Способ определения зрелых углесодержащих нефтематеринских пород и уточнения их катагенеза



Способ определения зрелых углесодержащих нефтематеринских пород и уточнения их катагенеза
Способ определения зрелых углесодержащих нефтематеринских пород и уточнения их катагенеза
Способ определения зрелых углесодержащих нефтематеринских пород и уточнения их катагенеза

 


Владельцы патента RU 2634254:

Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (RU)

Изобретение относится к области геологии, включая поисковую геохимию на нефть и газ. При осуществлении способа в пределах первой половины мезокатагенеза анализируют органическое вещество, растворимое в органических растворителях (битумоид), полученное экстракцией полярным органическим растворителем (наиболее распространенные хлороформ, дихлорметан, смесь спирта и бензола). Проводят анализ битумоида и определяют абсолютное или относительное содержание изомеров бензонафтофурана. О зрелости нефтематеринской породы судят по бензонафтофурановому отношению - BNFR, которое определяют исходя из площадей пиков бензо[b]нафто[1,2-d]фуран и бензо[b]нафто[2,3-d]фуран, определяемых по результатам хроматографического анализа экстрактов из пород, по формуле

при этом породу считают зрелой, если это отношение больше 0,62, при значениях BNFR от 0,40 до 0,72 фиксируют зону начального мезокатагенеза, соответствующую градации MK1 (по шкале Неручева, Вассоевича, Лоптина), при значениях BNFR от 0,72 до 1,14 фиксируют зону среднего мезокатагенеза МК2, а при значениях BNFR 1,14 и более фиксируют зону глубинного мезокатагенеза МК3. Достигается ускорение и повышение достоверности определения и уточнения. 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области геологии, включая поисковую геохимию на нефть и газ. Оно может быть использовано при оценке перспектив территорий на нефтегазоносность.

Известен способ определения зрелых нефтематеринских пород по результатам пиролиза нефтематеринских пород в инертной атмосфере (Тиссо Б., Вельте Д. Образование и распространение нефти и газа. М.: Мир, 1981, 501 с.). Недостаток этого способа заключается в том, что данный способ неточен для образцов пород, имеющих различную окисленность органического вещества.

Известен также способ, основанный на определении детального состава веществ, а именно анализ соотношения различных легких углеводородов бензиновой фракции (Тиссо Б., Вельте Д. Образование и распространение нефти и газа. М.: Мир, 1981, 501 с.). Недостатком этого способа является отсутствие легких углеводородов в керне, обусловленное потерей при хранении.

Известен способ, основанный на определении нормальных и изопреноидных алканов (Тиссо Б., Вельте Д. Образование и распространение нефти и газа. М.: Мир, 1981, 501 с.). Способ прост в исполнении. К недостаткам следует отнести большое влияние на его величину особенностей литологического состава пород, экстракты из одной и той же нефтематеринской породы показывают различную зрелость.

Известен также способ, основанный на определении четных и нечетных н-алканов (Хант Дж. Геохимия и геология нефти и газа). Способ также прост в исполнении. Недостаток этого способа заключается в существенной зависимости состава алканов от типа нефтематеринского органического вещества, кроме того, способ достаточно чувствителен к содержанию в породе эпигенетичного битумоида.

Известен способ, основанный на определении фенантрена и изомеров метилфенантрена (Radke M., Welte D.H. The methylphenanthrene ndex (MPI): A maturity parameter based on aromatic hydrocarbons. (Eds. M. Bjoroy et al.) In: Advances in Organic Geochemisry, 1981, Wiley, Chichester, p. 504-512). Недостаток этого способа заключается в неточности по отношению к породам с различной окисленностью органического вещества.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ определения зрелых углесодержащих нефтематеринских пород по показателю отражательной способности витринита, который является одним из основных критериев катагенеза углесодержащих пород.

Способ включает в себя отбор образцов, изготовление аншлиф-брикетов или аншлиф-штуфов, измерение отражения витринита в масле Ro или в воздухе Ra (ГОСТ Ρ 55659-2013), на основании которого судят о катагенезе органического вещества (Неручев С.Г., Вассоевич Н.Б., Лопатин Н.В. О шкале катагенеза в связи с нефтегазообразованием // Горючие ископаемые. М., 1976. - С. 47-62).

