非常規(guī)天然氣地質(zhì)學(xué)課程實驗指導(dǎo)書

《非常規(guī)天然氣地質(zhì)學(xué)》課堂實驗指導(dǎo)書課程中文名稱：非常規(guī)天然氣地質(zhì)學(xué)課程英文名稱：Unconventionalnaturalgasgeology課程編號：020060070適用專業(yè)：新能源科學(xué)與工程學(xué)時數(shù)：48學(xué)分數(shù)：3課程類別：專業(yè)課程應(yīng)開課學(xué)期：第三學(xué)期實驗一：煤、頁巖與砂巖的標本與鏡下觀察實驗/實踐類型：操作型實驗學(xué)時：2學(xué)時實驗要求：培養(yǎng)觀察、分析和動手能力一、實驗/實踐目的1．通過觀察，認識四種煤巖成分和四種煤系類型。煤的肉眼研究是研究煤的一切方法的基礎(chǔ)，通過對煤標本的系統(tǒng)鑒定和描述，進一步掌握煤的煤巖成分和宏觀煤巖類型。了解割理等構(gòu)造特征。2．通過觀察煤的薄片，認識煤的顯微組分。3.通過觀察，認識頁巖的基本特征及鑒定方法，學(xué)會利用頁巖顏色分析、判斷沉積環(huán)境。4.通過觀察，認識砂巖的基本特征。二、實驗/實踐內(nèi)容1．觀察四種宏觀煤巖成分：鏡煤、亮煤、暗煤、絲炭的特征。觀察四種宏觀煤巖類型：光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤、暗淡型煤的特征，以及與宏觀煤巖成分的關(guān)系。觀察割理等構(gòu)造特征。2．觀察煤的有機顯微組分。3.觀察頁巖的顏色、成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。4.觀察砂巖的顏色、成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。三、儀器設(shè)備德國萊卡DM4P型偏光顯微鏡、DFC550型攝像系統(tǒng)。四、實驗/實踐原理、方法、手段和步驟1．觀察描述鏡煤、亮煤、暗煤、絲炭的特征，記錄描述光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤、暗淡型煤的特征；2．觀察描述煤的有機顯微組分，割理發(fā)育特征；3.觀察描述龍馬溪頁巖的特征。4.記錄描述砂巖的特征。五、實驗/實踐結(jié)果處理1.記錄描述鏡煤、亮煤、暗煤、絲炭的特征，記錄描述光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤、暗淡型煤的特征。煤的宏觀煤巖成分包括：鏡煤、亮煤、暗煤、絲炭。鏡煤：光亮、均一、常具有內(nèi)生裂隙的宏觀煤巖成分。識別標志：煤中顏色最黑，光澤最亮，成分均一，性脆，貝殼狀斷口，輪廓清晰，垂直于條帶的內(nèi)生裂隙發(fā)育。分布特征：一般以條帶狀、透鏡狀出現(xiàn)，厚度幾mm至1~2cm亮煤：亮黑色、具微細層理的宏觀煤巖成分。識別：一般呈黑色，表面隱約可見微細層理，光澤較強，僅次于鏡煤。性質(zhì)較脆，內(nèi)生裂隙較發(fā)育，但弱于鏡煤，結(jié)構(gòu)不均一。分布：為煤層中最常見的煤巖成分，屬于厚的分層甚至整個煤層。暗煤：暗淡、堅硬、表面粗糙的宏觀煤巖成分。識別：灰黑色，光澤暗淡，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，斷面粗糙，致密堅硬具韌性，不易破碎。含礦物質(zhì)多，密度大，煤質(zhì)差；含惰質(zhì)組多，揮發(fā)份低，弱絲絹光澤，形成于氧化環(huán)境。含殼質(zhì)組多，略帶油脂光澤，揮發(fā)分和氫含量高，但比重往往較小。分布：常呈厚、薄不均的分層，也可以較厚分層出現(xiàn)或單獨成層絲炭：絲絹光澤、纖維狀結(jié)構(gòu)、性脆的宏觀煤巖成分。識別：外觀像木炭，顏色黑灰或淺灰，纖維狀結(jié)構(gòu)，絲絹光澤，疏松多孔，無粘結(jié)性。質(zhì)輕者性脆，易污手；質(zhì)重者，被礦物充填。以具有植物細胞結(jié)構(gòu)的絲質(zhì)體和半絲質(zhì)體為主。分布特征：一般以扁平透鏡狀分布，厚度1~2mm至幾毫米，有時能形成不連續(xù)的薄層，個別地區(qū)，絲炭厚度可達幾十cm以上。