Способ определения степени катагенеза органического вещества

Способ определения степени катагенеза органического вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е

ИЗОВРЕ7ЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 20. 08. 81 (21) 3334478/18-25 (51)M. Кл.

01 N 33/24 с присоединением заявки РЙГосударственный комитет (23) ПриоритетОпубликовано 28. 02. 83. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28. 02. 83 ав делам лобретеиий и открытий (53) УДК 550. 84 (088. 8) (72) Автор изобретения

В. И. Ручнов

8сесоюэный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ КАТАГЕНЕЗА

ОРГАНИЧЕСКОГО BEgECTBA

Изобретение относится к способам определения степени катагенеза (метаморфизма, углефикации, карбонизации) органического вещества осадочных пород, углей, горючих сланцев и может быть использовано при поисках и раз5 ведке месторождений этих полезных ископаемых, а также месторождений нефти и газа.

Известен способ определения степе-, ни катагенеза органического вещества углей и рассеянных в породах углистых включений, основанный на измерении показателя отражательной способности витринита углей, углистых включений пород (1).

Однако этот способ имеет ограниченное применение, связанное с редким распространением углистых включений в породах, и неприменим для древних щ (додевонских) толц.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения степени катагенеэа органического вещества по2 род, состоящий в отборе образцов осадочных пород, выделении из них органического вещества химическим способом без значительного его окисления, микроскопическом его изучении в палинологических слайдах (препарате органического вещества) между предметным и покровным стеклами с выбором (визуальным выделением) в каждом образце пород определенного морфологического типа палиноморф (спор, пыльцы), микрофотометрическом измерении их коэффициента пропускания, определении среднего его значения для каждого образца, оценки дифференциального индекса катагенеза, равного отношению приращения коэффициентов пропускания к приращению глубин между двумя отобранными через определенные интервалы образцами пород в скважине, нанесению на карту величин дифференциального индекса катагенеза с выделением аномальных зон, благоприятных для поисковоразведочных работ в данном регионе1 2).

3 1000908 пыльцы, существенными вариациями коэф-1О с необходимостью проведения большего 15 числа измерений коэффициента пропуска20

25 тью способа и неприменимостью его для 50 толщ, лишенных приемлемых для определения видов спор и пыльцы и для

Цель изобретения — повышение эффек-З5 тивности и точности определения степени катагенеза органического вещества путем обеспечения единства ее измерения в отложениях от докембрийских до современных.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему отбор проб образцов осадочных пород, Недостатками указанного способа являются отсутствие единства измерения ступени катагенеза органического вещества в породах разного возраста, низкая эффективность и точность определений степени катагенеза, обусловленные отсутствием количественных критериев выбора определенного (стандартного) морфологического типа спор и фициентов пропускания спор и пыльцы как одного, так и различных видов от их толщины и,морфологического строения, трудоемкостью способа, связанной ния спор и пыльцы (не менее 30), неоднозначностью, невозможностью определения степени катагенеэа по единичным измерениям, Heñoïîñòàвимостью результатов определений стадии катагенеза, проведенных в разновозрастных отложениях и разных регионах из-за необходимости выбора s каждом регионе и для каждых новых отложений своего определенного (стандартного) морфологического типа палиноморф, имеющего другую толщину и другие коэффициенты пропускания, неуниверсальносдревних (додевонских) толщ, в которых споры и пыльца не встречаются. выделение из них органического вещества, микроскопическое его изучение и микрофотометрическое измерение коэффициента пропускания, выделяют синхронные изучаемым и эталонным образцам пород микрофитофоссилии, имеющие спорополениновую оболочку, определяют их толщину в месте измерения коэффициента пропускания, для исследуемого и эталбнного образцов определяют логарифмические показатели поглощения микрофитофоссилий или коэффициенты пропускания микрофитофоссилий, имеющих толщину 1,3- 1,7 мкм, сопоставляют логарифмические показатели погло45

55 щения микрофитофосс илий исследуемых образцов с логарифмическими показателями поглощения микрофитофоссилий эталонных образцов или сопоставляют соответствующие коэффициенты пропускания микрофитофоссилий исследуемых образцов с соответствующими коэффициентами пропускания микрофитофоссилий

3 эталонных образцов и на основании результатов этих сопоставлений определяют степень катагенеза исследуемых образцов пород.

