Способ определения катагенеза органического вещества нефтегазоматеринских толщ

 

Использование: при оценке нефтегазоматеринского потенциала осадочных толщ и, в частности, уровня зрелости аквагенного органического вещества по отражательной способности микрокомпонентов. Сущность изобретения: отбирают образцы осадочных пород, выделяют из них нерастворимое органическое вещество, изготавливают прозрачный двустороннеполированный углепетрографический шлиф, изучают его в проходящем и отраженном свете под микроскопом с определением отражательной способности органического вещества, а о катагенезе нефтематеринских пород судят по замерам показателя отражательной способности сорбомикстинита в воздухе (Ra), при этом при значениях Ra в интервале от 52 до 61 % фиксируют зону начального мезокатагенеза, в интервале значений Ra от 61 до 64 % фиксируют зону среднего мезокатагенеза, в интервале значений Ra от 64 до 70 % - зону глубинного мезокатагенеза. 1ил.

Изобретение относится к углепетрографическим методам изучения органического вещества (ОВ) и может быть использовано при оценке нефтегазогенерационного потенциала осадочных толщ, в частности уровня зрелости аквагенного ОВ по отражательной способности (ОС) микрокомпонентов.

Известны способы изучения катагенеза рассеянного ОВ пород по показателю ОС витринита как основного критерия степени преобразованности вещества. Отражательная способность витринита принимается как свойство органического вещества, формирующееся под влиянием генетических факторов, а показатель его отражения как количественный параметр, отражающий суммарный эффект происходивших процессов преобразования /1/.

Недостатком данного способа является то, что в составе рассеянного ОВ (РОВ) нефтегазоматеринских толщ морского генезиса редко отмечается витринит производное наземной растительности. Поэтому их катагенез определяется путем реконструкции по замерам ОС витринита в выше- и нижележащих отложениях изучаемого разреза или по другим показателям. Отложения додевонского возраста совсем не содержат углистых включений и к ним этот метод вообще не может быть применим.

Наиболее близким к патентуемому является способ определения петрографического состава органического вещества /2/, в котором под микроскопом изучают различные микрокомпоненты РОВ пород и углей и получают максимально возможные данные о составе и характере органического вещества. Данным способом определяют микрокомпоненты группы витринита, применяя двустороннеполированный непокрытый шлиф на нелюминесцирующей основе. Изучают каждый микрокомпонент в любой интересующей точке последовательно в проходящем и отраженном свете в видимой и ультрафиолетовой областях спектра и по совокупности полученных данных, в том числе по отражательной способности, судят о характере и составе органического вещества. Данный способ также не предусматривает особенностей изучения органического вещества нефтематеринских толщ морского генезиса.

Задачей изобретения является создание способа определения катагенеза ОВ, применимого для изучения древних нефтегазоматеринских толщ морского генезиса, где основная масса ОВ представлена остатками водорослевой (планктоногенной) органики, а также продуктами ее разложения и преобразования.

Задача решается тем, что в способе определения катагенеза органического вещества нефтематеринских толщ, включающем отбор образцов осадочных пород, выделение из них нерастворимого органического вещества, изготовление прозрачного двустороннеполированного углепетрографического шлифа, микроскопическое его изучение в проходящем и отраженном свете с определением отражательной способности микрокомпонентов, согласно изобретению о катагенезе органического вещества судят по замерам отражательной способности сорбомикстинита в воздухе (Ra), при этом при показателе отражательной способности Ra в интервале от 52 до 61 фиксируют зону начального мезокатагенеза, в интервале значений от 61 до 64 фиксируют зону среднего мезокатагенеза, в интервале значений Ra от 64 до 70 зону глубинного мезокатагенеза.

Сущность изобретения заключается в том, что для определения катагенеза древних нефтегазоматеринских толщ используется анализ отражательной способности их основного микрокомпонента сорбомикстинита. Это тонкодисперсное бесструктурное вещество. Под микроскопом в тонких шлифах цвет его изменяется от желтого или светло-коричневого до темно-серокоричневого и черного в зависимости от степени преобразованности. В отраженном свете его основная масса имеет шагреневую поверхность с небольшими площадками бесструктурного строения, в которых и можно проводить замеры отражательной способности.

На чертеже приведен график зависимости показателя отражательной способности сорбомикстинита (Ra) от содержания углерода в концентрате нерастворимого ОВ (Сов); в центральной части графика точками обозначены значения показателя отражательной способности сорбомикстинита Ra при соответствующем содержании углерода C_ов в керогене, а также полученная прямая этой линейной зависимости (уравнение линейной регрессии: Y 1,02X + 22,16) при коэффициенте корреляции r=0,69; по горизонтальной оси графика показана шкала зон катагенеза нерастворимого OB сапропелевого состава зона протокатагенеза ПК, зона начального мезокатагенеза MK₁, зона среднего мезокатегенеза MK₂, зона глубинного мезокатагенеза MK₃ и зона апокатагенеза AK; на вертикальной оси показаны границы зон мезокатагенеза по показателю отражательной способности сорбомикстинита, полученные переносом на ось R_a известных зон по содержанию С_ов через прямую линейной зависимости R_a от С_ов.