光亮煤:由鏡煤和亮煤組成的、光澤最強的宏觀煤巖類型。四種類型中光澤最強，與鏡煤相近。由于成分較均勻，通常條帶狀結(jié)構(gòu)不明顯。具貝殼狀斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育。顯微鏡下，鏡質(zhì)組一般大于80%，顯微煤巖類型以微鏡煤為主。半亮煤：主要由鏡煤和亮煤組成的、光澤較強的宏觀煤巖類型。常見的宏觀煤巖類型。光澤較強，常以亮煤為主，也可夾暗煤和絲炭，條帶狀結(jié)構(gòu)明顯。內(nèi)生裂隙發(fā)育，常具棱角狀或階梯狀斷口。以鏡質(zhì)組含量60~80%，以微鏡煤、微亮煤和微惰煤為主。半暗煤：主要由暗煤和絲炭組成、光澤較弱的宏觀煤巖類型。光澤較弱，常以暗煤為主，鏡煤和絲炭成細條帶、透鏡狀和線理狀分布。內(nèi)生裂隙不發(fā)育，斷口參差不齊，硬度和韌性很大。鏡質(zhì)組含量40~60%，個別大于60%，但因礦物質(zhì)含量高，而使得煤的相對光澤強度變?nèi)?。暗淡煤：由暗煤和絲炭組成的、光澤最弱的宏觀煤巖類型。光澤暗淡，主要為暗煤，鏡煤和亮煤含量小于20%，有時有少量絲炭和礦物質(zhì)。通常成塊狀、致密、堅硬、韌性大、密度大，內(nèi)生裂隙不發(fā)育。鏡質(zhì)組含量一般低于40%，惰質(zhì)組含量可達50%以上。礦物質(zhì)含量相對最高。2.記錄描述煤的有機顯微組分，割理發(fā)育特征。煤的顯微煤巖組分可區(qū)分為鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組和腐泥組。其中，三大有機顯微組分在不同光學(xué)性質(zhì)的顯微鏡下顯示不同的識別特征，表現(xiàn)為：1）鏡質(zhì)組的識別特征：透光色為橙-橙紅色；反射光下為灰色，無突起，油浸反射光下呈深灰色。煤級越高，反射色越淺，高煤級煙煤和無煙煤中呈白色；具弱熒光或不具熒光，其中基質(zhì)鏡質(zhì)體的熒光性最為明顯。結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體（反射光）結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體（透射光）2）殼質(zhì)組的識別特征：透射光下透明，黃-紅橙色，大多輪廓清楚；反射光下呈深灰色、正突起，隨反射率增加，突起降低。油浸反射光下呈黑色到很暗的灰色。反射率在三大類中最低；具明顯的熒光效應(yīng)，熒光強度大于同一煤的鏡質(zhì)組。樹脂體（透射光）樹脂體（反射光）3）惰質(zhì)組的識別特征：透射光下呈棕色、深棕色至黑色；三個組分中的反射率最大，反射色由淺灰、灰白、白色到黃白色，具正突起；無熒光或弱熒光；絲質(zhì)體（透射光）絲質(zhì)體（反射光）煤層的割理主要是由煤化作用過程中煤物質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等的變化而產(chǎn)生的裂隙。煤中割理，亦稱內(nèi)生裂隙，一般呈相互垂直的兩組出現(xiàn)，且與煤層層面垂直或高角度相交。割理中的一組連續(xù)性較強、延伸較遠的稱面割理；另一組僅局限于相鄰兩條面割理之間的、斷續(xù)分布的稱端割理。面割理和限于面割理之間的端割理規(guī)則網(wǎng)狀割理，面割理和端割理將煤體切割成立方體基質(zhì)塊3.記錄描述，龍馬溪頁巖的特征。龍馬溪頁巖的特征：黑色頁巖呈黑色、灰黑色，其不污手的特性來區(qū)別于炭質(zhì)頁巖，黑色頁巖硬度小，多呈薄層狀，發(fā)育水平層理。黑色頁巖中多見筆石化石，礦物成分以石英和粘土為主，含微斜長石、鈉長石、白云石、方解石和黃鐵礦等礦物。頁巖呈黑色，是因為存在有機質(zhì)（炭質(zhì)、瀝青質(zhì)）造成的。這種原生色往往表明巖石形成于還原或強還原環(huán)境中。水平層理由相互平行，并且平行于層面的紋層組成，是在比較穩(wěn)定的水動力條件下，由懸浮搬運物質(zhì)沉積而成，多在細粒的粉砂和泥質(zhì)物中出現(xiàn)。4.記錄描述砂巖的特征。