СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО КИНЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА РЕАКЦИЙ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА НЕФТЕГАЗОМАТЕРИНСКИХ ПОРОД

1. Способ определения компонентного состава и динамики генерации углеводородов (УВ) в катагенезе нефтегазоматеринских пород, содержащий последовательные этапы, на которых выполняют следующие операции: 1) отбирают пробы осадочных горных пород в исследуемых геологических структурах, 2) производят измерения параметров генерации компонентов углеводородов совокупности проб, 3) обрабатывают данные этих измерений и 4) выполняют анализ и интерпретацию данных с целью вынесения суждения о нефтегазоносности исследуемых геологических структур, причем этапы 1) - 4) производят в несколько подэтапов, отличающийся тем, что
на этапе 1):
1.1) отбирают пробы пород нефтегазоматеринских свит осадочно-породных бассейнов в поисковых маршрутах, из керна поисковых скважин и коллекций;
1.2) для этапа 2) используют навески массой 10-20 мг дробленой породы с фракцией 0,25-0,40 мм;
на этапе 2) используют технологию пиролитической газовой хроматографии, включающую подэтапы:
2.1) проводят предварительную дебитуминизацию проб посредством нагрева при температуре 300°С в течение 15 мин;
2.2) нагревают пробу, помещенную в открытую проточную газом-носителем кварцевую капсулу, находящуюся в пиролитической ячейке, при этом прогрев пробы в течении 180-420 с повторяют при 25-30 значениях температуры, которую ступенчато повышают в интервале от 300°С до 800°С;
к
2.3) в хроматографической колонке газового хроматографа, соединенной с открытой кварцевой капсулой, разделяют компоненты С углеводородных (УВ) продуктов пиролиза и путем абсолютной градулировки определяют их количественный состав в пламени детектора ионизации в зависимости от температуры и длительности процесса пиролиза;
на этапе 3) обработки данных измерений реализуют следующие операции:
i
к
i
i
i
3.1) в процессе пиролиза формируют совокупность измеренных данных о выходе X компонентов С УВ-продуктов (в мг на 1 г пробы) в i-тые моменты времени t, соотнесенные различным значениям температуры T (t) в интервале нагревания от 300°С до 800°С в соответствии с конкатенацией
i
i
i
T(t) → X;
i
i
i
i
3.2) определяют значения энергии активации Е в процессе генерации нефти и газа в зависимости от температуры Т (t) и времени t
i
i
i
i
E = E (T, t);
к
i
3.3) посредством компьютерной программы строят диаграммы многокомпонентного кинетического спектра реакции преобразования керогена пробы в виде распределения интегрального выхода X (%) компонентов С УВ-продуктов от энергии активации E
i
к
X = X (E, С);
3.4) кинетические спектры проб породы исследуемой свиты в графическом и табличном виде, а также индекс трансформации органического вещества (зависимость степени преобразованности органического вещества от температуры) заносят в банк данных для дальнейшего анализа и интерпретации;
на этапе 4) анализа и интерпретации данных геохимических исследований, проведенных на этапах 1) - 3):
4.1) определяют состав УВ-компонентов (соотношения нефть/газ, легкая/тяжелая нефть, жирный/сухой газ) и динамику катагенеза (степень преобразованности);
4.2) проводят оценку генерационного потенциала нефтегазоматеринской породы исследуемого бассейна;
4.3) выполняют бассейновое моделирование УВ-систем;
4.4) оценивают и планируют перспективные геологоразведочные работы и размещение поисковых и разведочных скважин;
4.5) формируют библиотеку восстановленных кинетических спектров по генетическому типу нефтегазоматеринских свит территории и акватории России и других стран.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе 3) обработки данных измерений расчет параметров и построение кинетических спектров проводят в соответствии с выражениями
i
i
K(t) = A exp[-E/RT(t)],
i
-1
где K(t) - скорость химической реакции на момент t, с;
⋅
14
-1
А - предэкспотенциальный фактор (А = 210с);
i
Е - энергия активации, ккал/моль;
-1
-1
R - универсальная газовая постоянная (R = 8,314 Дж⋅моль⋅К);
T(t) - температура на момент t, К;
i
i
TR(t) - степень преобразованности органического вещества для данной E на момент t;
oi
X - выход УВ-компонента при пиролизе при температуре T(t) на момент t, мг на г породы (или % от общего выхода УВ-компонента при использовании относительных масс);
dt - длительность реакции, с.
к
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапах 2) и 3) в качестве разделяемых при пиролизе компонентов С УВ-продуктов принимают:
1
2
5
6
14
15
компонент 1: C - сухой газ, метан; компонент 2: С - С - жирный газ, все углеводороды (предельные и непредельные) с количеством атомов углерода в молекуле от 2 до 5; компонент 3: С - С - легкая нефть, все углеводороды (предельные и непредельные, в том числе циклические) с количеством атомов углерода в молекуле от 6 до 14; компонент 4: С + - тяжелая нефть, все углеводороды (предельные и непредельные, в том числе циклические) с количеством атомов углерода в молекуле больше 15.
к
15
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что открытую проточную газом-носителем кварцевую капсулу выполняют с элементами закрытой системы пиролиза, перекрывающими нижнее и верхнее отверстия в кварцевой капсуле мембранами из кварцевой термостойкой ваты, задерживающими тяжелые продукты пиролиза (с С выше С), подвергаемые в дальнейшем вторичному крекингу.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве газа-носителя применяют инертный газ азот, который подают непрерывно с постоянной скоростью 60 мл в мин.