頁巖油實驗基礎(chǔ)第3部分：富有機質(zhì)頁巖成熟度測量與評價規(guī)范

ICS75.010

CCSE11

NB

中華人民共和國能源行業(yè)標準

NB/TXXXXX—XXXX

頁巖油實驗基礎(chǔ)

第3部分：富有機質(zhì)頁巖成熟度測量與評價規(guī)范

Shaleoil:ExperimentalBasis

Part3:Specificationsofthermalmaturitymeasurementandevaluationofshalerich

inorganicmatter

(征求意見稿)

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

國家能源局發(fā)布

NB/TXXXX-XXXX

前言

本標準按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則

起草。

本標準由能源行業(yè)頁巖油標準化技術(shù)委員會提出并歸口。

本標準起草單位：中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所、大慶油田

有限責任公司勘探開發(fā)研究院、中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院。

本標準主要起草人：李志明、張雋、霍秋立、李政、芮曉慶、韓冬梅、王義章、王鑫

NB/TXXXX-XXXX

引言

頁巖油已成為全球非常規(guī)石油勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域之一。我國陸相頁巖油資源豐富，勘探開發(fā)潛

力巨大，實現(xiàn)陸相頁巖油規(guī)模、高效與經(jīng)濟開發(fā)，將是保障我國能源安全的壓艙石。富有機質(zhì)頁巖的成

熟度不僅影響頁巖油的可動性，而且是頁巖油有利區(qū)和甜點區(qū)評價優(yōu)選的關(guān)鍵參數(shù)，為適應(yīng)我國頁巖油

勘探開發(fā)發(fā)展需要，特制定本標準，以規(guī)范富有機質(zhì)頁巖成熟度測量與評價，為頁巖油實現(xiàn)高效勘探與

開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

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頁巖油實驗基礎(chǔ)

第3部分：富有機質(zhì)頁巖成熟度測量與評價規(guī)范

1范圍

本標準規(guī)定了富有機質(zhì)頁巖成熟度測量方法-顯微組分熒光分析方法的原理、儀器設(shè)備、分析條件、

檢測環(huán)境、分析流程、數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量要求與評價規(guī)范。

本標準適用于富有機質(zhì)頁巖成熟度在0.40%～1.20%區(qū)間、且具一定程度熒光強度的烴源巖樣品的成

熟度測量，可以有效解決富有機質(zhì)頁巖缺乏鏡質(zhì)體或鏡質(zhì)體反射率抑制帶來的問題。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T18602巖石熱解分析