砂巖描述舉例：巖石呈灰綠色，中粒砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。碎屑在巖石中約占80%，碎屑粒徑以0.3?0.4mm為主，分選好，碎屑多為圓狀、次圓狀，磨圓好。碎屑成分主要為石英，石英微帶淺紅色，可能由于表面染有氧化鐵薄膜之故。膠結(jié)物為硅質(zhì)和海綠石，海綠石呈綠色，部分已風化成黃褐色之褐鐵礦，含量分別5%和15%。初步定名：灰綠色中粒海綠石石英砂巖。中二疊統(tǒng)山西組“大占砂巖”，海陸過渡相沉積。巖石呈灰黑色，中細粒砂狀結(jié)構(gòu)，水平層理，塊狀構(gòu)造，粒徑以0.2-0.4mm為主，分選中等，碎屑多為次圓，磨圓中等。碎屑成分為石英、長石、云母。膠結(jié)物為鈣質(zhì)膠結(jié)，富含碳質(zhì)碎屑，呈灰黑色，富含云母碎片。初步定名：中細粒長石石英砂巖。中二疊統(tǒng)下石盒子組“砂鍋窯砂巖”，三角洲相含煤沉積，淺灰色厚層中粗粒長石石英砂巖，含菱鐵質(zhì)結(jié)核，硅、鐵質(zhì)膠結(jié)，巖性堅硬。下三疊統(tǒng)劉家溝組，紫紅色粗粒石英砂巖。六、實驗/實踐注意事項1．觀察的手標本應(yīng)注意選擇新鮮的手標本樣品；2．注意正確使用顯微鏡；七、預(yù)習(xí)與思考題1．本實驗中的煤樣應(yīng)該如何命名；2．頁巖的顏色與沉積環(huán)境有和關(guān)系；實驗二：有機碳含量測試和烴源巖評價實驗/實踐類型：操作型實驗學(xué)時：2學(xué)時實驗要求：培養(yǎng)觀察、分析和動手能力一、實驗/實踐目的1.了解巖石中有機碳含量測定的基本原理和測定方法。2.了解碳硫分析儀的儀器結(jié)構(gòu)和操作過程。3.針對給定的我國某盆地烴源巖地球化學(xué)測試分析數(shù)據(jù)，從有機質(zhì)數(shù)量、有機質(zhì)類型和有機質(zhì)成熟度3個方面對烴源巖進行評價，初步掌握烴源巖評價的一般方法。二、實驗/實踐內(nèi)容1．了解有機碳含量測定的基本原理和測定方法；2．初步掌握烴源巖評價的一般方法；三、儀器設(shè)備CS800型碳硫分析儀。四、實驗/實踐原理、方法、手段和步驟（一）TOC測定1.儀器標定根據(jù)樣品類型選擇高、中、低3種碳含量的標準樣品進行測定，以碳含量髙的標樣確定校正系數(shù)。測定3種標樣的結(jié)果均應(yīng)達到標準誤差要求，否則應(yīng)調(diào)整校正系數(shù)重新標定。然后取一經(jīng)酸處理的空坩堝加人鐵屑約l.0g、鎢粒約l.0g，測定結(jié)果碳含量不大于0.01%。2.樣品處理(1)將樣品磨碎至粒徑小于0.2mm(磨好的樣品量一般不少于4g)，稱取0.01?1.00g試樣（稱準至0.000lg)。(2)在盛有樣品的容器中緩慢加人過量的鹽酸溶液，放在電熱板上，控制溫度在60?80℃，溶樣2h以上，直至反應(yīng)完全為止。(3)將溶好的樣品轉(zhuǎn)移到置于抽濾器上的坩堝里，用蒸餾水洗凈殘留的酸液，按順序放在坩堝架上。(4)將樣品坩堝放人70?80℃的烘箱內(nèi)，烘干待用。3.樣品測定在烘干的樣品坩堝中加人鐵屑約l.0g、鎢粒約l.0g，并放置于碳硫分析儀的感應(yīng)爐中，然后輸人樣品質(zhì)童，按“分析鍵”進行樣品測定，測定結(jié)果自動打印。（二）烴源巖的巖性特征烴源巖巖性與沉積有機質(zhì)和還原環(huán)埦有密切聯(lián)系。一般表現(xiàn)為粒細、色暗、畝含有機質(zhì)和微體生物化石，常含原生分散狀黃鐵礦，偶見原生油苗。常見的烴源巖主要包括泥質(zhì)巖類和碳酸鹽巖類.從巖性特征上講，暗色泥巖、頁巖的有機質(zhì)豐度高，生烴能力強；生物灰?guī)r其次，泥灰?guī)r、純灰?guī)r和白云巖差。（三）有機質(zhì)豐度有機質(zhì)的豐度是評價烴源巖優(yōu)劣的一個重要方面，其主要指標為有機碳、氯仿瀝青“A”和總烴的百分含童、生烴潛量(S1+S2)等。(1)有機碳(TOC)：基于沉積巖中原始有機質(zhì)只有部分轉(zhuǎn)化為油氣并部分排出的前提，現(xiàn)今測定的殘余總有機碳含量(TOC%)基本上可以反映原始有機質(zhì)豐度。