CN109959673A - 一种陆相干酪根的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种陆相干酪根的评价方法，属于油气勘探技术领域，其从干酪根的化学结构组成出发，实现了从微观分子角度对干酪根类型、成熟度和生烃潜力的评价，评价结果准确可靠，且适用范围广泛。该评价方法包括如下步骤：采集研究区干酪根样品，并粉碎；对预处理后的干酪根样品进行13C核磁共振检测，获得13C核磁谱图；根据13C核磁谱图，以脂肪度和芳香度为指标评价干酪根类型，以含有取代基的芳香碳含量和脂肪族碳中甲基碳占比为指标评价干酪根成熟度，以0‑25ppm和45‑90ppm区间的官能团作为生油组分，以90‑160ppm区间的官能团作为惰性组分，以生油组分含量和惰性组分含量为指标评价干酪根生烃潜力。
Description
技术领域
本发明属于油气勘探技术领域，尤其涉及一种陆相干酪根的评价方法。
背景技术
干酪根是指沉积岩中不溶于碱、非氧化性酸和非极性有机溶剂的分散有机质(Hunt,1979)，是生成石油及天然气的母质。干酪根的结构直接影响了烃源岩的生烃行为，研究其结构组成一直以来都是有机地球化学和石油地质学领域的热点和难点，干酪根的评价主要包括类型、成熟度和生烃潜力三个方面。
目前，干酪根的分类方法主要有三种，分别为显微组分分类方法，H/C、O/C元素组成分类方法，以及Rock-Eval热解特征分类方法。其中，显微组分分类方法是在显微镜透射光或反射光下观察，依据藻质体、壳质体、无定形体、镜质组和惰质组等显微组分的相对含量对干酪根进行分类。然而，显微组分分类方法中，由于无定形体在干酪根中占比最大，其来源复杂，不同的学者有着不同的认识，其即可来源于藻类，也可来源于高等植物，目前尚未达到很好的统一，这将影响分类结果的准确性；而且，显微组分的镜下鉴定和描述工作受人为因素影响较大，也将影响分类结果的科学性和可靠性。H/C、O/C元素组成分类方法是将干酪根的H/C和O/C原子比投在范式图上，进而判断干酪根的类型。然而，由于随着干酪根热氧化程度的提高，不同类型的干酪根的H/C和O/C原子比会重叠，难以区分，因而，该方法主要适用于成熟度较低的干酪根分类，而且，各种类型的干酪根投点在范式图上时是连片连续分布，在划分其类型时往往带有许多主观因素，从而影响其科学性和精确性。Rock-Eval热解特征分类是利用岩石热解分析所得S2和S3，结合样品有机碳含量计算氢指数和氧指数，然后分别代替H/C和O/C，按照范式图的方法来划分干酪根类型。然而，该方法依旧不适用于成熟度较高的干酪根分类，而且，其分析结果通常会受到岩样中无机盐和粘土矿物的影响。综上，现有干酪根分类方法存在以下不足：(1)主要是从宏观角度对干酪根进行划分，不能从更微观的角度进行分析，且不能体现干酪根向油气转化的本质；(2)采用的参数都是干酪根经过热演化之后的参数，分类结果很大程度上受到干酪根成熟度的影响，限制了这些分类方法的应用范围；(3)分类过程种大多都会受到人为因素的影响，影响分类结果的科学性和可靠性。
目前，干酪根成熟度的评价方法主要为镜质体反射率(Ro)测定法和热解最高峰温度(Tmax)。其中，镜质体反射率(Ro)测定法依靠于干酪根中的镜质体，以Ro为指标，对干酪根成熟度进行评价。然而，这种评价方法难以对缺乏镜质体的干酪根(例如泥盆纪以前的沉积岩和以水生生物为主的倾油性的干酪根等)进行评价，或评价结果不可靠，同时，已经有证据表明，大量的油型显微组分或沥青的存在或烃源岩内存在超压都会使境质体反射率的测量值偏低，影响评价结果。热解最高峰温度(Tmax)是岩石热解产烃速率最高时的温度，其值通常与干酪根的成熟度有关，成熟度越高，Tmax的值越高。然而，由于Tmax与有机质类型有关，且测值波动较大，所以使它作为热指标的权威性大大降低。
目前，干酪根生烃潜力的评价方法中，应用较广的主要为总有机碳(TOC)法、氯仿沥青“A”(％)法和生烃势法三种。然而，针对不同的干酪根类型和沉积环境，都有着不同的评价标准，这使得干酪根生烃潜力的评价受人为影响因素较大，而且，这三种评价方法都没有从本质上解释干酪根生烃潜力的大小。