Способ определения степени катагенеза основан на том, что микрофито— фоссилии, имеющие спорополениновую оболочку (акритархи, споры, пыльца, некоторые виды водорослей, колонии бактерий и грибов) широко встречаются в отложениях от докембрийских до современных, В процессе катагенеза органического вещества у микрофитофоссилий, являющихся составной частью органического вещества пород, изменяется зависящий от толщины микрофитофоссилий и варьирующий как у одного, так и у различных видов микрофитофоссилий коэффициент пропускания. Использование в связи с этим коэффициента пропускания, измеренного для микрофитофоссилий или их локальных участков без точного знания их толщины, дает неоднозначные результаты, приводит к отсутствию единства, несопоставимости измерений, к существенным погрешностям (особенно систематическим) определения степени катагенеза. Эти недостатки исключаются при измерении толщины микрофитофоссилий и определении логарифмического показателя поглощения или коэффициентов пропускания микрофитофоссилий, имеющих толщину 1,31,7 мкм. После проведения этих измерений в исследуемом и эталонном образцах пород степень катагенеза исследуемого образца определяется путем сопоставления соответствующих показателей или коэффициентов. !

Способ осуществляется следующим образом.

В отобранных образцах осадочных пород проводят мацерацию (выделение) органического вещества по палинологической методике, не изменяющей оптических свойств микрофитофоссилий (например, плавиковой кислотой).

Выделенный органический осадок помещают на предметное стекло и под микроскопом выбирают синхронные. данным

19 TS

S 1000 отложениям микрофитофоссилии, имеющие спорополениновую оболочку (акритархи, некоторые виды водорослей, споры и пыльца, колонии бактерий и грибов).

С помощью микроскопа-фотометра (нап- 5 ример, микроскопа типа ПОЛАМ P-311, фотометрическая приставка типа ФМЭЛ1) на локальных площадках микрофитофоссилий измеряют значения коэффициента пропускания с одновременным on- 1© ределением в месте его измерения толщины микрофитофоссилий с помощью окуляра-микрометра или интерференционного микроскопа. По полученным данным определяют логарифмический показатель 1 поглощения микрофитофоссилий по формуле

20 где LAS — логарифмический показатель поглощения микрофитофоссилий;

TS — коэффициент пропускания микрофитофоссилий, измеряемыйИ на микроскопе-фотометра и равный отношению интенсивности света, прошедшего через локальный участок микрофитофоссилий, к интенсив- ур ности света, прошедшего через участок предметного стекла или палинологического препарата, не содержащего никаких частиц (чистый участок);

h — толщина микрофитофоссилии в месте измерения показателя пропускания, мкм.

Степень катагенеза искомого образца определяют путем сопоставления логарифмических показателей поглощения микрофитофоссилий искомого образца и эталонного образца с известной степенью катагенеза, например по отражательной способности витринита или по шкале катагенеза, полученной путем корреляции оптических свойств микрофитофоссилий и витринита.

Определения степени катагенеза моS0 гут быть проведены также путем измерения коэффициента пропускания микрофитофоссилий или их локальных участков, имеющих толщину 1,3-1,7 мкм.

Эти ограничения толщины приняты в качестве стандартных на основании многочисленных (более 10000) статических исследований микрофитофоссилий отложений от докембрийских до совре908 4 менных. При этом установлено, что практически в любом образце осадочных пород можно найти микрофитофоссилии или локальную зону в их пределах с толщиной, близкой к "стандартной" (l,3- 1,6 мкм). Этот диапазон выбран исходя из принятия средней величины толщины микрофитофоосилии равной

l,5 мкм и максимальной погрешности измерения толщины окуляром-микрометром +0,2 мкм. Приведенные сопоставле ния коэффициентов пропускания "стандартных " микрофитофоссилий и показателя отражательной способности витринита, измеренных в одних образцах пород в диапазоне градаций катагенеза от ПК до МК> (от бурых до отощенно спекающихся углей), показали, что между ними существует высокая степень корреляции (г=0,9) °

Измерение толщины микрофитофоссилий можно проводить как с помощью окулярного микрометра, так и на интерференционном микроскопе в проходящем свете по следующей формуле: !

Ь

h=----- (2)

И„- 1 где h - толщина микрофитофоссилий; разность хода лучей;

n — показатель преломления микрофитофоссилии (определенный, например; иммерсионным методом), или по следующей формуле:

Ьг

h =-------, (3) по 1 где h - показатель преломления цапонового лака, с помощью которого копируют {делают слепок) микрофитофоссилии и по которому определяют разность хода лучейД .

