徐耀辉教授团队在页岩含油性精准评价方面取得最新成果

（严刚/文）近日，我院徐耀辉教授团队在地学权威期刊《Geoscience Frontiers》上发表了关于页岩含油性精准评价新方法的最新研究成果。

目前，页岩含油性评价的常规方法热解S₁法存在明显不足。S₁定义为岩石中的游离烃/残留烃含量，是已经生成尚残留在岩石中的烃类含量。S₁由岩石热解仪(Rock-Eval)分析得到，为岩样加热到不超过300℃时挥发出的烃含量，基本上是C_7-33的烃。然而，通常进行热解分析所用的岩石样品往往在岩心库中静置了很长时间，其中的轻烃(C_6-13)绝大部分已损失殆尽。或者在碎样过程中，这部分轻烃也大部分散失，这都将严重影响页岩含油性评价结果的准确性。

为此，徐耀辉教授团队联合苏州冠德能源科技有限公司建立了一套现场冷冻取样-低温密闭研磨-多温阶热释-组分分析一体化泥页岩含油性检测分析方法，能最大限度减少样品处理过程中轻组分散失对页岩含油性评价结果的影响，提供更为精准的页岩含油性参数。该方法相较于常规热解S₁法而言，将分析测试设备从实验室内挪到了钻井现场，对新钻取页岩样品进行及时取样，在密闭研磨罐中进行快速冷冻，并在样品研磨过程中保持研磨罐的低温状态，且在研磨结束后直接将罐体转移到检测系统中，最大可能的保留了轻烃组分（图1）。

图1 常规热解S₁法与多温阶热释法的实验流程和升温程序对比

在该方法中，采用了更精细的升温程序划分：前3分钟保持通氮气，但程序不升温，罐体保持低温状态，此时检测器检测的烃类化合物为游离气态烃（Sg）；随后温度快速升温到90℃，并保持5分钟，这个过程中检测器检测到的是轻烃组分（S₀1）；最后温度快速升温到300℃，并保持15分钟，这个过程中检测器检测到的是游离油组分（S₁）。游离气态烃（Sg）、轻烃组分（S₀1）、游离油组分（S₁）三者相加之和才是泥页岩真正的含油率。这个数据相较于常规的热解参数S₁而言，前两者在以往的页岩油含油性评价过程中被明显的忽略了，且这两个组分的散失对最终含油性结果的影响与样品的TOC值息息相关。TOC越低，轻组分的散失对页岩含油性评价结果影响越大（图2）。

图2 轻组分在整个页岩含油性中的占比与TOC值的关系

总之，该项研究成果不仅为页岩的含油性精准评价提供了一个技术参考和指引，文中通过GC、GC-MS和微米CT等手段对不同温度热释烃的组分和赋存状态的剖析对于页岩油的勘探开发具有重要的理论价值。

该论文第一作者为我院2020级博士研究生严刚同学，通讯作者为徐耀辉教授，共同作者包括中石油勘探开发研究院的白斌所长、徐旺林主任、白莹博士等。根据中科院期刊分区标准，《Geoscience Frontiers》目前为地学类SCI 1区Top期刊，影响因子8.90，年发文量小于200篇，为行业内认可度非常高的期刊。（孟强 审核）

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.gsf.2023.101677