因而，如何提供一种评价结果准确、可靠且适用范围广泛的干酪根类型、成熟度和生烃潜力的评价方法，是当前急需解决的一项技术难题。
发明内容
本发明针对上述的技术问题，提出一种陆相干酪根的评价方法，其从干酪根的化学结构组成出发，实现了从微观分子角度对干酪根类型、成熟度和生烃潜力的评价，评价结果准确、可靠，且适用范围广泛。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种陆相干酪根的评价方法，包括如下步骤：
样品采集和预处理：采集研究区干酪根样品，对干酪根样品进行粉碎；
结构分析：对预处理后的干酪根样品进行13C核磁共振检测，获得13C核磁谱图；
类型评价：根据13C核磁谱图，计算获得干酪根样品对应的脂肪度和芳香度，以脂肪度和芳香度为指标评价干酪根样品的类型；
成熟度评价：根据13C核磁谱图，计算干酪根样品对应的FAA值和FCH3值，以FAA值和FCH3值为指标评价干酪根样品的成熟度，其中，FAA值为含有取代基的芳香碳含量，FCH3值为脂肪族碳中甲基碳占比；
生烃潜力评价：根据13C核磁谱图，以0-25ppm和45-90ppm区间的官能团作为生油组分，以90-160ppm区间的官能团作为惰性组分，计算干酪根样品对应的生油组分含量和惰性组分含量，以生油组分含量和惰性组分含量为指标评价干酪根样品的生烃潜力。
作为优选，所述13C核磁共振检测的的具体步骤包括：采用交叉极化魔角旋转固体核磁共振谱仪，选择BBO探头，采用交叉极化技术，13C的检测共振频率为100.613MHz，采样时间为5.12μs，谱宽为100kHz，魔角磁旋转速为5000Hz，旋转时间为一天，脉冲时间为11μs，循环延迟时间为1s，扫描次数为4096。
作为优选，所述类型评价的标准为：若fal≥70％且far≤25％，则干酪根样品为Ⅰ型；若62％≤fal<70％且25％<far≤30％，则干酪根样品为Ⅱ1型；若60％≤fal<62％且30％<far<35％，则干酪根样品为Ⅱ2型；若fal<60％且far≥35％，则干酪根样品为Ⅲ型；其中，fal为脂肪度，far为芳香度。
作为优选，所述成熟度评价的标准为：若FAA≥47.5％且FCH3≥32％，则干酪根未熟；若FAA<47.5％且FCH3<32％，则干酪根成熟。
作为优选，所述生烃潜力评价的标准为：若fo≤22％且fa≥35％，则干酪根不具有生烃潜力；若22％<fo<24％且31％≤fa<35％，则干酪根的生烃潜力差；若24％≤fo≤27％且29％≤fa<31％，则干酪根的生烃潜力中等；若fo>27％且fa<29％，则干酪根的生烃潜力好；其中，fo为生油组分含量，fa为惰性组分含量。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
本发明提供的陆相干酪根的评价方法中，首先利用13C核磁共振检测的方法，在不破坏干酪根结构的前提下获取干酪根的碳骨架和官能团信息，进而依据13C核磁谱图提供的化学信息，从微观分子角度对干酪根类型、成熟度和生烃潜力进行评价，其选择的评价指标不受人为因素影响，且受干酪根显微组成、成熟度等影响小，与现有的评价方法相比，其评价结果更加准确、可靠，适用范围更广泛，为干酪根的评价提供了更为有效的分析手段。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的陆相干酪根的评价方法的流程示意图；
图2为本发明实施例所提供的陆相干酪根的13C核磁谱图，其中A区为脂肪族区，B区为芳香族区，C区为杂原子区；
图3为本发明实施例所提供的依据陆相干酪根的13C核磁谱图划分生油组分和惰性组分的示意图；
图4为本发明实施例所提供的东濮凹陷古近系干酪根样品的脂肪度与采用Rock-Eval热解特征分类方法获得的氢指数的对应关系图；
图5为本发明实施例所提供的东濮凹陷古近系干酪根样品的芳香度与采用Rock-Eval热解特征分类方法获得的氢指数的对应关系图；
图6为本发明实施例所提供的东濮凹陷古近系干酪根样品的FAA值与采用Rock-Eval热解特征分类方法获得的Tmax值的对应关系图；