油氣成因理論認為：烴源巖中只有很少一部分有機質(zhì)轉(zhuǎn)化成為油氣并排出烴源巖，大部分仍殘留在烴源巖中，同時由于碳是有機質(zhì)中含量大、穩(wěn)定程度高的元素，所以用殘余有機碳來近似地反映烴源巖內(nèi)的有機質(zhì)含量。烴源巖中形成的烴類必須在滿足了母巖本身吸附量以后才能被有效地排驅(qū)出去，所以作為烴源巖，確定有機碳下限值尤為重要，目前我國陸相泥質(zhì)烴源巖的有機碳下限值多定為0.3%?0.5%。而碳酸鹽巖烴源巖有機碳下限標準仍是學(xué)術(shù)界爭論的熱點，其下限值可從0.5%低至0.1%以下，從目前看來，0.4%?0.5%的下限值似乎為更多人所接受?？傊?，不同地區(qū)不同類型的烴源巖的有機質(zhì)下限值仍然需要根據(jù)實際情況進行確定。(2)氯仿瀝青“A”和總烴的百分含量：對巖石進行氯仿抽提可得到氯仿瀝青“A”含量，即巖石中可抽提有機質(zhì)的含量，將抽提物進行色層分離可得到總烴含童。它們可視為石油運移后殘留下來的原石油，反映了有機質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化的程度。因此，以有機碳豐度為基礎(chǔ)，結(jié)合轉(zhuǎn)化系數(shù)，就可以將有機質(zhì)含量很高，但烴轉(zhuǎn)化率并不高的碳質(zhì)頁巖和煤層與好的生油層區(qū)分開，好的生油層不僅有機質(zhì)含量髙(>1%)，而且又有較高的烴轉(zhuǎn)化率（總烴/有機碳>6%)。氯仿瀝青由飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)4個族組分組成?？偀N是指氯仿瀝青“A”中飽和烴與芳香烴含量之和，其含量越高，說明原油和生油巖的母質(zhì)類型越好，一般好生油巖總烴含量在50%以上；而膠質(zhì)+瀝青質(zhì)含量越高，則原油和生油巖母質(zhì)類型越差。隨著烴源巖成熟度的增加，飽和烴和總烴會呈現(xiàn)出增高的趨勢，而非烴趨于降低。沉積介質(zhì)條件如沉積環(huán)境的還原性、古水體鹽度等，都對烴源巖的族組成有一定程度的影響。(3)生烴潛量（S1+S2）：巖石熱解分析能定量評價生油巖的生烴潛量。所謂生烴潛量就是烴源巖中的有機質(zhì)在全部熱降解完畢后所產(chǎn)生的油氣量，即可溶烴(S1)+熱解烴(S2)。通常，生烴潛量(S1+S2)大于5.0為好烴源巖，2.0?5.0為較好烴源巖，0.5?2為較差烴源巖，小于0.5為非烴源巖。一般情況下，生烴潛量隨巖石的TOC增高而變大。另外，有機質(zhì)的數(shù)量還與烴源巖層的厚度和平面展布有關(guān)。一般厚度大、平面分布廣泛、烴源巖體積大，有機質(zhì)總量就大。有機碳含量高的地區(qū)常常是原始有機質(zhì)豐富、保存條件好的環(huán)境。但考慮到油氣的初次運移，烴源巖的厚度也不是愈大愈好，而要有一個合適的排烴厚度以及與砂巖輸導(dǎo)層的合理配置，才能有效地排烴，使其固有的油氣生成潛能得到充分發(fā)揮一般我們將能生成并能排出烴類的源巖稱之為有效烴源巖。（四）有機質(zhì)類型有機質(zhì)類型常從不溶有機質(zhì)（干酪根）和可容有機質(zhì)（瀝青）的性質(zhì)和組成進行評價。前者是有機質(zhì)類型研究的主體，主要包括干酪根元素分析、光學(xué)分析、紅外光譜分析以及巖石熱解分析等。后者則包括烴源巖氯仿抽提中組分特征、飽和烴氣相色譜特征、色譜-質(zhì)譜分析鑒定的甾類和萜類等生物標志化合物的特征。(1)干酪根元素：干酪根作為一種高分子縮聚合物，不同于一般純的有機化合物，沒有固定統(tǒng)一的元素組成。用元素分析儀可測得干酪根的元素組成，因為干酪根大部分由C、H、O組成，所以用來解釋元素分析結(jié)果的圖主要是反映這些元素相互結(jié)合的變化情況。由于具有不同生烴潛能的不同類型干酪根，其H/C和O/C原子比不同，生烴潛能大的于酪根，H高O低，則H/C髙，O/C低；生油潛能小的，H低O髙，則H/C低，O/C高?？捎酶衫腋鵋/C和O/C原子比來繪制范氏圖以確定干酪根的類型.我國陸相烴源巖中干酪根類型的劃分方案比較通用的是：I型為腐泥型，II型為混合型即中間型，II1型為腐殖腐泥型，II2型為腐泥腐殖型，III型為腐殖型。