[发明专利]用于定量岩石样品中黄铁矿硫和有机硫的方法

说明书

岩石样品在惰性气氛中经受加热过程，由该加热产生的流出物被氧化，对所释放的基于烃的化合物、CO、COsubgt;2/subgt;和SOsubgt;2/subgt;进行测量，并由此推断出热解黄铁矿硫含量。然后由在惰性气氛中加热所获得的残余物在氧化气氛中加热，并对所释放的CO和COsubgt;2/subgt;进行测量。至少根据热解黄铁矿硫含量和参数来确定热解硫含量，所述参数是样品有机物质的氧含量和氢含量的函数。还可以根据黄铁矿硫含量和在氧化气氛中的加热过程期间的SOsubgt;2/subgt;测量来确定有机硫含量。

技术领域

本发明涉及石油工业技术领域，并且更具体地涉及勘探和开发其中捕获有烃的地质构造的领域。

更具体地说，本发明涉及对存在于沉积岩中的硫进行表征和定量，所述沉积岩为例如富含有机物质的海成粘土。

背景技术

为了满足不断增长的能源需求，石油工业越来越多地致力于非常规原油的生产，所述非常规原油的含硫量高于常规油。然而，非常规原油的硫含量以及其含有的含硫有机化合物的类型是这种油和由其衍生的精炼产品的质量的关键参数。此外，法规规定由精炼衍生的产品的硫含量越来越低。因此，重要的是知道如何能够精确地表征和定量这些含硫原油来源的岩石中存在的硫。

在生油岩(oil source rock)的情况中，两种主要的含硫化合物是有机硫和黄铁矿硫。有机硫的定量独立于黄铁矿硫，在石油勘探中非常重要，因为它可以使人们准确地知道与烃源岩中有机物质相关的硫的量，这是由这些烃源岩产生的油中所存在的硫的来源。特别是，黄铁矿硫和有机硫的分开定量使得可以：

-表征烃源岩的有机物质类型并预测烃源岩所产生的油的有关其硫含量的质量：实际上，烃源岩的有机物质类型的表征通常是根据该有机物质的关于碳(C)、氢(H)和氧(O)的元素含量的函数进行的。通过显示出氢/碳(H/C)原子比是氧/碳(O/C)原子比的函数的常规范克雷维伦图(Van Krevelen diagram)进行该有机物质类型的常规表征。因为有机物质产生石油的潜力取决其于H、C和O组成，该图允许根据其石油潜力区分三种有机物质类型。实际上，该图可与有机物质的来源和沉积环境相关。通常，区分湖泊型(I型)、海洋型(II型)和陆地型(III型)的有机物质。有机物质中硫的定量与黄铁矿中的硫(或黄铁矿硫)无关，其提供了另外的参数，使得能够更精细地表征有机物质类型，并因此更精细地表征其沉积环境以及其可以产生的石油的类型。这种更精细的表征用扩充的三维范克雷维伦图进行：H/C是O/C和S^有机/C的函数，其中，S^有机是有机硫的含量。该扩充的图可以更精细地区分各种有机物质类型，特别是鉴别IS和IIS型有机物质，所述IS和IIS型有机物质具有与I型和II型相同的来源但含有硫，并且可能在缺氧或静海环境中沉积。这种硫的存在也表明从该有机物质裂解中获得的石油将具有更高的硫含量。通常，涉及烃源岩的有机物质类型的信息提供了关于烃源岩产生石油的潜力的信息和关于预期的石油质量的信息，特别是关于其硫含量的信息；

-提供除生油岩对比之外的参数：实际上，生油岩对比是本领域技术人员为评估石油系统而必须进行的非常重要的研究。其包括在储层(reservoir)中包含的石油与产生这些石油的烃源岩之间建立联系。人们知道含有富含硫的有机物质的烃源岩裂解导致形成了同样富含硫的石油和气体，因此一种对有机物质中存在的硫(与黄铁矿中的硫无关)进行定量的方法提供了生油岩对比的关键参数。

现有技术

以下文献将会在后续说明中进行引用：

Acholla，F.V.，Orr，W.L.，1993，《从油母岩中去除黄铁矿而不改变有机物质：氯化亚铬法》(Pyrite removal from kerogen without altering organic matter:Thechromous chloride method)，《能源燃料》(Energy Fuels)7，406-410。