图7为本发明实施例所提供的东濮凹陷古近系干酪根样品的FCH3值与采用Rock-Eval热解特征分类方法获得的Tmax值的对应关系图；
图8为本发明实施例所提供的东濮凹陷古近系干酪根样品的惰性组分含量与采用TOC法获得的TOC值的对应关系图；
图9为本发明实施例所提供的东濮凹陷古近系干酪根样品的生油组分含量与采用TOC法获得的TOC值的对应关系图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明实施例提供了一种陆相干酪根的评价方法，包括如下步骤：
S1样品采集和预处理：采集研究区干酪根样品，对干酪根样品进行粉碎。
本步骤中，对干酪根样品进行粉碎，有利于保证后续13C核磁共振检测的准确性。需要说明的是，干酪根样品粉碎至200目以上为宜。
S2结构分析：对预处理后的干酪根样品进行13C核磁共振检测，获得13C核磁谱图。
本步骤中，采用13C核磁共振对干酪根样品的化学结构和组成进行详细检测，能够在不破坏干酪根结构的前提下直接获取干酪根的碳骨架和官能团信息。为了提高13C核磁共振检测结果的准确性，实际操作过程中，优选的采用交叉极化魔角旋转固体核磁共振谱仪，选择BBO探头，采用交叉极化技术，13C的检测共振频率为100.613MHz，采样时间为5.12μs，谱宽为100kHz，魔角磁旋转速为5000Hz，旋转时间为一天，脉冲时间为11μs，循环延迟时间为1s，扫描次数为4096。
参见图2，图2示出了一张典型的干酪根13C核磁谱图，其大体上可以分为三大区域：脂肪族区(0-90ppm)、芳香族区(90-165ppm)和杂原子区(165-240ppm)，每一区间又可细分为不同的官能团区域，各官能团的化学位移值如表1所示。
表1干酪根13C核磁谱图中各官能团的化学位移值
| 官能团 | 化学位移值(ppm) |
| 甲基 | 0-15 |
| 芳香化甲基 | 15-27 |
| 亚甲基 | 27-31 |
| 次甲基 | 31-37 |
| 四级碳 | 37-45 |
| 甲氧基和氨基 | 45-60 |
| 氧原子取代的烷基 | 60-90 |
| 氧取代的相邻芳香碳 | 90-114 |
| 质子化芳香碳 | 114-124 |
| 桥碳 | 124-130 |
| 芳香支链碳 | 130-150 |
| 氧取代芳香碳 | 150-165 |
| 羧基和氨基 | 165-190 |
| 醛或酮 | 190-240 |
S3类型评价：根据13C核磁谱图，计算获得干酪根样品对应的脂肪度和芳香度，以脂肪度和芳香度为指标评价干酪根样品的类型。
在本步骤在，选择脂肪度和芳香度能够表征干酪根类型，实现了从微观分子角度对干酪根类型的评价，而且该评价方法不受干酪根成熟度以及人为因素的影响，评价结果更准确。
在本发明中，依据前人提出的直接分配(Direct Assignment)方法计算干酪根化学组成中的O/C、H/C，并将根据干酪根13C核磁谱图计算所得的O/C、H/C投在范式图上，从而建立了干酪根类型的优选评价标准。所述类型评价的标准为：若fal≥70％且far≤25％，则干酪根样品为I型；若62％≤fal＜70％且25％＜far≤30％，则干酪根样品为II1型；若60％≤fal＜62％且30％＜far＜35％，则干酪根样品为II2型；若fal＜60％且far≥35％，则干酪根样品为III型；其中，fal为脂肪度，far为芳香度。所述脂肪度和芳香度的计算公式如下：
fal＝fal1+fala+fal2+fal3+fal4+falO1+falO2 (1)
far＝faO1+faH+faC-C+faS+faO2 (2)
式(1)和式(2)中，fal为脂肪度；fal1为甲基碳含量；fala为芳香化甲基碳含量；fal2为亚甲基碳含量；fal3为次甲基碳含量；fal4为四级碳含量；falO1为甲氧基和氨基碳含量；falO2为氧原子取代的烷基碳含量；far为芳香度；faO1为氧取代的相邻芳香碳含量；faH为质子化芳香碳含量；faC-C为桥碳含量；faS为芳香支链碳含量；faO2为氧取代芳香碳含量。