另外，還有IV型為煤質(zhì)型。(2)干酪根顯微組分：利用顯微鏡透射光，根據(jù)干酪根的透光色、形態(tài)及結(jié)構(gòu)特征，可將干酪根劃分為鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組和腐泥組等顯微組分.其中，腐泥組可進一步分為腐泥無定形體、藻類體和腐泥碎屑體；殼質(zhì)組又可進一步細分為樹脂體、孢粉體、木栓質(zhì)體、角質(zhì)體、菌抱體、殼質(zhì)碎屑體和腐殖無定形體7種；鏡質(zhì)體可分為結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體和無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體兩種；惰質(zhì)組含絲質(zhì)體。通過干酪根鏡下統(tǒng)計各類顯微有機組分含量的百分比，并乘以相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)（鏡質(zhì)組-75、惰質(zhì)組-100、殼質(zhì)組+50和腐泥組+100)，可以求得干酪根的類型指數(shù)TI值。當TI≥80，干酪根為I型；TI在80?40之間，為II1型；TI在40?0之間，則為II2型，TI<0則為III型。(3)巖石熱解分析：利用烴源巖評價儀（Rock-Eval)直接從巖樣中測出所含的吸附烴(S1)、干酪根熱解烴(S2)和二氧化碳（CO2)與水等含氧揮發(fā)物以及相應(yīng)的溫度。得出的氫指數(shù)（HI）、氧指數(shù)（OI）、生烴潛力（S1+S2）和最大熱解峰溫（Tmax）等參數(shù)可以快速地評價烴源巖，確定有機質(zhì)類型、生油氣潛力及油氣轉(zhuǎn)化率.氫指數(shù)與H/C原子比、氧指數(shù)與O/C取子比之間存在者良好的相關(guān)性，可直接繪制范氏圖確定有機質(zhì)的類型。其最大熱解嶺溫（Tmax）和氫指數(shù)之間也存在相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，同樣可通過繪制范氏圖來確定有機質(zhì)類型。(4)可溶瀝青分析：主要研究瀝青組分中的烴類，特別是生物標志化合物。氯仿瀝青“A”經(jīng)色層分析可以得到飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)和瀝資質(zhì)。它們的相對含量是生油（氣）母質(zhì)和演化歷史的反映。在成熟度不髙的有機質(zhì)中，腐泥型有機質(zhì)烴類含量高，飽和烴較豐富；相反，腐殖型有機質(zhì)中富含芳烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。各種組分的相對含量都可用于劃分有機質(zhì)類飽和烴氣相色譜特征包括主峰碳位置和峰型、碳數(shù)范闈、姥鮫烷/植烷比值都可反映有機質(zhì)的來源和形成環(huán)境，但基本不適用具有較高成熟度的母巖.色譜-質(zhì)譜分析可鑒定甾類和萜類等生物標志化合物的種類和數(shù)量，這對判斷母質(zhì)的來源也有重要意義。（五）有機質(zhì)的成熟度常用且較有效的評價有機質(zhì)成熟度的方法：鏡質(zhì)體反射率（Ro）法、孢粉和干酪根的顏色法、巖石熱解法、可溶有機質(zhì)的化學(xué)法。另外，還可應(yīng)用多種成熟度標尺等預(yù)測方法來估算烴源巖中有機質(zhì)的成熟度。(1)鏡質(zhì)體反射率：也稱為鏡煤反射率（Ro），它是溫度和有效加熱時間的函數(shù)且具不可逆性，可定義為光線垂直人射時，反射光強度與人射光強度的百分比。鏡質(zhì)體反射率隨成熟度而增加，是因為從化學(xué)結(jié)構(gòu)看鏡質(zhì)組由縮合芳環(huán)束組成，隨著成熟度的增加，芳環(huán)束逐漸結(jié)合成更大更規(guī)則的縮合芳香頁片，定向有序排列，故引起其反射率升高，干酪根的類型不同其各成熟度階段Ro值也有一定差別，Ro<0.5%為成巖作用階段，有機質(zhì)未成熟，0.5%<Ro<1.3%為深成作用階段的成油主帶，1.3%<Ro<2.0%為深成作用階段的高成熟凝析油和濕氣帶為準變質(zhì)作用階段，有機質(zhì)過成熟，為只產(chǎn)甲烷的干氣帶。