SY/T5124沉積巖中鏡質(zhì)體反射率測定方法

SY/T5735陸相烴源巖地球化學評價方法

SY/T6414全巖光片顯微組分鑒定及統(tǒng)計方法

3術(shù)語和定義

3.1

富有機質(zhì)泥頁巖shale/mudstonerichinorganicmatter

是指TOC含量大于2.0%、粒徑小于0.0625mm的細粒沉積巖。

3.2

有機顯微組分organicmaceral

是指富有機質(zhì)泥頁巖中的腐泥組組分、殼質(zhì)組組分、鏡質(zhì)組組分、惰質(zhì)組組分、次生有機組組分、

動物有機碎屑組組分。

3.3

等效鏡質(zhì)體反射率（EqVR%）EquivalentVitriniteReflectance

由有機顯微組分熒光變異圖獲得的有機質(zhì)成熟度。

3.4

初始熒光強度（F0）initialfluorescenceintensityininstantaneous

在恒定的實驗條件下，巖樣中單個顯微組分在激光瞬時激發(fā)下的熒光強度。

NB/TXXXX-XXXX

3.5

最終熒光強度（F400）finalfluorescenceintensityat400S

在恒定的實驗條件下，巖樣中單個顯微組分在激光400s（秒）激發(fā)下的熒光強度。

3.3

熒光強度變異比（F400/F0）fluorescencealteration

在恒定的實驗條件下，巖樣中單個顯微組分的初始熒光強度與最終熒光強度的比值。

4方法原理

顯微組分的熒光變化是由兩種同時發(fā)生的光化學反應(yīng)所引起，一種光化學反應(yīng)導致熒光強度隨時間

而增強，另一種光化學反應(yīng)則導致熒光強度隨時間而減弱。在恒定的實驗條件下，兩種反應(yīng)的速率與顯

微組分的成分及成熟度有關(guān)。

5儀器和設(shè)備

5.1儀器設(shè)備

主要設(shè)備包括：

a)拉曼光譜儀：激光束斑1μm～2μm；

b)激光器：25mW、波長為488nm的氬離子激光器；

c)偏光顯微鏡：配備偏光/反射光源；

d)樣品制備設(shè)備儀：預(yù)磨機、拋光機。

5.2軟件

主要軟件包括：

a）光譜采集處理軟件：能夠進行625.0nm波長的間斷定態(tài)光譜掃描，能夠在624.5nm到625.5nm波長

范圍做疊加；

b）數(shù)據(jù)處理與分析軟件：滿足數(shù)值型數(shù)據(jù)數(shù)學運算及對應(yīng)圖表投點功能。

6儀器標定

6.1分析標樣

正常含氫組分的標準煤樣，主要包括：

a)常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=0.40%的標準煤樣；

b)常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=0.76%的標準煤樣；

c)常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=1.15%的標準煤樣。

6.2儀器標定

NB/TXXXX-XXXX

在設(shè)定激光功率下，標準煤樣的最終熒光強度（F400）和熒光強度變異比（F400/F0）應(yīng)滿足：

a）常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=0.40%的標準煤樣，F(xiàn)400在2500a.u.與4500a.u.之間，F(xiàn)400/F0為3.30；

b）常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=0.76%的標準煤樣，F(xiàn)400在1800a.u.與2800a.u.之間，F(xiàn)400/F0為為1.40；

c）常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=1.15%的標準煤樣，F(xiàn)400在1400a.u.與1800a.u.之間，F(xiàn)400/F0為0.70。

7分析條件與檢測環(huán)境

7.1分析條件

設(shè)定樣品表面功率為75μW±5μW，間斷定態(tài)光譜掃描波長625nm，曝光次數(shù)143次，曝光時間

1.00s/次，間隔0.5s。

7.2檢測環(huán)境

室內(nèi)應(yīng)避光、防塵、防震，室溫24℃±，相對濕度＜45%。

8分析流程與數(shù)據(jù)處理

8.1制樣

將巖樣碎樣至小于1mm，與固結(jié)劑按一定比例混合固化成型，用水砂紙、剛玉粉預(yù)磨，用拋光液進

行拋光后，光片的拋光面應(yīng)無污斑、無針狀擦痕、無布紋，將合格的光片放置于通風柜或干燥器內(nèi)，4

小時后進行等效鏡質(zhì)體反射率測定。樣品應(yīng)真空保存以避免氧化,表面氧化的樣品應(yīng)切除一定厚度

（0.5mm～0.1mm）后重新拋光。

8.2開機

打開主機、計算機、激光器電源，儀器應(yīng)預(yù)熱20min。

8.3儀器自檢

放置單晶硅于偏光顯微鏡載物臺，放大倍數(shù)10×50，以100%激光功率、1s曝光時間，利用激光拉曼

光譜儀靜態(tài)取譜，滿足中心為520拉曼位移的計數(shù)不低于3000counts。

8.4采集顯微組分熒光變異曲線

8.4.1熒光光譜掃描

利用光譜處理軟件對巖樣中測點進行625.0nm波長的間斷定態(tài)光譜掃描，每次采集的熒光強度不低

于100a.u.。

8.4.2熒光光譜疊加

利用光譜處理軟件對624.5nm至625.5nm波長范圍內(nèi)進行光譜疊加，獲取顯微組分熒光變異曲線。

8.4.3參數(shù)獲取

利用光譜處理軟件得到顯微組分的2個參數(shù)：最終熒光強度F400、熒光強度變異比F400/F0。

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偶然出現(xiàn)的異常峰，數(shù)據(jù)需后期處理后使用；樣品表面出現(xiàn)燒灼，需重新調(diào)整樣品表面激光功率進

行熒光光譜采集。

8.5數(shù)據(jù)處理

8.5.1計算參數(shù)的算術(shù)平均值

計算巖樣中多顯微組分中不少于10個測點的最終熒光強度F400及熒光變異比F400/F0的算術(shù)平均值（取

整）。

8.5.2投點至熒光變異圖

利用數(shù)據(jù)處理與分析軟件，將巖樣的F400與F400/F0的算數(shù)平均值，依次投點到二疊系煤樣熒光變異圖

（參見圖A.1）上。

8.5.3計算等效鏡質(zhì)體反射率（EqVR%）

根據(jù)二疊系煤樣熒光變異圖，計算巖樣的等效鏡質(zhì)體反射率（EqVR%）及抑制程度，并記錄于等效

鏡質(zhì)體反射率報告中（格式參見附錄B）。

9質(zhì)量控制

同一實驗條件及檢測環(huán)境下，Ro在0.40%～1.20%的范圍內(nèi)，等效鏡質(zhì)體反射率EqVR%的絕對誤差應(yīng)

