[发明专利]一种有机质热成熟度定量表征函数的获取方法以及该函数的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机质热成熟度定量表征函数的获取方法以及该函数的应用，本发明建立在有机质激光拉曼实验及有机质碳分子的一阶振动原理之上，属激光拉曼技术在石油地质领域的应用。

背景技术

镜质组反射率(vRo)是反映烃源岩和煤演化程度比较通用指标，是进行有机质生油气阶段划分的标尺。但这一参数的获取及有效性方面存在2个显著缺陷：(1)无法直接定量表征海相地层成熟度，由于海相沉积地层中普遍缺少镜质体，无法有效测定镜质组反射率；(2)受油浸影响严重，处于大量生油阶段的有机质，由于油浸作用，镜质体反射率普遍偏低，严重偏离实际热演化程度。此外，海侵作用也往往使得镜质体反射率偏低。除了上述2个主要缺点(内因)外，镜质体反射率测定对实验人员要求较高(外因)，需要准确分辨镜下镜质组、惰质组及壳质组。然而对于分散沉积有机质(泥岩、页岩等)，由于有机质碎片较小以及镜质组和惰质组的种类繁多，形态又有交叉，对各显微组分准确识别存在较大困难。上述几个原因也是长期以来一直困扰石油地质家、地球化学家如何准确、有效反映沉积有机质热演化程度的一项国际性难题。

上个世纪八十年代(1980s)以来，激光拉曼光谱在固体碳材料领域得到了广泛应用，主要通过D、G峰特征来研究固体碳材料的结构和性能。九十年代以来众多学者则主要研究D峰的成因以及不同焦炭的结构，同时也发现激光拉曼参数可以反映有机质热演化程度。如胡凯等人(1992，1993)报道了固体有机质拉曼光谱作为地质古温度计方面的应用，研究了在反射率(Rmax)由2.1％～14％的含碳沉积变质岩中拉曼光谱的“G‐D”峰位移差不断减少而“G/D”峰的面积比不断增加的现象；Kelemen等人(2001)和Zeng等人(2007)报道了烟煤与干酪根热演化实验产物拉曼光谱D峰和G峰的位移、峰宽、(D/G)比值的变化与样品热演化程度或实验样品的温度关系，认为碳化物质的拉曼光谱特征可以用作评价退化作用阶段(catagenesisstage)到变质作用阶段有机质的热演化程度，但尚未提供具体评价指标。刘德汉等人(2014)报道了煤及固体沥青拉曼光谱特征，并采用D峰与G峰间位移差(即，G_location‐D_location)来表征成熟至高成熟阶段热演化程度，采用峰高比(即D_hight/G_hight)来反映过成熟至粒状石墨化以前的碳化固体有机质样品的热演化程度；该方法需要预先对样品的热演化程度进行一定的预判且其对低成熟样品的热演化程度表征存在一定的困难。

综上，用于反映沉积有机质热演化程度的常规镜质组反射率存在一定的局限性，而有机质激光拉曼光谱也可以反映沉积有机质热演化程度，且已有一些初步探讨，但尚未建立有机质激光拉曼光谱参数与沉积有机质热演化程度(涵盖镜质体、惰质体反射率)的定量关系。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足提供一种有机质热成熟度定量表征方法，实现对有机质成熟度表征。

本发明一种有机质热成熟度定量表征函数的获取方法，包括以下步骤：

步骤一

取m个陆相地层烃源岩样品为标样，对这m个标样进行编号，依次计为标样1、标样2、…标样i、…标样m；

步骤二

取标样1，并在标样1上选定1个扫描点，对该扫描点进行激光拉曼扫描，得到标样该扫描点的原始激光拉曼光谱图；所述标样该扫描点的原始激光拉曼光谱图具有原始D峰和原始G峰；所述原始D峰峰尖的横坐标A位于1000‐1500cm^‐1之间，所述原始G峰峰尖的横坐标B位于1500‐2000cm^‐1之间，且B的数值大于A的数值；激光拉曼扫描时其条件参数为：

激光的波长为A1nm、激光的功率为A2mW、曝光时间为A3s、扫描波数范围为500～2000cm^‐1；

步骤三

扣除标样1该扫描点原始激光拉曼光谱图的背景，得到标样该点扣除背景后的激光拉曼光谱图，然后采用Lorentzian公式对标样1该点扣除背景后的激光拉曼光谱图中的D峰、G峰分别进行拟合；得到标样1该点扣除背景后的激光拉曼光谱图中D峰的拟合函数以及得到标样1该点扣除背景后的激光拉曼光谱图中G峰的拟合函数；

标样1该点扣除背景后的激光拉曼光谱图中D峰的拟合函数的图形中，横坐标为拉曼位移、其取值范围为500～2500cm^‐1，纵坐标为强度，单位为无量纲；