При показателе отражательной способности витринита в масле Ro в интервале от 0,60 до 1,15% фиксируют главную фазу нефтеобразования, которая практически полностью охватывает три градации мезокатагенеза (MK1 - Ro от 0,50 до 0,65%, МК2 - Ro от 0,65 до 0,85%, МК3 - Ro от 0,85 до 1,15%). Этот способ выбран в качестве прототипа предложенного решения.

Недостаток данного способа заключается в том, что замеры отражательной способности витринита имеют существенную погрешность, связанную со степенью окисленности или восстановленности мацералов группы витринита, хранением и отбором образцов, неправильной идентификацией нужных мацералов и некачественной пробоподготовкой и полировкой аншлифов (Сарбеева Л.И., 1968; Sykes R., 2004; Peters К.Ε. еt al., 2005; Wilkins R.W.T. and George S.С., 2002). Все эти факторы являются основными причинами больших различий получаемых значений отражательной способности витринита для одних и тех же образцов в разных лабораториях и разными операторами (Dembicki G.Jr., 1984) и затрудняют использование этого параметра в узких диапазонах катагенеза, в частности в пределах главной фазы нефтеобразования. Кроме того, это не прямой метод, поскольку отражательную способность витринита нельзя измерить в нефтях, т.к. витринита в них нет.

Задача изобретения заключается в создании менее сложного в исполнении, экспрессного и более точного способа определения зрелых углесодержащих нефтематеринских пород и уточнения катагенеза пород в пределах первой половины мезокатагенеза, а также получения возможности прямой корреляции нефтей и нефтематеринских пород на основе близости значений их зрелости.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в повышении достоверности и экспрессности определения зрелых углесодержащих нефтематеринских пород путем более точного ранжирования углесодержащих пород по катагенезу в пределах главной фазы нефтеобразования.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения зрелых углесодержащих нефтематеринских пород, включающем отбор породы, выделение органического вещества, растворимого в органических растворителях, его хроматографический анализ с определением абсолютного или относительного содержания бензо[b]нафто[2,1-d]фурана, бензо[b]нафто[1,2-d]фурана и бензо[b]нафто[2,3-в]фурана. По результатам анализа рассчитывают бензофурановое отношение BNFR по формуле

и при значении BNFR больше 0,62 нефтематринскую породу считают зрелой. При этом при значениях BNFR от 0,40 до 0,72 фиксируют стадию зону начального мезокатагенеза, соответствующую градации MK1 (по шкале Неручева, Вассоевича, Лоптина), при значениях BNFR от 0,72 до 1,14 фиксируют зону среднего мезокатагенеза МК2, а при значениях BNFR 1,14 и более фиксируют зону глубинного мезокатагенеза МК3.

Сущность изобретения заключается в том, что для определения зрелых углесодержащих пород и уточнения их катагенеза в пределах первой половины мезокатагенеза анализируют органическое вещество, растворимое в органических растворителях (битумоид), полученное экстракцией полярным органическим растворителем (наиболее распространенные хлороформ, дихлорметан, смесь спирта и бензола). Проводят хроматографический анализ битумоида и определяют абсолютное или относительное содержание изомеров бензонафтофурана.

Бензонафтофурановое отношение (BNFR) определяют по отношению абсолютных или относительных концентраций бензо[b]нафто[2,1-d]фурана, бензо[b]нафто[1,2-d]фурана и бензо[b]нафто[2,3-d]фурана, полученных в результате анализа битумоида. О зрелости нефтематеринской породы судят по бензонафтофурановому отношению - BNFR, которое определяют исходя из значений абсолютных или относительных концентраций бензо[b]нафто[1,2-d]фуран и бензо[b]нафто[2,3-d]фуран, определяемых по результатам хроматографического анализа экстрактов из пород, по формуле (1), при этом породу считают зрелой, если это отношение больше 0,62, т.к. минимальные значения параметра BNFR, определенные для нефтей, больше этого значения.

