基于激光拉曼和傅里叶变换质谱实验的高—过成熟有机质特征评价

作者：王义凤; 谢林丰; 李剑; 韩双彪^*; 乔钰; 王缙; 杨春龙; 谢增业

来源：天然气工业, 2023, 43(11): 83-99.

• 激光拉曼光谱
• 傅里叶变换离子回旋共振质谱
• 高—过成熟烃源岩
• 分子化合物
• 有机质特征

如何准确评价沉积有机质特征是油气资源勘探开发工作的关键问题之一，勘探开发实践证实高—过成熟有机质特征评价尤其困难。为此，以松辽盆地下白垩统沙河子组、四川盆地下志留统龙马溪组和下寒武统筇竹寺组烃源岩为研究对象，运用激光拉曼和傅里叶变换质谱等方法对烃源岩样品进行了有机质特征评价，开展了超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)实验，并从分子角度讨论了有机质热演化特征，计算了烃源岩样品的成熟度评价指标(MAT)，表征了有机质分子化合物相对含量动态变化规律，实现了可连续量化的有机质成熟度评价。研究结果表明：(1)松辽盆地沙河子组、四川盆地龙马溪组和筇竹寺组烃源岩的有机质具有良好的生油气潜力，镜质体反射率(Ro)大于1.30%，有机质的热演化程度为高—过成熟；(2)松辽盆地沙河子组烃源岩有机质化合物以碳氢类型为主，四川盆地龙马溪组和筇竹寺组以硫化合物和氧化合物为主，碳氢化合物、N1、O1、S1化合物的单同位素离子总丰度呈现出随成熟度的增加而降低的趋势；(3)在Ro=0～2.50%、岩石热解高峰温度(Tmax)介于420～600℃时，烃源岩的MAT与成熟度正相关，而当Ro>2.50%、Tmax>600℃时，MAT出现逐渐下降的现象，该现象可能与有机质分子化合物的热稳定性和沥青、石墨的生成有关；(4)激光拉曼光谱实验结果证实了基于FT-ICR MS的成熟度指标化合物中芳香环增加的现象。结论认为，激光拉曼和傅里叶变换质谱从不同角度揭示了热演化过程中有机质的结构变化，为高—过成熟烃源岩的有机质特征评价提供了启示。

• 单位
  中国石油勘探开发研究院; 中国矿业大学（北京）