高-过成熟烃源岩原始有机质类型的恢复方法与流程

1.本发明涉及烃源岩生烃潜力评价领域，特别是涉及一种高-过成熟烃源岩原始有机质类型的恢复方法。


背景技术：

2.有机质类型是评价烃源岩生烃潜力的重要地球化学参数之一。石油地质学理论指出，不同类型干酪根化学组成结构特征差异性很大，决定了其生排烃效率与产物性质存在很大差别，因此正确判识有机质类型具有重要意义。目前表征有机质类型常用的技术手段包括岩石热解法、有机元素法、生物标志物法、碳同位素法、干酪根显微组分法、全岩显微组分法等。
3.对于处于低成熟-成熟演化阶段烃源岩而言，可以通过上述多种手段进行联合判断。但是，对于处于高-过成熟演化阶段的烃源岩而言，随着热演化程度逐渐增加，干酪根不断降解脱氢、脱氧、富碳，使得干酪根发生“老化”，成熟度级别“降低”，在这种情况下，用常见的有机元素范氏图版及岩石热解氢氧指数图版对干酪根类型的判断已经失去了有效性；生物标志物法与碳同位素法则容易受热作用、生物降解、风蚀氧化、运移分馏等次生作用的影响，使结果具有多解性；干酪根显微组分法是利用有机岩石学方法评价有机质类型的传统方法，但是在酸化处理和水洗过程中易损失一部分有机质，同时也破坏了沉积有机质的原始产状与结构，另外，随着热演化程度的增加，显微组分荧光逐渐减弱至消失，以致难以确切鉴定某些显微组分，会导致判识结果出现误差。
4.而全岩显微组分法以反射光和荧光相结合，利用结构和光性对烃源岩样品直接进行显微组分镜鉴统计，获得全岩中各显微组分的相对百分含量，从某种意义上说，这种判别方法比传统的干酪根类型判别法更具定量性质。但是由于高-过成熟阶段某些显微组分会发生明显热演化生烃作用而减少，俨然已经不能代表其原始含量。因此，现有方法很难用于高-过成熟烃源岩原始有机质类型的判识。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了高-过成熟烃源岩原始有机质类型的恢复方法，该方法利用利用显微组分定量叠加技术恢复高-过成熟烃源岩原始有机质类型的方法，解决了以上所述技术难题。
6.本发明采用以下技术方案：
7.本发明提供一种高-过成熟烃源岩原始有机质类型的恢复方法，所述方法包括以下步骤：代表性样品的选取；烃源岩沉积背景及热演化程度的分析；全岩显微组分及微粒体相对含量的测定；原始显微组分相对含量的恢复；有机质类型指数的计算；有机质类型的判识。
8.优选地，根据区域烃源岩发育特征选取有代表性、均匀、无污染、新鲜的岩样，进行粉碎混合，再按四分法缩分后取一定量样品作为代表性岩样。
9.优选地，烃源岩沉积背景及热演化程度分析包括判断烃源岩的沉积环境、母质来源以及热演化程度。
10.进一步优选地，利用微量元素与古生物组合进行古气候及氧化还原条件等沉积环境追溯，通过生物标志物构成与同位素进行母质来源分析；采用镜质体反射率ro值、岩石热解t
max
值等参数联合判断烃源岩的热演化程度。
11.优选地，全岩显微组分及微粒体相对含量测定方法包括：将选取的代表性岩样制成光片，置于反光显微镜下，交替使用白光和荧光，根据反射光特征和荧光特征鉴定显微组分，用点计法统计各类显微组分和微粒体的百分含量；
12.进一步优选地，所述反射光特征包括反射光颜色、强度、结构形态、突起、内反射、产状；
13.进一步优选地，所述荧光特征包括荧光下的颜色、形态及强度。
14.优选地，全岩显微组分包括腐泥组、壳质组、镜质组与惰质组。
15.优选地，利用定量叠加法恢复原始显微组分相对含量：将在反射光下残余结构清晰的微粒体含量换算成壳质组含量，将杂乱无规则分布的微粒体含量换算成腐泥组含量。
16.优选地，所述有机质类型指数为干酪根的类型指数。
17.优选地，有机质类型指数的计算方法为：
[0018][0019]
式中：ti为干酪根的类型指数，a、b、c、d分别为腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组的实测相对百分含量；w1为恢复的壳质组相对百分含量、w2为恢复的腐泥组相对百分含量。