Пример выполнения заявленного способа

Для определения зрелости и уточнения катагенеза углесодержащих нефтематеринских пород Западной Сибири была подобрана коллекция кернового материала углей. В коллекцию кернового материала включены площади, отличающиеся глубиной залегания пластов углей и пластовой температурой, являющейся ведущим фактором созревания. Для всех образцов была определена отражательная способность витринита по ГОСТ 12113-94 (ISO 7404-5) в трех независимых лабораториях.

Отобранные образцы кернового материала углей подвергают механическому дроблению и истиранию до размера зерен менее 0,5 мм, далее гильзы из фильтровальной бумаги, заполненные измельченной породой, помещают в аппарат Сокслета, в котором проводят извлечение органических веществ из породы при помощи экстракции хлороформом. Окончание экстракции контролируют сменой растворителя в экстракционной колбе, если свежая порция растворителя после 10-12 часов экстракции приобретает слабую по сравнению с начальной окраску, операция считается оконченной. Далее после отгона растворителя проводят анализ полученных экстрактов.

При анализе с целью определения изомерного состава используют хроматограф Hewlett Packard 6890, снабженный масс-селективным детектором HP 5973 MSD, и применяют программное обеспечение системы ChemStation для сбора и обработки результатов анализа.

Используют капиллярную колонку типа HP-1-MS (30m × 0,25mm); фаза - 100% диметилполисилоксан. Микрошприцем пробу в количестве 0,2 мкл вводят в испаритель хроматомасс-спектрометра, в котором устанавливают температуру 350°С. Одновременно через испаритель продувают газ-носитель гелий со скоростью 0,7 мл/мин. Анализируемую смесь направляют в капиллярную колонку хроматографа, в которой предварительно с помощью термостата колонки устанавливают начальную температуру 45°С. Время анализа при этой температуре составляет 3 мин. Задают скорость повышения (программирования) температуры 3°С/мин, доводят температуру термостата колонки до 310°С. Время термостатирования при этой температуре 30 мин.

После капиллярной колонки хроматографа компоненты анализируемой смеси направляют в масс-селективный детектор. Идентификацию пиков бензо[b]нафто[2,1-d]фурана, бензо[b]нафто[1,2-d]фурана и бензо[b]нафто[2,3-d]фурана осуществляют путем построения масс-фрагментограммы по 218 массе, соответствующей молекулярному иону для изомеров бензонафтофурана и дальнейшего сопоставления спектрограммы интересующего вещества со спектрограммой, считанной из библиотеки. По результатам хроматомасс-спектрометрического анализа определяют значения бензонафтофуранового отношения (BNFR).

Материалы, поясняющие сущность изобретения, приведены на рисунке и в таблице.

Рисунок 1. График зависимости отражательной способности витринита в масле (R0) от BNFR для углей.

Таблица 1. Значения параметра BNFR для нефтей генетически связанных с органическим веществом углесодержащих пород.

На рисунке 1 приведен график зависимости отражательной способности витринита в масле (Ro) от BNFR экстрактов из углей, на котором точками обозначены значения Ro витринита при соответствующем значении BNFR, а также получена прямая линейной корреляции.

На вертикальной оси графика обозначена шкала зон катагенеза органического вещества пород, соответствующих градациям мезокатагенеза MK1, МК2 и МК3 по шкале Неручева С.Г., Вассоевича Н.Б., Лопатина Н.В. (Неручев С.Г., Вассоевич Н.Б., Лопатин Н.В. О шкале катагенеза в связи с нефтегазообразованием // Горючие ископаемые. М., 1976. - С. 47-62). Используя линейную зависимость (рисунок 1) отражательной способности витринита (Ro) от молекулярного параметра BNFR и шкалу катагенеза по отражательной способности витринита, были получены пограничные значения градаций мезокатагенеза по BNFR. На рисунке видно, что градации MK1 соответствуют значения BNFR от 0,40 до 0,72, градации МК2 соответствуют значения BNFR от 0,72 до 1,14, градации МК3 соответствуют значения BNFR от 1,14 и более.