S4成熟度评价：根据13C核磁谱图，计算干酪根样品对应的FAA值和FCH3值，以FAA值和FCH3值为指标评价干酪根样品的成熟度，其中，FAA值为含有取代基的芳香碳含量，FCH3值为脂肪族碳中甲基碳占比。
在本步骤中，需要说明的是，随着干酪根成熟度的上升，干酪根中长链烷烃逐渐向短链烷烃转变，芳香碳的含量上升，脂肪碳的含量下降，含有支链的组分含量下降，有机质演化过程中干酪根结构的变化可以概括为短链化、芳构化、环化，因而，选择FAA值和FCH3值作为指标，实现了从微观分子角度对干酪根成熟度的评价，而且该评价方法不受干酪根显微组分含量和人为因素的影响，评价结果更准确。
本发明依据有机质演化过程中干酪根结构的变化，建立了干酪根成熟度的优选评价方法，所述成熟度评价的标准为：若FAA≥47.5％且FCH3≥32％，则干酪根未熟；若FAA<47.5％且FCH3<32％，则干酪根成熟。所述FAA值和FCH3值的计算公式如下：
FAA＝(faH+faC-C)/(faO1+faH+faC-C+faS+faO2) (3)
FCH3＝fal1/(fal1+fala+fal2+fal3+fal4+falO1+falO2) (4)
式(3)和式(4)中，FAA值为含有取代基的芳香碳含量；faO1为氧取代的相邻芳香碳含量；faH为质子化芳香碳含量；faC-C为桥碳含量；faS为芳香支链碳含量；faO2为氧取代芳香碳含量；FCH3值为脂肪族碳中甲基碳占比；fal1为甲基碳含量；fala为芳香化甲基碳含量；fal2为亚甲基碳含量；fal3为次甲基碳含量；fal4为四级碳含量；falO1为甲氧基和氨基碳含量；falO2为氧原子取代的烷基碳含量。
S5生烃潜力评价：根据13C核磁谱图，以0-25ppm和45-90ppm区间的官能团作为生油组分，以90-160ppm区间的官能团作为惰性组分，计算干酪根样品对应的生油组分含量和惰性组分含量，以生油组分含量和惰性组分含量为指标评价干酪根样品的生烃潜力。
在本步骤中，需要说明的是，如图3所示，通过大量文献调研和实验分析，发现13C核磁谱图上0-25ppm和45-90ppm区间的官能团是以生油为主，25-45ppm区间的官能团以生气为主，90-160ppm区间的官能团主要为惰质组分。因而，本步骤中，以0-25ppm和45-90ppm区间的官能团作为生油组分，以90-160ppm区间的官能团作为惰性组分，进而根据核磁谱图计算其含量，以生油组分含量和惰性组分含量为指标评价干酪根样品的生烃潜力，实现了从微观分子角度对干酪根生烃潜力的评价，而且该评价方法不受人为因素的影响，评价结果更准确。
本发明基于干酪根生烃潜力与生油组分和惰性组分的含量关系，建立了干酪根生烃潜力的优选评价标准，所述生烃潜力评价的标准为：若fo≤22％且fa≥35％，则干酪根不具有生烃潜力；若22％<fo<24％且31％≤fa<35％，则干酪根的生烃潜力差；若24％≤fo≤27％且29％≤fa<31％，则干酪根的生烃潜力中等；若fo>27％且fa<29％，则干酪根的生烃潜力好；其中，fo为生油组分含量，fa为惰性组分含量。需要说明的，判断干酪根生烃潜力时，还要考虑岩相和岩性，通常岩相为河流相，岩性为红色泥岩为主时，干酪根不具有生烃潜力；岩相为浅湖-滨湖相，岩性为灰绿色泥岩为主时，干酪根的生烃潜力差；岩相为浅湖-半深湖相，岩性为灰色泥岩为主时，干酪根的生烃潜力中等；岩相为半深湖-深湖相，岩性为深灰色黑色泥岩为主时，干酪根的生烃潜力好。
从本质上来说，干酪根向油气转化是一个去氧、加氢、富集碳的过程，干酪根的化学结构组成是决定干酪根类型、成熟度、生烃潜力的最本质因素。本发明提供的上述陆相干酪根的评价方法中，首先利用13C核磁共振检测的方法，在不破坏干酪根结构的前提下获取干酪根的碳骨架和官能团信息，进而依据13C核磁谱图提供的化学信息，从微观分子角度对干酪根类型、成熟度和生烃潜力进行评价，其评价结果准确、可靠，且适用范围广泛。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的陆相干酪根的评价方法，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