(2)有機質(zhì)顏色變化法：有機質(zhì)的成熟度與顏色變化有一定的對應(yīng)關(guān)系，顏色由淺到深的變化是由于芳核縮聚程度加大，碳化程度提高，對光吸收增強的結(jié)果。所以，干酪根的顏色可以作為判別成熟度的標志。在顯微鏡透射光下，孢子、花粉、藻類和干酩根的顏色，隨著成熟度的提商，顏色均由淺變深，由黃色到褐色、黑色。(3)干酪根的元素原子比：研究干酪根的化學(xué)組成來判斷其演化階段是常用的方法。主要方法是元素分析法，其次，電子順磁共振法和紅外光譜法也能提供一些成熟度指標。從有機質(zhì)演化機理可知，隨著溫度升高，雜原子的消除和烴類生成使H/C原子比值和O/C原子比值不斷下降，據(jù)此可進行干酪根演化階段的劃分。(4)巖石熱解法：用熱解法可以得到產(chǎn)率指數(shù)（轉(zhuǎn)化率）S1/S1+S2和最大裂解溫度Tmax。隨著生油巖不斷深埋，經(jīng)受了更高的溫度，生烴攝不斷增大，S1/S1+S2值隨之加大，同時由于熱穩(wěn)定性較小的物質(zhì)已經(jīng)裂解，殘留下來的是熱穩(wěn)定性較高的有機質(zhì)，造成了Tmax不斷向高溫區(qū)位移，可用來確定生油巖的未成熟帶、成油帶和成氣帶。此種方法也受干酪根的類型影響。(5)瀝青及烴類的演化指標：有機質(zhì)轉(zhuǎn)化率的氯仿瀝青“A”/有機碳和總烴含量/有機碳是衡量單位有機質(zhì)產(chǎn)烴量的標準，也是一個成熟度指標。隨成熟度增加，烴源巖抽提物中總烴和氯仿瀝育“A”的含量逐漸增加。這些比值，在淺處變化不大，到一定深度由低含量增大至最高含量，然后再下降。這正是我們常用以確定門限值、劃分演化階段、建立油氣生成模式的基本數(shù)據(jù)。(6)甾萜化合物：留萜化合物的異構(gòu)化、芳構(gòu)化及熱裂解是十分有效的成熟度指標。五、實驗/實踐結(jié)果處理（一）、烴源巖定性和定量評價步驟和方法(1)根據(jù)表5-1提供的有機碳和氯仿瀝青“A”的資料，制作有機碳和氯仿瀝青“A”含量百分比柱狀圖，作業(yè)圖5-1、作業(yè)圖5-2，評價有機質(zhì)的豐度。(2)根據(jù)表5-2至表5-5提供的干酪根元素分析數(shù)據(jù)、干酪根顯微組分數(shù)據(jù)、巖石熱解分析數(shù)據(jù)和飽和烴氣相色譜分析數(shù)據(jù)，制作范氏干酪根元素類型劃分圖（作業(yè)圖5-3、作業(yè)圖5-4)，劃分和評價烴源巖的有機質(zhì)類型，分析物質(zhì)來源與沉積環(huán)境。(3)根據(jù)表5-6提供的Ro數(shù)據(jù)、表5-5飽和烴氣相色譜分析數(shù)據(jù)、作業(yè)圖5-3和作業(yè)圖5-4，對烴源巖的成熟度進行評價。(4)綜合前面的分析結(jié)果，對烴源巖進行總體評價。（二）、烴源巖評價1.有機質(zhì)豐度評價根據(jù)表5-1所給的有機碳和氯仿瀝青“A”數(shù)據(jù)制作有機碳和氯仿瀝青“A”含量分布柱狀圖（作業(yè)圖5-1、作業(yè)圖5-2)，結(jié)合表5-4來自巖石熱解實驗的生烴潛量數(shù)據(jù)，描述該段烴源巖的豐度特征為：。2.有機質(zhì)類型評價(1)根據(jù)表5-2所給的烴源巖干酪根元素分析數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)投點到作業(yè)圖5-3干酪根元素類型劃分圖上，顯示該段烴源巖的有機質(zhì)類型為：。(2)根據(jù)表5-3所給出的烴源巖干酪根顯微組分鑒定數(shù)據(jù)，計算類型指數(shù)，劃分干酪根類型，顯示該段烴源巖的有機質(zhì)類型為：。(3)根據(jù)表5-4所給出的烴源巖巖石熱解實驗分析數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)投點到作業(yè)圖5-4中HI-Tmax有機質(zhì)類型判識圖，顯示該段烴源巖的有機質(zhì)類型為：。