Минимальным значением BNFR, при котором углесодержащая порода является зрелой, следует считать минимальную величину этого параметра, определенную в нефтях месторождений изучаемого региона, генетически связанных с органическим веществом углесодержащих нефтематеринских пород (таблица 1). Из таблицы 1 видно, что нет нефтей со значением параметра BNFR меньше 0,62. Значит, при значении параметра BNFR>0,62 углесодержащая нефтематеринская порода является зрелой, т.к. начала генерировать нефть в количествах, достаточных для образования промышленных залежей.

Способ определения зрелых углесодержащих нефтематеринских пород и уточнения их катагенеза, включающий отбор породы, выделение из породы растворимого в органических растворителях органического вещества и его хроматографический анализ, отличающийся тем, что в результате анализа определяют содержание бензо[b]нафто[2,1-d]фурана (БНФ[2,1-d]), бензо[b]нафто[1,2-d]фурана (БНФ[1,2-d]) и бензо[b]нафто[2,3-в]фурана (БНФ[2.3-d]) и на их основе рассчитывают бензанафтофурановое отношение (BNFR), при значении отношения BNFR больше 0,62 нефтематеринскую породу считают зрелой, при значениях отношения BNFR от 0,40 до 0,72 фиксируют зону начального мезокатагенеза МК1, при значениях BNFR от 0,72 до 1,14 фиксируют зону среднего мезокатагенеза МК2, а при значениях BNFR 1,14 и более фиксируют зону глубинного мезокатагенеза МК3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам выявления очагов горения углепородных отвалов. Сущность: измеряют тепловые поля вдоль профилей над отвалами с помощью беспилотных летательных аппаратов (БЛА) с установленной на них контрольной аппаратурой для выявления очагов возгорания.

Изобретение относится к исследованиям в области индикации и идентификации химических веществ, в частности к оптимизации способа проведения специального химического контроля.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти. Сущность: по сейсморазведке по методу "3D" осуществляют непрерывное определение сопоставлений толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса.

Настоящее изобретение относится к способу определения карстовой области, модифицированной процессами карстообразования. Способ включает определение исходя из геологической модели исходной ячейки (103) и целевой ячейки (104) в этой модели.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для определения показателя самоподобия поля эпицентров землетрясений. Сущность: на основе полученных экспериментальных материалов пространственное поле эпицентров землетрясений разделяют на сравнительно однородные участки.

Устройство для измерения деформаций земной поверхности относится к области измерительной техники, в частности к методу измерения относительных перемещений двух точек на земной поверхности или отдельных участков инженерных и строительных сооружений, разнесенных на значительные расстояния, происходящих из-за воздействия природных и экзогенных процессов.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для выделения и технического контроля структуры разломной трещиноватости литосферы. Сущность: на основе экспериментальных материалов разнесенных на поверхности сейсмических станций строят карту эпицентров землетрясений исследуемой территории.

Изобретение относится к области геофизики, в частности к способам проведения сейсморазведки, и может быть использовано для поиска подводных полезных ископаемых, а также прогнозирования места, силы и времени сейсмического события, например, землетрясения, извержения подводных вулканов.

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для определения темпов изменения температуры пород недр при извлечении или аккумулировании тепловой энергии.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для обеспечения безопасности нахождения на льду людей и материальных ценностей. Заявлен способ мониторинга состояния дрейфующего ледяного поля или припая и прогноза его разлома при сжатии льдов и воздействии волн зыби.