S1样品采集和预处理：选择东濮凹陷古近系干酪根样品作为本次实验的样品，共采集了10个井中的干酪根样品，并将干酪根样品粉碎至200目以上。东濮凹陷是一个油气丰富的典型盐湖油气聚集区，其主力烃源岩层为沙三、沙四段，其油气普遍呈现多元混合的特点。
S2结构分析：对上述预处理后的干酪根样品进行13C核磁共振检测，获得13C核磁谱图。
13C核磁共振检测在布鲁克400MHz型的交叉极化魔角旋转固体核磁共振谱仪上进行，具体操作为：将干酪根样品放入旋转管中进行魔角磁旋，将魔角磁旋后的样品放入布鲁克400MHz超导核磁仪中进行固体13C核磁共振检测实验。上述检测时的参数条件为：选择BBO探头，采用交叉极化技术，13C的检测共振频率为100.613MHz，采样时间为5.12μs，谱宽为100kHz，魔角磁旋转速为5000Hz，旋转时间为一天，脉冲时间为11μs，循环延迟时间为1s，扫描次数为4096。
以一个井中的干酪根样品为代表，其13C核磁谱图如图2所示，其余谱图不作一一展示。基于东濮凹陷古近系干酪根样品的13C核磁谱图，统计其结构组成数据如表2所示。
表2东濮凹陷古近系干酪根样品的统计数据表
S3类型评价：根据表2中干酪根样品的结构组成数据，计算获得干酪根样品对应的脂肪度和芳香度，以脂肪度和芳香度为指标评价干酪根样品的类型，评价结果如表2所示。所述类型评价的标准为：若fal≥70％且far≤25％，则干酪根样品为Ⅰ型；若62％≤fal<70％且25％<far≤30％，则干酪根样品为Ⅱ1型；若60％≤fal<62％且30％<far<35％，则干酪根样品为Ⅱ2型；若fal<60％且far≥35％，则干酪根样品为Ⅲ型；其中，fal为脂肪度，far为芳香度。
采用现有Rock-Eval热解特征分类方法对上述评价结果进行验证，由图4和图5可见，本发明提供的陆相干酪根的评价方法中，其针对干酪根类型的评价结果与采用现有Rock-Eval热解特征分类方法获得的评价结果具有较好的相关性，这证实了本发明提供的陆相干酪根的评价方法评价干酪根类型的科学性和精确性。
S4成熟度评价：根据表2中干酪根样品的结构组成数据，计算干酪根样品对应的FAA值和FCH3值，以FAA值和FCH3值为指标评价干酪根样品的成熟度，其中，FAA值为含有取代基的芳香碳含量，FCH3值为脂肪族碳中甲基碳占比，评价结果如表2所示。所述成熟度评价的标准为：若FAA≥47.5％且FCH3≥32％，则干酪根未熟；若FAA<47.5％且FCH3<32％，则干酪根成熟。
采用现有Rock-Eval热解特征分类方法对上述评价结果进行验证，由图6和图7可见，本发明提供的陆相干酪根的评价方法中，其针对干酪根成熟度的评价结果与采用现有Rock-Eval热解特征分类方法获得的评价结果具有较好的相关性，这证实了本发明提供的陆相干酪根的评价方法评价干酪根成熟度的科学性和精确性。
S5生烃潜力评价：根据东濮凹陷古近系干酪根样品的13C核磁谱图，以0-25ppm和45-90ppm区间的官能团作为生油组分，以90-160ppm区间的官能团作为惰性组分，计算干酪根样品对应的生油组分含量和惰性组分含量，以生油组分含量和惰性组分含量为指标评价干酪根样品的生烃潜力，评价结果如表2所示。所述生烃潜力评价的标准为：若fo≤22％且fa≥35％，则干酪根不具有生烃潜力；若22％<fo<24％且31％≤fa<35％，则干酪根的生烃潜力差；若24％≤fo≤27％且29％≤fa<31％，则干酪根的生烃潜力中等；若fo>27％且fa<29％，则干酪根的生烃潜力好；其中，fo为生油组分含量，fa为惰性组分含量。
采用现有TOC法对上述评价结果进行验证，由图8和图9可见，本发明提供的陆相干酪根的评价方法中，其针对干酪根生烃潜力的评价结果与采用现有TOC法获得的评价结果具有较好的相关性，这证实了本发明提供的陆相干酪根的评价方法评价干酪根生烃潜力的科学性和精确性。
Claims (5)
1.一种陆相干酪根的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
样品采集和预处理：采集研究区干酪根样品，对干酪根样品进行粉碎；
