古生界干酪根热演化模拟实验

我国南方下古生界页岩中有着丰富的页岩气资源,但因其时代老,成熟度高,且缺乏镜质体,其有机质热演化程度评价成为一个技术难题,对相关页岩气地质研究造成困扰。已有研究表明,干酪根H/C原子比和O/C原子比会随着有机质热演化程度的增加呈现规律性变化,但是对于缺乏镜质体的下古生界干酪根,以及高过成熟阶段干酪根却鲜有研究,其元素演化规律如何?其元素组成与镜质体反射率之间是否存在明确的定量关系?值得研究。为此,针对二叠系大隆组的泥岩和蓟县系洪水庄组页岩,在350～550℃温度范围内开展了系列干酪根热演化模拟实验,测定了各模拟实验温度下所得干酪根的镜质体反射率(R_O)和C、H、O元素组成,发现干酪根H/C原子比和O/C原子比与有机质成熟度之间具有高度的统计学相关关系。结果显示:①在开展烃源岩演化热模拟实验时,对于在泥盆纪以前沉积缺乏镜质体的烃源岩样品而言,利用与烃源岩样品镜质体反射率R_O值相近的煤样来标定样品热演化进程的方法是可行的;②在热演化进程中,干酪根的H/C、O/C原子比值均会随着有机质成熟度的增加发生规律性的变化,不同类型干酪根的H/C原子比值表现出沿相同路径不断降低的演化特征,而O/C原子比值表现出沿不同路径不断降低但最终趋同的演化特征;③实验中涉及的3种类型干酪根的H/C、O/C原子比(R_(H/C)和R_(O/C))与用镜质体反射率R_O(%)所表征的有机质热演化程度之间均体现同一规律,并存在良好的数学相关关系,可以表达为LgR_O=-0.133 1-1.190 5 LgR_(H/C)-0.054 4LgR_(O/C),适用于该实验中涉及的3种类型干酪根,适用RO值范围为0.6%～3.5%。