硫酸盐热还原反应是油气藏常见的一类地球化学反应。其反应物是硫酸盐和烃类；其产物包含硫化氢。硫化氢既会降低天然气品质，又会腐蚀管道设备，更严重的是带来安全隐患。2003年开县天然气井喷，富含硫化氢的天然气造成将近200人死亡。

在这样的背景下，十年前加州理工学院PEER研究组（现PEER研究所）进行了一个多年的工业合作研究项目，使得硫化氢的形成机理日渐清晰。近年多篇文章内容可大致归纳如下。

一、参与反应的硫酸盐必须是活化的硫酸根。非活化的、正四面体的硫酸根（硫酸的强碱盐）很难和烃类直接反应。  

二、油气藏接触的地层水的活化硫酸根的主要形式是硫酸镁离子对。

三、实验室温度下活化硫酸根的主要形式是硫酸氢根。即使模拟试验中加入的是硫酸镁等弱碱盐，真正与烃类反应的也是水解后的硫酸氢根，而不是离子对。

四、活化硫酸根和烃类反应的最有利的过渡态包含一个碳－碳键，这就意味着甲烷很难被硫酸盐氧化。

五、硫酸盐被还原的中间产物很容易继续和有机物反应，形成硫化氢。

六、硫醇等有机物很容易诱发硫酸盐热还原反应。这意味着作为自催化反应，硫酸盐热还原反应中加速的一步很可能是硫化氢形成硫醇等有机硫化合物。

七、烃类被氧化可形成醇类和羧酸，羧酸脱羧形成短链烃类。

八、天然气参与硫酸盐热化学反应时，甲烷是硫酸盐热还原反应的副产物，所以反应造成甲烷稍富集碳12，而乙烷等烃类更加富集碳13。

【补充：我在写最近一篇文章的时候，遇到这样两个问题：

一、地层水的离子组成计算，我们采用的是USGS PHEERQC软件。而软件计算的结果，和我采用一些文献参数的结果不一致。PHEERQC是以硫酸镁离子对为主，但是按照Buchner等人文章的参数，是以硫酸氢根为主。地质证据支持前者。但不知道为什么会出现这种矛盾，而且我不了解PHEERQC的参数来源。这大概是段振豪可以回答的问题。

二、量子化学计算的活化能有一定偏差，直到读了去年诺贝尔化学奖的介绍之后，才知道原因所在。两个分子碰撞的过渡态固然相对容易计算，但是一旦需要考虑溶剂分子的作用，目前的量子力学+分子动力学方法似乎仍然难以给出准确的结果。所以我后来就放弃找人做这方面的尝试了。】