结构分析：对预处理后的干酪根样品进行13C核磁共振检测，获得13C核磁谱图；
类型评价：根据13C核磁谱图，计算获得干酪根样品对应的脂肪度和芳香度，以脂肪度和芳香度为指标评价干酪根样品的类型；
成熟度评价：根据13C核磁谱图，计算干酪根样品对应的FAA值和FCH3值，以FAA值和FCH3值为指标评价干酪根样品的成熟度，其中，FAA值为含有取代基的芳香碳含量，FCH3值为脂肪族碳中甲基碳占比；
生烃潜力评价：根据13C核磁谱图，以0-25ppm和45-90ppm区间的官能团作为生油组分，以90-160ppm区间的官能团作为惰性组分，计算干酪根样品对应的生油组分含量和惰性组分含量，以生油组分含量和惰性组分含量为指标评价干酪根样品的生烃潜力。
2.根据权利要求1所述的陆相干酪根的评价方法，其特征在于：所述13C核磁共振检测的的具体步骤包括：采用交叉极化魔角旋转固体核磁共振谱仪，选择BBO探头，采用交叉极化技术，13C的检测共振频率为100.613MHz，采样时间为5.12μs，谱宽为100kHz，魔角磁旋转速为5000Hz，旋转时间为一天，脉冲时间为11μs，循环延迟时间为1s，扫描次数为4096。
3.根据权利要求1所述的陆相干酪根的评价方法，其特征在于：所述类型评价的标准为：若fal≥70％且far≤25％，则干酪根样品为Ⅰ型；若62％≤fal<70％且25％<far≤30％，则干酪根样品为Ⅱ1型；若60％≤fal<62％且30％<far<35％，则干酪根样品为Ⅱ2型；若fal<60％且far≥35％，则干酪根样品为Ⅲ型；其中，fal为脂肪度，far为芳香度。
4.根据权利要求1所述的陆相干酪根的评价方法，其特征在于：所述成熟度评价的标准为：若FAA≥47.5％且FCH3≥32％，则干酪根未熟；若FAA<47.5％且FCH3<32％，则干酪根成熟。
5.根据权利要求1所述的陆相干酪根的评价方法，其特征在于：所述生烃潜力评价的标准为：若fo≤22％且fa≥35％，则干酪根不具有生烃潜力；若22％<fo<24％且31％≤fa<35％，则干酪根的生烃潜力差；若24％≤fo≤27％且29％≤fa<31％，则干酪根的生烃潜力中等；若fo>27％且fa<29％，则干酪根的生烃潜力好；其中，fo为生油组分含量，fa为惰性组分含量。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111693525A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-09-22 | 西南石油大学 | 一种烃源岩中固体沥青的识别和定量统计方法 |
| CN112014345A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-01 | 重庆科技学院 | 一种基于ftir分析的干酪根类型划分方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101929960A (zh) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 定量测定烃源岩中干酪根结构组成和成熟度的方法 |
| WO2013148516A1 (en) * | 2012-03-24 | 2013-10-03 | Weatherford/Lamb, Inc. | Nuclear magnetic resonance testing for organics and fluids in source and reservoir rock |
| CN105986815A (zh) * | 2015-02-27 | 2016-10-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于识别页岩地层地质甜点的方法 |
| WO2017019414A1 (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Conocophillips Company | Nmr in kinetics of hydrocarbon generation |