小于±0.05%。

表1試樣測定的精密度

試樣反射率：%絕對誤差：%

Ro＜0.40%＞±0.10

0.40%＜Ro＜1.20%＜±0.05

Ro＞1.20%＞±0.10

10成熟度評價規(guī)范

10.1富有機質(zhì)頁巖有機質(zhì)類型確定

開展富有機質(zhì)頁巖樣品熱解、有機元素與有機顯微組分分析，分析方法分別按GB/T18602-2012、

GB/T19143-2017和SY/T6414-2014的規(guī)定執(zhí)行，綜合巖石熱解、有機元素與有機顯微組分分析結(jié)果，

確定富有機質(zhì)頁巖的有機質(zhì)類型。

10.2典型有機顯微組分熒光變異曲線采集

按8.4流程采集典型有機顯微組分熒光變異曲線，并獲取最終熒光強度F400、熒光強度變異比F400/F0。

10.3典型富有機質(zhì)頁巖成熟度評價

按8.5流程厘定典型富有機質(zhì)頁巖的等效鏡質(zhì)體反射率（EqVR%）及鏡質(zhì)體反射率抑制程度，分析不

同有機質(zhì)類型頁巖的鏡質(zhì)體反射率抑制程度的范圍。對于有鏡質(zhì)組組分的頁巖樣品，按SY/T5124-2012

的規(guī)定開展鏡質(zhì)體反射率（Ro%），以驗證評價富有機質(zhì)頁巖成熟度評價結(jié)果的正確性。

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附錄A

（規(guī)范性附錄）

標煤有機顯微組分熒光變異圖版

圖A.1標煤有機顯微組分熒光變異圖版

NB/TXXXX-XXXX

AB

附錄B

（資料性附錄）

有機質(zhì)顯微組分熒光分析等效鏡質(zhì)體反射率分析報告

實驗單位：樣品編號：巖性：實驗人：

分析日期：送樣單位：送樣人：審核人：

深度等效鏡質(zhì)體反射率EqVr抑制校正

分析號來樣號巖性地質(zhì)年代備注

m%%

________________________________

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目次

前言.......................................................................................................................................................................1

引言.......................................................................................................................................................................2

1范圍.................................................................................................................................錯誤！未定義書簽。

2規(guī)范性引用文件............................................................................................................錯誤！未定義書簽。

3術(shù)語和定義.....................................................................................................................錯誤！未定義書簽。

4方法原理...........................................................................................................................................................4

5儀器和設(shè)備.......................................................................................................................................................4

6儀器標定...........................................................................................................................................................4

7分析條件與檢測環(huán)境.......................................................................................................................................5

8分析流程與數(shù)據(jù)處理.......................................................................................................................................5

9質(zhì)量控制...........................................................................................................................................................6

10成熟度評價規(guī)范.............................................................................................................................................6

附錄A（規(guī)范性附錄）煤樣有機顯微組分熒光變異圖版....................................................................7

附錄A（規(guī)范性附錄）有機顯微組分熒光分析等效鏡質(zhì)體反射率分析報告....................................8

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頁巖油實驗基礎(chǔ)

第3部分：富有機質(zhì)頁巖成熟度測量與評價規(guī)范

1范圍

本標準規(guī)定了富有機質(zhì)頁巖成熟度測量方法-顯微組分熒光分析方法的原理、儀器設(shè)備、分析條件、

檢測環(huán)境、分析流程、數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量要求與評價規(guī)范。

本標準適用于富有機質(zhì)頁巖成熟度在0.40%～1.20%區(qū)間、且具一定程度熒光強度的烴源巖樣品的成

熟度測量，可以有效解決富有機質(zhì)頁巖缺乏鏡質(zhì)體或鏡質(zhì)體反射率抑制帶來的問題。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T18602巖石熱解分析