[0020]
优选地，有机质类型的判识标准为：对照干酪根的类型指数ti划分，当ti≥80时，为腐泥型；40≤ti＜80时，为腐泥腐殖型；0≤ti＜40时，为腐殖腐泥型；ti＜0时，为腐殖型。
[0021]
与现有技术相比，本发明取得的有益效果：
[0022]
本发明中的高-过成熟烃源岩原始有机质类型的恢复方法，完善了烃源岩有机质类型确定方法系列，规避了以往依靠元素、生物标志物等参数进行高过成熟演化阶段的有机质类型评价带来的误差，特别是解决了由于显微组分发生演化、损伤原貌而低估原始有机质类型的难题，能够为有机质类型判识及资源潜力评价提供准确依据。
附图说明
[0023]
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0024]
图1为本发明一实施例所述高-过成熟烃源岩原始有机质类型的恢复方法的流程图；
[0025]
图2为实施例一实施例所述孤北洼陷桩深1井孔二段烃源岩全岩显微组分图版。
具体实施方式
[0026]
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0027]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
[0028]
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
[0029]
实施例
[0030]
如图1所示，图1为本发明高-过成熟烃源岩原始有机质类型的恢复方法的流程图。
[0031]
在步骤101，代表性样品的选取。为摒除烃源岩非均质性的影响，样品选取具有重要意义。首先根据区域烃源岩发育特征选取有代表性、均匀、无污染、新鲜的样品进行粉碎混合，再按四分法缩分后取一定量样品制片待测。流程进入到步骤102。
[0032]
在步骤102，进行烃源岩沉积背景及热演化程度分析。烃源岩沉积背景及热演化程度分析包括判断烃源岩的古气候、古环境、母质来源以及热演化程度。利用微量元素比值与古生物组合进行古气候及氧化还原条件等沉积环境追溯，通过生物标志物构成与同位素进行母质来源分析；采用镜质体反射率ro值、岩石热解t
max
值等参数联合判断烃源岩的热演化程度。流程进入到步骤103。
[0033]
在步骤103，开展全岩显微组分及微粒体相对测定。将有代表性的岩样所制成的光片置于反光显微镜下，交替使用白光和荧光，根据反射光颜色、强度、结构形态、突起、内反射、产状等反射光特征和荧光下的颜色、形态及强度鉴定显微组分。用点计法统计各类显微组分和微粒体的百分含量。流程进入到步骤104。
[0034]
在步骤104，利用定量叠加法恢复原始显微组分含量。烃源岩演化到高-过成熟阶段，腐泥组与壳质组的生烃演化残余产物均为微粒体，由于二者加权系数不同，必需区分各自贡献。其中经孢子体、角质体等壳质组分演化而成的微粒体在反射光下残余结构清晰，而经藻类体等腐泥组分转化而成的微粒体在反射光下呈杂乱分布特征，所以将残余结构清晰的微粒体含量换算成壳质组含量，将杂乱无规则分布的微粒体含量换算成腐泥组含量。流程进入到步骤105。
[0035]
在步骤105，计算有机质类型指数。根据石油工业部部颁标准，将镜鉴统计恢复后的各类显微有机组分含量的百分比，乘以相应的加权系数(腐泥组为+100、壳质组为+50、镜质组为-75、惰质组为-100)，求得干酪根的类型指数ti值。
[0036][0037]
式中：a、b、c、d分别为腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组的实测相对百分含量；w1为恢复的壳质组相对百分含量、w2为恢复的腐泥组相对百分含量。流程进入到步骤106。
[0038]