| CN107219244A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-29 | 华东理工大学 | 一种利用固体核磁碳谱检测煤结构参数的定量分析方法 |
| CN108595778A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-28 | 中国石油大学(北京) | 一种页岩复合有机质分子模型的构建方法 |
-
2019
- 2019-04-01 CN CN201910258104.5A patent/CN109959673B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101929960A (zh) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 定量测定烃源岩中干酪根结构组成和成熟度的方法 |
| WO2013148516A1 (en) * | 2012-03-24 | 2013-10-03 | Weatherford/Lamb, Inc. | Nuclear magnetic resonance testing for organics and fluids in source and reservoir rock |
| CN105986815A (zh) * | 2015-02-27 | 2016-10-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于识别页岩地层地质甜点的方法 |
| WO2017019414A1 (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Conocophillips Company | Nmr in kinetics of hydrocarbon generation |
| CN107219244A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-29 | 华东理工大学 | 一种利用固体核磁碳谱检测煤结构参数的定量分析方法 |
| CN108595778A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-28 | 中国石油大学(北京) | 一种页岩复合有机质分子模型的构建方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| QIN KUANGZONG ET AL.: "A new method to estimate the oil and gas potentials of coals and kerogens by solid state I3C NMR spectroscopy", 《ORG. GEOCHEM.》 * |
| 王兆云 程克明: "应用固体13C NMR技术研究碳酸盐烃源岩的生烃潜力和热演化程度", 《石油学报》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111693525A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-09-22 | 西南石油大学 | 一种烃源岩中固体沥青的识别和定量统计方法 |
| CN111693525B (zh) * | 2020-03-02 | 2022-04-08 | 西南石油大学 | 一种烃源岩中固体沥青的识别和定量统计方法 |
| CN112014345A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-01 | 重庆科技学院 | 一种基于ftir分析的干酪根类型划分方法 |
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