3.有機質(zhì)成熟度評價(1)根據(jù)表5-6所給的烴源巖鏡質(zhì)體反射率（Ro，%）數(shù)據(jù)，制作Ro隨深度變化散點圖（作業(yè)圖5-5），顯示該段烴源巖的成熟度特征為：。六、實驗/實踐注意事項1．TOC測試應(yīng)主要實驗安全；2．當不同指標出現(xiàn)不一致時應(yīng)結(jié)合地質(zhì)背景進行分析；七、預(yù)習(xí)與思考題1．決定烴源巖優(yōu)劣的主要控制因素有哪些；2．為何要綜合各種方法進行烴源巖評價；實驗三：利用礦物成分三角圖劃分砂巖的類型實驗/實踐類型：操作型實驗學(xué)時：2學(xué)時實驗要求：培養(yǎng)觀察、分析和動手能力一、實驗?zāi)康?．了解利用石英、長石、巖屑三大礦物組分劃分砂巖類型的基本原則；2．掌握應(yīng)用Grapher軟件繪制巖石礦物成分三角圖的方法。二、實驗內(nèi)容1．了解礦物成分三角圖繪制的基本原則；2．準備實驗數(shù)據(jù)；3.用Grapher軟件繪制礦物成分三角圖。三、儀器設(shè)備Grapher8.0軟件四、實驗原理、方法、手段和步驟1.實驗原理在三角圖中，任意點三端元組分之和為100，即Q（石英）+F（長石）+L（巖屑）=100，圖中各端元頂點的成分含量為100，其相對邊含量則為0。數(shù)據(jù)點位置為沿兩邊所截取各端元數(shù)值點連線的交點。圖1礦物成分三角圖當數(shù)據(jù)點較多時，人工投點相當繁瑣，容易出錯。Grapher軟件內(nèi)置繪制三角圖的插件能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)點進行處理，并投影到礦物成分三角圖中，大大減輕科研工作負擔。2.實驗步驟(1)實驗數(shù)據(jù)準備工作打開Grapher，從【File】菜單中選擇【NEW】命令，在彈出的【New】對話框中選擇【W(wǎng)orksheet】選項，點擊【OK】生成新建數(shù)據(jù)窗口，將表中數(shù)據(jù)輸入Worksheet并保存。表1砂巖礦物成分含量表圖2Grapher軟件中Worksheet界面(2)新建圖形文件從【File】菜單執(zhí)行【New】命令，在彈出的【New】對話框中選擇【Plot】選項，點擊【OK】彈出新的圖形窗口。(3)繪制三角圖從【Graph】菜單中執(zhí)行級聯(lián)菜單【SpecialtyGraph】-【TernaryDiagram…】命令，或單擊工具條中命令按鈕，彈出【OpenWorksheet】對話框，選擇上一步驟輸入的文件并【打開】，系統(tǒng)缺省生成如圖所示的圖形。圖3系統(tǒng)缺省狀態(tài)下生成的三角圖(4)編輯三角圖調(diào)出【ObjectManager】對話框，左鍵雙擊（TernaryPlot1）圖形對象，彈出Ternary圖形的【Properties】對話框中按圖所示選定參數(shù)，選擇【AutoUpdate】或點擊【Apply】，系統(tǒng)生成巖石礦物三角圖初始圖形。圖4參數(shù)設(shè)置窗口圖5礦物三角圖初始圖形(5)調(diào)整坐標軸初始三角圖的軸刻度、標注、軸名稱與位置等不符合巖石三角圖的一般習(xí)慣，必須進行調(diào)整。以X軸調(diào)整為例，鼠標左鍵雙擊X軸，彈出【Properties-XAxis】坐標屬性對話框。坐標標注形式：在【Axis】選項卡中對【AxisLimits】組框按圖所示設(shè)置參數(shù)，選擇【AutoUpdate】或點擊【Apply】，標注數(shù)字變?yōu)?–100。圖6調(diào)整X軸標注形式窗口及生成的對應(yīng)三角圖坐標標題調(diào)整：在【Axis】選項卡中對【Title】組框設(shè)置參數(shù)<Title>為L，<Xoffset>為8.2，<Yoffset>為1.0，選擇【AutoUpdate】或點擊【Apply】，可修改標題名稱和位置。圖7調(diào)整X軸標題窗口及生成的對應(yīng)三角圖坐標刻度調(diào)整：在【TickMarks】選項卡中【Majorticks】和【Minorticks】設(shè)置<Showticksontop>、<Showticksonbottom>參數(shù)均為不顯示。