在步骤106，对照ti划分干酪根类型的标准：当ti≥80时，为ⅰ型(腐泥型)；40≤ti＜80时，为ⅱ1
型(腐泥腐殖型)；0≤ti＜40时，为ⅱ2
型(腐殖腐泥型)；ti＜0时，为ⅲ型(腐殖型)，判识有机质类型。
[0039]
以济阳坳陷孤北洼陷孔二段为例，采用本方法进行高-过成熟阶段烃源岩原始有机质类型的判识，流程图如图1所示。
[0040]
步骤1：代表性样品的选取。研究区多口井钻遇孔店组地层，选择处于深洼有利的
沉积相带内、揭示孔店组地层厚度较大的桩深1井进行系统取样。录井显示结合岩心观察结果表明：桩深1井孔二段的主岩性为较深水环境沉积的深灰色、褐灰色泥岩为主，含少量灰色粉砂质泥岩，根据岩性组合规律每5～10米间隔选取一块烃源岩样品，样品点要求能够覆盖并代表本层段烃源岩的主要岩性类型。另外为了克服样品非均质性带来的影响，每块样品取样量不小于300g。剔除外源污染后，取岩心内部新鲜样品粉碎至粒径0.5mm～1.0mm，用缩分法取约5g样品和环氧树脂按1:1的比例置入直径20mm～40mm的圆形模具内，搅拌均匀，稍固化后在其上加环氧树脂至12mm左右的高度，放入标签，静置固化24h后取出光片，样品的研磨、抛光质量应符合gb/t 16773-2008《煤岩分析样品制备方法》的规定。
[0041]
步骤2：进行烃源岩沉积背景及热演化程度分析。利用能够有效追溯古环境的微量元素比值与孢粉组合鉴定表明：孤北洼陷孔二段上部为相对润湿期，属亚热带型，气温较高，雨量充沛，具备发育优质烃源岩的有利条件；生物标志物构成中正构烷烃碳数分布以前单峰型为主，主峰碳为nc
20
～nc
21
，碳数在nc
29
以后的烃类含量很低；规则甾烷呈c
27
优势，均说明母质来源以藻类等低等水生生物贡献为主；族组分碳同位素分析表明，饱和烃δ
13
c为-28.4
‰
～-27.8
‰
，碳同位素较轻，同样反映烃源岩母质类型较好；实测的镜质体反射率ro值分布区间为1.30～1.36％(均值1.35％)，热解t
max
值分布范围为470～473℃(均值472.5℃)，由此判断烃源岩目前处于高成熟演化阶段。
[0042]
步骤3：开展全岩显微组分测定。将光片置于反光显微镜下，交替使用白光和荧光，根据反射光颜色、强度、结构形态、突起、内反射、产状等反射光特征和荧光下的颜色、形态及强度鉴定显微组分。用点计法统计各类显微组分和不同结构形态微粒体的相对含量。
[0043]
步骤4：利用定量叠加法恢复原始显微组分含量。桩深1孔二段全岩显微组分特征表现为：荧光组分较少，可见橙色荧光的藻类碎屑体(图2a)，再次证实演化程度较高；还能够看到各种赋存状态及分子大小不同的烃类(图2b、2c)，暗示曾经经历过显著生排烃过程。显然由于烃源岩演化到高成熟阶段，显微组分发生了明显生烃演化而损失，因此原始有机质类型的客观评价，必须采用定量叠加法进行恢复。腐泥组与壳质组的生烃演化残余产物均为微粒体，利用结构形态可以加以区分。镜下观察视域中微粒体在反射光下均呈杂乱分布特征(图2d)，未见到残余结构形态清晰可辨的微粒体，判断其主要经藻类体等腐泥组分转化而成，因此将此所测微粒体含量换算成腐泥组含量，实测壳质组含量保持不变。
[0044]
步骤5：有机质类型计算。以归一化法计算各类显微组分的相对百分含量，腐泥组含量为29％～89％，壳质组含量17％～52％，镜质组含量11％～18％，惰质组含量0％～1％，再乘以相应的加权系数(腐泥组为+100、壳质组为+50、镜质组为-75、惰质组为-100)，求得干酪根的类型指数ti值为41～81。
[0045]
步骤6：对照ti值划分干酪根类型：类型指数ti值主体处于40≤ti＜80范围，部分ti值≥80，判识桩深1井孔二段烃源岩原始有机质类型主要为ⅱ1
型，部分达到ⅰ型标准，具有较好的生烃能力。
[0046]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。