Лизиметр // 2633951
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при балансовых исследованиях на мелиорируемых землях, в частности, для определения инфильтрации поливных, талых и дождевальных вод.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а также к мелиорации агроландшафтов. В способе устанавливают глубину корневой системы h многолетней культуры на минеральных почвах.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к экологии пчеловодства. Способ включает отбор точечных почвенных проб согласно «розе ветров», выполняемый послойно, через каждые 50 см, на глубину до 150 см, на пасеках, расположенных в промышленной зоне, и на пасеках фоновой зоны, не имеющих промышленных выбросов экологических токсикантов.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для оценки скорости осадконакопления карбонатных отложений. Сущность: измеряют магнитную восприимчивость карбонатных пород на разных стратиграфических уровнях или участках разреза.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к земледелию, и может быть использовано для оценки степени деградации черноземной почвы и выбора оптимального способа ее основной обработки.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для испытания массива армированного щебеночными вертикальными элементами слабого грунта. Для этого определяют деформируемость основания армированного слабого грунта.

Изобретение относится к области инженерных изысканий. В способе определения границ пластичности грунтов, заключающемся в определении удельного сопротивления одного образца грунта, имеющего известные значения показателей wm и kw линейной зависимости влажности грунта на границе текучести от числа пластичности WL=wm+kw⋅Iр, при степени влажности 0,97-0,98, погружению конусного индентора с углом 30° при вершине и определении по формулам влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания, образец грунта помещают в цилиндрическую камеру диаметром не менее 60 мм и высотой не менее 45 мм и размещают соосно вершине конуса индентора, а погружение конусного индентора производят с постоянной скоростью, равной 120 мм/мин, на глубину до 35 мм и с регистрацией величины сопротивления грунта через каждые 0,01 мм погружения конусного индентора с дискретностью не более 2,0 Н, при этом в полученном массиве значений сопротивления образца грунта погружению конусного индентора выделяют диапазон инвариантных значений сопротивления грунта погружению конусного индентора из заданного соотношения, а определение влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания производят на основании заданных расчетных зависимостей.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, в частности к автоматизированным оптико-электронным системам определения содержания питательных веществ в почве.

Изобретение относится к области исследования механических характеристик грунтов в лабораторных условиях. Новым в способе является то, что вначале в специальном решетчатом поддоне изготавливают включения кубической формы, уплотнение породы производят методом вибрации, после чего включения замораживают до заданной экспериментом температуры, затем поддон с ячейками разбирают, вынимают включения, выдерживают их при комнатной температуре некоторое время до появления конденсата на поверхности для лучшего сцепления со связующим, перемешивают включения со связующим - породами месторождения, помещают перемешанные включения со связущим в специально изготовленную разъемную цилиндрическую форму (гильзу), после чего гильзу с породой устанавливают в климатическую камеру и замораживают до температуры, соответствующей температуре породы в массиве, применительно к различным периодам года, и выдерживают в холодильной установке до тех пор, пока температура в центре образца с установленным в нем термодатчиком не уравняется с заданной.

Изобретение относится к исследованию деформационных и прочностных свойств грунтов при инженерно-геологических изысканиях в строительстве. Способ включает деформирование образца грунта природного или нарушенного сложения в условиях трехосного осесимметричного гидростатического и последующего девиаторного нагружения, дающих возможность ограниченного бокового расширения образца грунта, близкого к реальным условиям, затем после установления условной стабилизации при статическом режиме достижением скорости деформирования образца, соответствующей условной стабилизации деформации образца на данной ступени деформирования, переходят поочередно на следующие ступени испытания, а по окончании испытаний, по конечным результатам, полученным на каждой из ступеней испытания, строят график зависимости относительной осевой деформации от осевых напряжений и определяют искомые характеристики грунта, причем после стабилизации деформаций гидростатического нагружения выполняют контролируемое девиаторное нагружение, первая часть которого - дозированное кинематическое нагружение с управляемой скоростью деформации и ограничением по приращению осевых напряжений, а вторая часть - стабилизация напряженно-деформированного состояния образца в режиме ползучести - релаксации напряжений по условной стабилизации модуля общей деформации, многократно повторяя нагружения и стабилизацию до достижения предельного напряженного состояния, а далее продолжают (при необходимости) только кинематическое нагружение до величины предельной относительной осевой деформации.

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа определения пуринов и пиримидинов в сыворотке крови человека. Сущность способа заключается в том, что проводят приготовление стандартного раствора биомаркеров метаболизма пуринов и пиримидинов.
Наверх