8 таблице приведены результаты исследования оптических свойств пыльцевых зерен Czassopollis, выделенных из юрских осадочных пород при бурении скважины Юбилейная (Западное Предкавказье) с глубины 4,5 км (TS — коэффициент пропускания, h — толщина зерна пыльцы, LAS - логарифмический показатель поглощения).

Средние значения: TS=253; LAS=

=0,44 ; Т5 †. 223.

Щ

Относительная погрешность определения: Д Т5=483; д LAS=4,53; С1 TS=181.

Из таблицы видно, что коэффициенты пропускания (TS) даже гладкого и просто построенного пыльцевого зер1000908

tN TS,, h, L AS, 1 пп мкм мкм

1 20 1,6 0,44 12 35 1,0 0,46

2 25 1,4 0,44 13 22 1,5 0,44

3 16 1,8 0,44 14 30 1,2 0,44

4 22 1,5 0,44 15 20 1,6 0,44

5 20 1 6 0 44 16 25 1 4 0 43

6 26 1 3 0 45 17 20 1 6 0 44

7 25 1 4 0 43 18 22 1 5 0 44

8 32 1,1 0,45 19 23 1,5 0,44

9 18 1,7 0,44 20 27 1,3 0,44

10 22 1,5 0,44 21 13 2,0 0,.44

22 1,5 0,44 22 20 1,6 0,44

Формула изобретения на CL assopo11is существенно варьируют в зависимости от толщины оболочки, в то время как логарифмический показатель поглощения (LAS) в пределах точности измерений практически не зависит от толщины. Так, при среднем значении TS=254 из 22 измерений отдельные значения TS варьируют от 13 до 35 с относительной погрешностью равной 48 . При этом величина LAS только в единичных случаях отклонилась на 0,01-0,03 мкм"" от среднего значения 0,44 мкм ", а относительная погрешность составила 4,53. Меньшей по сравнению с измерениями TS без тол-15 щины вариацией.и погрешностью характеризуются измерения TS, с нормированной толщиной (1, 3-1, 7 мкм) . Относительная погрешность составляет 18 и 10 ; (см. таблицу). Отсюда видно, что опре ?В деление степени кат0генеза может быть выполнено с помощью единичного определения показателя LAS или TS микрофитофоссилий с толщиной 1,3- 1,7 мкм, в то

-- †-т-- — — — — г

Ю TS, 3 h, LAS, пп мкм мкм 55

Способ определения степени катагенеза органического вещества пород, включающий отбор образцов осадочных

Э пород, выделение из них органическовремя как единичные измерения TS без знания и нормирования толщины дают неоднозначные результаты определения степени катагенеэа.

В качестве эталонных образцов пород с известной степенью катагенеза выбирают образцы осадочных пород, содержащие углистые включения и микрофитофоссилии, имеющие спорополениновую оболочку. В нашем примере сопоставление LAS исследуемого образца и эталонного образца, в котором были известны значения отражательной сгособности витринита, позволило определить степень катагенеза исследуемого

Образца, отвечающую рубежу градаций

МКэ/МК катагенеза (граница жирных коксовых углей), Предлагаемым способом проведено более 10000 измерений для определения степени катагенеза органического вещества отложений от докембрийских до современных в разных нефтегазоносных бассейнах СССР. го вещества, микроскопическое его изучение и микрофотометрическое измерение коэффициента пропускания, о т л v;— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности и точное и определения степени катагенеза органиСоставитель A. Петраш

Редактор С. Пекарь Техред К.Иыцьо Кор ректор Н . Корол b

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1370/46

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 10 чес ко го вещества путем обеспечения единства ее измерения в отложениях от докембрийских до современных, выделяют синхронные изучаемым и эталонным образцам пород микрофитофоссилии, имеющие спорополениновую оболочку, определяют их толщину в месте измерения коэффициента пропускания, определяют для исследуемых и эталонных образцов логарифмические показатели поглощения микрофитофоссилий или коэф" фициенты пропускания микрофитофоссилий, имеющих толщину 1,3-1,7 мкм, сопоставляют логарифмические показатели поглощения микрофитофоссилий исследуемых образцов с логарифмически00908 10 ми показателями поглощения микрофитофоссилий .эталоннных образцов или сопоставляют соответствующие коэффициенты пропускания микрофитофоссилий. исследуемых образцов с соответствующими коэффициентами пропускания микрофитофоссилий эталонных образцов и на основании результатов этих сопоставлений определяют степень катагенеза исследуемых образцов пород.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

ГОСТ 21489-76, ГОСТ 12113-77.

2. Патент США 11 4093420, кл. С О1 и 33/24, опублик. 1978 прототип} .