常规储层中烃类的来源、组成和分布规律。 2. 精确评价油气资源潜力: 通过识别和量化生物热催化作用在烃类生成中的贡献，可以更准确地评估特定地质条件下油气资源的总量和可采性。这对于油气勘探和开发具有直接的指导意义。 3. 揭示地下微生物生态系统: 生物热催化作用的存在，意味着地下深处存在着复杂的微生物生态系统，它们与地球的化学循环紧密相连。研究这些微生物的种类、代谢途径以及在热动力学条件下的生存状态，有助于我们认识地下的生物圈。 4. 改进油气成藏模型: 传统的油气成藏模型主要侧重于热裂解过程。引入生物热催化过渡带的概念，能够使模型更加精细化，更好地模拟实际地质条件下烃类的生成、运移和聚集过程。 5. 地球化学过程的整合: 生物热催化过渡带气的研究，是整合生物地球化学、有机地球化学和热动力学等多个学科知识的交叉领域。它要求我们从更宏观的视角审视地球内部的物质转化和能量流动。 研究方法与技术展望 对生物热催化过渡带气进行研究，需要综合运用多种先进的地学研究方法和技术： 样品采集与分析: 对来自不同地质环境、不同埋深和温度的岩石、流体样品进行采集。通过气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）、同位素分析（如碳同位素、氢同位素）等方法，分析烃类的组成、来源和演化阶段。 实验室模拟实验: 在实验室模拟地下高压高温环境，对有机质在不同微生物和催化剂存在下的转化过程进行研究，以验证生物热催化作用的效率和产物特征。 微生物学与分子生物学技术: 利用宏基因组学、宏转录组学等技术，鉴定和分析地下微生物的种类、基因组成和代谢活性，了解它们在烃类生成中的具体作用。 地球化学建模: 结合地球化学反应动力学和微生物代谢模型，建立数值模型，模拟生物热催化过渡带气的生成、运移和分布，并预测其在不同地质条件下的行为。 地球物理勘探与测井技术: 利用地震、电磁等地球物理方法，识别可能与生物热催化作用相关的地质构造和储层特征。结合高精度测井数据，约束模型参数，提高资源评价的准确性。 潜在的应用前景 深入理解生物热催化过渡带气的形成机制，不仅对基础科学研究具有重要意义，也可能带来实际应用上的突破： 高效油气勘探开发: 更精准地识别和评价富含此类气体的非常规储层，优化钻井和压裂方案，提高采收率。 生物能源与生物制造: 揭示微生物在烃类生成中的作用，可能为发展生物制氢、生物燃料或其他生物制造技术提供新的思路和借鉴。 地下碳循环研究: 生物热催化作用是地下碳循环的重要一环。理解其过程有助于我们更好地认识和管理地球的碳储量。 总而言之，生物热催化过渡带气是天然气地学领域一个充满挑战且极具前景的研究方向。它要求我们跨越学科界限，整合多方面的知识，以期更全面、更深入地理解地球内部烃类物质的生成、演化和分布规律，为人类的能源需求和对地球系统的认知贡献力量。

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说实话，我购买这本书的初衷，其实是希望能在我的一个关于非常规油气藏渗透率模拟的项目中找到一些理论支撑。这本书的结构安排着实让我眼前一亮。它不是按照标准的“理论-应用”路线走的，而是更像是围绕着一个核心的科学问题层层剥茧。我最欣赏的是它对“非均质性”在催化过程中的作用的探讨。传统的模型往往假设反应环境是均匀的，但这显然不符合真实地质体的复杂性。这本书用大量的篇幅，结合最新的地球化学分析手段，展示了微观尺度的矿物表面活性如何与宏观尺度的流体动力学耦合。读到关于热演化路径选择性的章节时，我感到自己仿佛在迷宫中找到了出口。它不仅告诉我“是什么”，更重要的是解释了“为什么是这样”，这种解释的力量是巨大的。而且，书中对图表的引用和注释都极为精确，每一个等温线图、每一个热解曲线，都经过了精心的设计，即便是初学者，也能通过这些视觉辅助工具，快速捕捉到关键的科学信息。这本书的编排，体现了作者对读者学习曲线的深刻理解，真正做到了将前沿研究成果转化为系统性的知识体系。