【TickLabels】選項卡取缺省參數(shù)不做修改。選擇【AutoUpdate】或點擊【Apply】，完成后X軸顯示效果如圖。圖8完成X軸參數(shù)設(shè)置后生成的三角圖Y軸（坐標軸標題：Q）、Z軸（坐標軸標題：F）調(diào)整的方法同X軸，但要注意，【Axis】選項卡中【Title】組框應(yīng)正確設(shè)置Xoffset、Yoffset偏移值和角度值（Angle）等參數(shù)，完成后效果如圖所示。圖9完成X軸、Y軸和Z軸參數(shù)設(shè)置后生成的三角圖(6)標準圖版制作依據(jù)石油行業(yè)的巖石類型劃分圖版，點擊窗口左側(cè)的按鈕，在圖中畫出巖性分區(qū)線，最終結(jié)果如下圖。圖9最終生成的礦物成分三角圖(7)保存圖件從【File】菜單中選擇【Save】命令，在彈出的【Saveas】對話框中指定驅(qū)動器、路徑和文件名稱，點擊【保存】即可保存已修改、編輯好的三角圖。五、實驗結(jié)果處理由于整個實驗流程在Grapher8.0軟件上執(zhí)行，務(wù)必在繪圖過程中對關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置和中間結(jié)果進行截屏，以便于實驗報告的撰寫。六、實驗注意事項1.X軸、Y軸和Z軸的標題位置要通過不斷調(diào)整Xoffset、Yoffset偏移值和角度值（Angle）等參數(shù)以達到美觀的效果。2.實驗報告撰寫上要求包含實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容以及實驗步驟（包括參數(shù)設(shè)置及中間結(jié)果）七、預(yù)習(xí)與思考題1．本實驗中的砂巖樣品應(yīng)該如何命名?2．三大礦物組分中哪種礦物的含量反映砂巖的成分成熟度？

實驗四：煤與頁巖的甲烷等溫吸附實驗實驗/實踐類型：操作型實驗學(xué)時：2學(xué)時實驗要求：培養(yǎng)觀察、分析和動手能力一、實驗/實踐目的1．了解高壓氣體吸附儀的基本組成和工作原理；2．掌握富有機質(zhì)巖石的甲烷吸附量測試的操作流程以及數(shù)據(jù)處理方法。二、實驗內(nèi)容1．認識高壓氣體吸附儀裝置并了解其工作原理；2．掌握甲烷氣體吸附量測試的操作流程；3.學(xué)會運用Excel軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理。三、儀器設(shè)備高壓氣體吸附儀、Excel軟件。四、實驗原理、方法、手段和步驟1．實驗原理nexcessnnnexcess(P,T)代表在壓力P和溫度T下測定的過剩吸附量，n∞和PL分別代表蘭氏體積和蘭氏壓力，ρg和ρa分別為甲烷游離相和吸附相的密度。2.實驗方法高壓氣體吸附實驗裝置如圖所示，主要由測量系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)和排空系統(tǒng)三部分組成。測量系統(tǒng)由樣品室（samplecell）、參考室（referencecell）、壓力傳感器（pressuretransducer）和閥門（V4和V5）組成，供氣系統(tǒng)主要由注射泵（syringepump）、甲烷氣瓶、氦氣氣瓶、閥門（V1和V2）組成，而排空系統(tǒng)主要包括真空泵（vacuumpump）和閥門（V3）。圖1高壓氣體吸附實驗裝置甲烷氣體吸附實驗通過逐步將甲烷氣體從參考室轉(zhuǎn)移到樣品室，在這個過程中不斷提高參考室中氣體的壓力，直到樣品室中氣體達到最終的平衡壓力。樣品吸附甲烷的物質(zhì)的量為從參考室中轉(zhuǎn)移來的甲烷的物質(zhì)的量與孔隙中自由氣體的物質(zhì)的量的差值。獲得的甲烷吸附等溫線可以用Langmuir模型進行擬合。2．實驗步驟(1)制備煤巖和頁巖樣品將煤巖和頁巖樣品粉碎為小于400μm（40目）的顆粒，并在105℃的真空干燥箱中干燥至少24小時。(2)空白吸附等溫線的測定將直徑已知的不銹鋼鋼珠裝滿樣品室，打開閥門V5、V4，通入一定壓力（20M