SY/T5124沉積巖中鏡質(zhì)體反射率測定方法

SY/T5735陸相烴源巖地球化學評價方法

SY/T6414全巖光片顯微組分鑒定及統(tǒng)計方法

3術(shù)語和定義

3.1

富有機質(zhì)泥頁巖shale/mudstonerichinorganicmatter

是指TOC含量大于2.0%、粒徑小于0.0625mm的細粒沉積巖。

3.2

有機顯微組分organicmaceral

是指富有機質(zhì)泥頁巖中的腐泥組組分、殼質(zhì)組組分、鏡質(zhì)組組分、惰質(zhì)組組分、次生有機組組分、

動物有機碎屑組組分。

3.3

等效鏡質(zhì)體反射率（EqVR%）EquivalentVitriniteReflectance

由有機顯微組分熒光變異圖獲得的有機質(zhì)成熟度。

3.4

初始熒光強度（F0）initialfluorescenceintensityininstantaneous

在恒定的實驗條件下，巖樣中單個顯微組分在激光瞬時激發(fā)下的熒光強度。

NB/TXXXX-XXXX

3.5

最終熒光強度（F400）finalfluorescenceintensityat400S

在恒定的實驗條件下，巖樣中單個顯微組分在激光400s（秒）激發(fā)下的熒光強度。

3.3

熒光強度變異比（F400/F0）fluorescencealteration

在恒定的實驗條件下，巖樣中單個顯微組分的初始熒光強度與最終熒光強度的比值。

4方法原理

顯微組分的熒光變化是由兩種同時發(fā)生的光化學反應(yīng)所引起，一種光化學反應(yīng)導致熒光強度隨時間

而增強，另一種光化學反應(yīng)則導致熒光強度隨時間而減弱。在恒定的實驗條件下，兩種反應(yīng)的速率與顯

微組分的成分及成熟度有關(guān)。

5儀器和設(shè)備

5.1儀器設(shè)備

主要設(shè)備包括：

a)拉曼光譜儀：激光束斑1μm～2μm；

b)激光器：25mW、波長為488nm的氬離子激光器；

c)偏光顯微鏡：配備偏光/反射光源；

d)樣品制備設(shè)備儀：預(yù)磨機、拋光機。

5.2軟件

主要軟件包括：

a）光譜采集處理軟件：能夠進行625.0nm波長的間斷定態(tài)光譜掃描，能夠在624.5nm到625.5nm波長

范圍做疊加；

b）數(shù)據(jù)處理與分析軟件：滿足數(shù)值型數(shù)據(jù)數(shù)學運算及對應(yīng)圖表投點功能。

6儀器標定

6.1分析標樣

正常含氫組分的標準煤樣，主要包括：

a)常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=0.40%的標準煤樣；

b)常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=0.76%的標準煤樣；

c)常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=1.15%的標準煤樣。

6.2儀器標定

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在設(shè)定激光功率下，標準煤樣的最終熒光強度（F400）和熒光強度變異比（F400/F0）應(yīng)滿足：

a）常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=0.40%的標準煤樣，F(xiàn)400在2500a.u.與4500a.u.之間，F(xiàn)400/F0為3.30；

b）常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=0.76%的標準煤樣，F(xiàn)400在1800a.u.與2800a.u.之間，F(xiàn)400/F0為為1.40；

c）常規(guī)鏡質(zhì)體反射率測定為Ro=1.15%的標準煤樣，F(xiàn)400在1400a.u.與1800a.u.之間，F(xiàn)400/F0為0.70。

7分析條件與檢測環(huán)境

7.1分析條件

設(shè)定樣品表面功率為75μW±5μW，間斷定態(tài)光譜掃描波長625nm，曝光次數(shù)143次，曝光時間

1.00s/次，間隔0.5s。

7.2檢測環(huán)境

室內(nèi)應(yīng)避光、防塵、防震，室溫24℃±，相對濕度＜45%。

8分析流程與數(shù)據(jù)處理

8.1制樣

將巖樣碎樣至小于1mm，與固結(jié)劑按一定比例混合固化成型，用水砂紙、剛玉粉預(yù)磨，用拋光液進

行拋光后，光片的拋光面應(yīng)無污斑、無針狀擦痕、無布紋，將合格的光片放置于通風柜或干燥器內(nèi)，4

小時后進行等效鏡質(zhì)體反射率測定。樣品應(yīng)真空保存以避免氧化,表面氧化的樣品應(yīng)切除一定厚度

（0.5mm～0.1mm）后重新拋光。

8.2開機

打開主機、計算機、激光器電源，儀器應(yīng)預(yù)熱20min。

8.3儀器自檢

放置單晶硅于偏光顯微鏡載物臺，放大倍數(shù)10×50，以100%激光功率、1s曝光時間，利用激光拉曼

光譜儀靜態(tài)取譜，滿足中心為520拉曼位移的計數(shù)不低于3000counts。

8.4采集顯微組分熒光變異曲線

8.4.1熒光光譜掃描

利用光譜處理軟件對巖樣中測點進行625.0nm波長的間斷定態(tài)光譜掃描，每次采集的熒光強度不低

于100a.u.。

8.4.2熒光光譜疊加

利用光譜處理軟件對624.5nm至625.5nm波長范圍內(nèi)進行光譜疊加，獲取顯微組分熒光變異曲線。

8.4.3參數(shù)獲取

利用光譜處理軟件得到顯微組分的2個參數(shù)：最終熒光強度F400、熒光強度變異比F400/F0。

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偶