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这本书的装帧和排版也值得称赞，这种精装本带来的阅读体验是纸质书独有的优势。那些复杂的化学结构式和反应动力学方程，在高质量的纸张和清晰的印刷下，避免了廉价书籍中常见的模糊不清或墨迹晕染的问题。在需要反复对照公式时，这种清晰度是至关重要的。我发现，当我沉浸在阅读中，需要快速定位某个关键定义或数据时，书本的页边距和索引设计也相当人性化，查找效率很高。整体来看，这本书的阅读体验是沉浸式的、愉悦的，尽管内容本身需要高度集中注意力去消化，但书籍的物理质量保证了这种专注不会被阅读工具本身所打断。这本厚重的书籍，放在书架上，本身就是一种学术态度的象征，它向外界传达了一种对知识的尊重和对研究的敬畏，绝对是地学研究者案头必备的一部工具书。

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这本书的语言风格，可以说是极其克制且充满学者的内敛美。它没有使用太多花哨的修辞，每一个句子都像是经过了千锤百炼的矿石，坚实、精准，直指核心。我特别留意了它在处理一些高难度概念时的措辞。比如，在描述“湿气”与“干气”生成机制的微妙平衡时，作者没有简单地用高低之分来概括，而是引入了热动力学中的“相分离”概念，并用极其严谨的篇幅阐述了温度和围压对这一平衡的微妙调控。这使得我对于天然气生成过程中的“时机”和“环境”有了更为深刻的认识，不再是笼统地理解为“埋深足够深就会有气”。此外，书中对不同地质盆地的案例分析，选取角度十分刁钻，它没有选择那些已经被研究得透彻的著名油田，而是聚焦于一些具有特殊地质构造或非常规热史的区域。这种“反常”的案例选择，反而极大地拓宽了我的视野，让我意识到，理论的普适性必须通过检验那些“不典型”的样本才能真正建立起来。

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作为一名长期关注能源转型的读者，我原本以为这本偏向基础地质学的著作，在涉及现代能源技术应用方面会略显不足。但这本书的收尾部分，却给了我一个巨大的惊喜。它没有止步于对化石能源形成机理的阐述，而是将目光投向了如何利用这些地质学知识指导未来能源的勘探与开发，甚至延伸到了碳捕集与封存（CCS）的潜力评估。特别是关于地层封存的长期稳定性分析，书中引用了热催化反应速率来预测CO2在特定储层中的反应-扩散过程，这让我看到了基础研究与实际工程应用之间最紧密的连接点。它没有空谈技术，而是从最根本的“岩石-流体-热”相互作用的角度去审视问题。这种跨越式的思维转换，让整本书的价值瞬间提升了一个层次。它不再仅仅是关于“气如何生成”的，而是关于“我们如何更智能地利用和管理地球深部资源”的指南。这种前瞻性，是许多只关注当前技术热点的书籍所不具备的宝贵品质。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调，配上抽象的、仿佛是地层剖面的金色线条，一下子就把人拉进了那种神秘而又严谨的科研氛围里。我拿到手的时候，光是掂量它的分量就感觉到了它的厚重和内容之扎实。我之前对这个领域其实是相当陌生的，纯粹是出于对“过渡带”这个概念的好奇心才翻开的。一开始我以为会是一本晦涩难懂的纯理论著作，毕竟“热催化”和“地学”这两个词组合在一起，听起来就充满了高深的化学公式和复杂的物理模型。然而，初读下来，我发现作者的叙事方式非常巧妙，他们没有一开始就抛出那些让人望而却步的数学公式，而是通过大量的实例和历史背景的铺陈，构建了一个宏大的研究图景。比如，书中对早期勘探先驱们是如何一步步揭示地下储层奥秘的描述，写得如同侦探小说一般引人入胜。那些关于压力、温度梯度变化如何影响有机质转化的细致描摹，真的让人感觉像是跟着地质学家深入到了几千米的地壳之下进行实地考察。尤其是关于不同岩性对催化反应效率影响的对比分析，那种严谨的逻辑推导和数据支持，让这本书的学术价值毋庸置疑，它绝不是那种浮于表面的科普读物，而是能让人真正沉下心来，思考能源形成深层机制的宝藏。

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