化学与环境工程学院

College of Chemistry & Environmental Engineering

【科研百人】丁康乐:在兴趣中开展科研


 

人物名片:丁康乐,教授,博士,硕士生导师,国际学术期刊《International Journal of Petroleum Technology》与《Frontiers in Applied Chemistry》编委,欧洲有机地球化学学会会员。2012年入选湖北省新世纪高层次人才工程第三层次人选。

 

每年主讲1-2门本科生专业基础课、1-2门研究生专业课。自任副教授5年来,主持国家自然科学基金2项,中国石油科技创新基金1项,湖北省教育厅科学技术研究计划优秀中青年人才项目1项,油气资源与探测国家重点实验室开放基金1项,构造与油气资源教育部重点实验室开放基金1项,油田横向课题2项;在《Journal of Analytical and Applied Pyrolysis》、《Organic Geochemistry》、《Acta Geologica Sinica (English Edition)》、《Geochemical Journal》、《Open Geosciences》、《地质学报》等国内外学术刊物发表多篇学术论文,其中SCI收录第1作者研究论文11篇,研究成果多次在国际国内会议上交流;获湖北省教学成果二等奖1项。

在油气化学领域与油田化学领域分别确立了“深部油气形成与保存过程中的有机-无机相互作用”以及“油气藏中酸性气体H2SCO2的综合利用”两个研究方向。


 

与法国斯特拉斯堡大学化工学院Adam Pierre教授合作,通过严密科学论证,推翻了以色列希伯来大学(世界排名前60)化学研究所Zeev Aizenshtat教授等人提出的地质环境中单质硫、水以及1-辛烯反应生成有机硫化物的自由基反应机理(Organic Geochemistry, 2013),提出了一种新的OSCs形成机理(Organic Geochemistry, 2015),即无机多硫化物催化作用下的有机硫生成模式。该研究成果2016年被化学顶级期刊《Chemical Science》(影响因子9.2)研究论文引用。

尽管硫酸盐热化学还原反应(TSR)可以解释目前全球已发现的近20个高含硫化氢(H2S)气田,但对其形成过程中参与TSR的主要有机质一直是人们争论的焦点问题之一,有许多理论和实践方面的关键问题需要进一步研究。我国川东北地区下三叠统飞仙关组多个高含H2S的大型鲕粒岩气藏,典型如普光气田,其白云岩层储层中普遍存在固体沥青。针对这一地质现象,提出储层沥青质对高含H2S天然气生成可能具有重要制约作用。丁康乐博士自行研发了一套热化学过程动态模拟实验装置,通过热模拟试验,探讨了沥青质还原硫酸盐生成H2S的化学反应途径,并确定了反应过程的关键影响因素。提出了沥青可能是传统流体烃类之外一类重要TSR还原剂,同时油气储层中高浓度H2S还可通过黄铁矿、有机质以及地层水之间的有机-无机相互作用形成等新观点。从分子水平上得到了储层沥青对高含H2S天然气生成的影响机理与相关动力学数学模型。特别是首次提出川东北富固体沥青碳酸盐-硫酸盐岩沉积层中H2S生成过程为“六期渐进式双峰生成模式”。其中晚印支期晚期~早燕山期中期,飞仙关组达到第一次H2S生气高峰。在早燕山期中期至中燕山期早期,达到H2S第二次生气高峰。新的地质地球化学模型为四川盆地海相地层何以普遍含有一定量的H2S,尤其是开江-梁平海槽西侧的高峰场、龙门、双家坝、高桥等石膏不发育地区何以具有较高含量的H2S提供了一种新的解释思路。相关研究内容发表于《Acta Geologica Sinica (English Edition)》、《Carbonates and Evaporates》、《Geochemical Journal》、《地质学报》等刊物,该成果在2014年中石油创新基金验收会上被评为优秀。


 

关于吡咯类含氮化合物组成和分布的文献主要发表在近三十年当中,国内外学者从沉积环境、生物降解、生源母质、成熟度和油气运移等方面进行了大量研究,并取得了一些有意义的认识,但对深部储层中一些可能影响吡咯类含氮化合物分布的无机因素的研究,目前还出于起步阶段。鉴于此,开展了吡咯类含氮化合物与水、硫化氢等无机流体间的有机-无机相互作用热模拟实验,从化学反应的角度对吡咯类含氮化合物的组成与分布提出新的认识,有助于解决目前国内外对石油地质体中吡咯类含氮化合物研究中存在的诸多问题。丁康乐博士通过模拟实验,探讨了吡咯类含氮化合物转化为含硫、含氧等非烃化合物的化学反应途径以及反应过程的关键影响因素,依据典型油气藏中的地温梯度和沉降速率,预测了地质条件下吡咯类含氮化合物转化为含硫、含氧非烃化合物的温度、反应速率以及反应半衰期。首次在分子水平上得到了吡咯类含氮化合物与水、硫化氢之间的有机-无机相互作用机理、咔唑热蚀变机理以及咔唑热蚀变动力学模型。该成果对于理解高温地质条件下有机氮化物蚀变以及重质油深度热加工过程中有机氮化合物演化规律均具有重要的理论与实际意义。相关研究内容发表于《Journal of Analytical and Applied Pyrolysis》、《Open Geosciences》、《沉积学报》等刊物。

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