Потентуемый способ основан на том, что основными микрокомпонентами, слагающими нерастворимую часть керогена древних толщ, являются остатки планктоногенного (аквагенного) OB: псевдовитринит, талломоальгинит, коллоальгинит и продукты их преобразования сорбомикстинит (S_m). При этом основную массу керогена (>75% ) составляет последний, представляя собой тонкодисперсную смесь продуктов разложения и преобразования планктоногенного органического вещества, выделенный из органоминеральной смеси породы.

С целью изучения отражательной способности этой составной части керогена была подобрана коллекция концентратов НОВ допалеозойского и раннепалеозойского возраста, где основная масса сингенетичного OB имеет аквагенную природу.

Из концентратов нерастворимого OB, полученных путем удаления породной матрицы соляной и плавиковой кислотами, готовились прозрачные углепетрографические шлифы, которые затем изучались под микроскопом в проходящем и отраженном монохроматическом свете. Замеры ОС проводились с помощью фотометрической насадки СФН-10, установленной на микроскопе ПОЛАМ-312 при размере диафрагмы зонда, равном 0,1 мм. Такой размер диафрагмы позволяет замерять отражательную способность микрокомпонентов очень мелких по размеру и выбирать площадки с отличной полировкой среди основной массы сорбомикстинита, микроструктура которого в препарате НОВ преимущественно комковато-волокнистая. Использование осветителей проходящего и отраженного света позволяет проводить замеры ОС сорбомикстинита в тонких полированных шлифах с точной его диагностикой. Замеры проводились в воздухе без использования иммерсионного масла, чтобы не испортить препарат керогена, восстановить который невозможно. В одном образце проводилось от 10 до 30 замеров отражательной способности сорбомикстинита и других микрокомпонентов, слагающих концентрат нерастворимого OB для сравнения. В результатах замеров отражательной способности всех микрокомпонентов фиксировался максимум распределения, разброс значений и считалось среднее арифметическое (R_a).

По результатам замеров (среднее арифметическое) построена зависимость отражательной способности сорбомикстинита R_a от количества углерода в керогене (С_ов), показанная на приведенном графике. Отмечена прямая зависимость роста отражательной способности R_a с карбонизацией керогена. Коэффициент корреляции (r) составляет 0,69.

Используя зависимость отражательной способности сорбомикстинита от содержания углерода в керогене (при r 0,69) и шкалу катагенеза последнего для нерастворимого OB преимущественно сапропелевого состава, разработанную в СНИИГГиМСе (Конторович А. Э. Геохимические методы количественного прогноза нефтегазоносности. М. Недра, 1976) с использованием прямой линейной регрессии, приведенной на графике, были получены пограничные значения зон катагенеза по новому параметру (R_a сорбомикстинита). Как видно из приведенного, графика зона начального мезокатагенеза (MK₁) фиксируется в интервале значений R_a от 52,0 до 61,0 зона среднего мезокатагенеза (М ₂) в интервале значений Ra от 61,0 до 64,0 и зона глубинного мезокатагенеза (MK₃ ) до значений R_a 70,0 Таким образом, патентуемый способ реализуется следующей последовательностью операций.

В отобранных образцах осадочных пород выделяют нерастворимое органическое вещество путем удаления породной матрицы соляной и плавиковой кислотами. Из полученных концентратов OB изготавливают прозрачный двустороннеполированный углепетрографический шлиф и изучают его под микроскопом в проходящем и отраженном свете, замеряя отражательную способность (R_a) сорбомикстинита в воздухе, по величине которой судят о катагенезе нефтематеринских толщ: зону начального мезокатагенеза (MK₁) фиксируют при показателе отраженности R_a 52 61 зону среднего мезокатагенеза (MK₂) фиксируют при R_a 61-64 зону глубинного мезокатагенеза (MK₃) фиксируют при R_a 64-70% Замеры можно проводить с помощью фотометрической насадки СФН-10, установленной на микроскопе типа ПОЛАМ-312.

Предложенный способ определения катагенеза древних нефтегазоматеринских толщ по одному из микрокомпонентов керогена повышает степень достоверности геохимических анализов, а в отдельных случаях может упростить процесс диагностики их генерационного потенциала, позволяя в углепетрографических препаратах определять уровень зрелости сапропелевого органического вещества.

Формула изобретения

Способ определения катагенеза органического вещества нефтегазоматеринских толщ, включающий отбор образцов осадочных пород, выделение из них нерастворимого органического вещества, изготовление прозрачного двусторонне полированного углепетрографического шлифа, микроскопическое его изучение в проходящем и отраженном свете с определением отражательной способности, отличающийся тем, что о катагенезе нефтематеринских пород судят по замерам отражательной способности сорбомикстинита в воздухе, при этом при показателе отражательной способности R_a 52 61% фиксируют зону начального мезокатагенеза, при R_a 61 64% фиксируют зону среднего мезокатагенеза, а при R_a 64 70% зону глубинного мезокатагенеза.

РИСУНКИ

Рисунок 1