(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111623021.5 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 南京大学 地址 210023 江苏省南京市栖霞区仙林大 道163号 (72)发明人 曹剑　张瑞杰　靳军　向宝力　 马万云　李二庭　 (74)专利代理 机构 青岛清泰联信知识产权代理 有限公司 3725 6 代理人 张洁 (51)Int.Cl. G16C 20/10(2019.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于力学性质的有机质成熟度表征方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于力学性质的有机质 成熟度表征方法， 属于有机质成熟度表征领域。 包括对烃源岩样品进行镜质体 反射率测定， 得到 烃源岩样品的有机质成熟度， 并建立有机质成熟 度序列； 使用原子力显微镜测量烃源岩样品的杨 氏模量， 得到不同成熟度烃源岩样品中有机质的 杨氏模量； 结合有机质成熟度序列及杨氏模量， 利用回归分析方法， 构建有机质成熟度与杨氏模 量的S模型； 使用原子力显微镜测量未知烃源岩 样品的杨氏模量， 利用 S模型得到未知烃源岩样 品的有机质成熟度。 本发明应用于有机质成熟度 表征方面， 解决传统表征方法及谱 学技术表征方 法用于表征有机质成熟度时存在的各种局限性 与问题， 具有 适用范围广、 局限性小、 分析结果准 确的特点。 权利要求书1页 说明书6页 附图15页 CN 114283897 A 2022.04.05 CN 114283897 A 1.一种基于力学性质的有机质成熟度表征 方法， 其特 征在于， 包括： 建立有机质成熟度序列步骤， 包括对烃源岩样品进行镜质体反射率测定， 得到所述烃 源岩样品的有机质成熟度， 并建立有机质成熟度 序列； 获得杨氏模量步骤， 包括使用原子力显微镜测量所述烃源岩样品的杨氏模量， 得到不 同成熟度烃源岩 样品中有机质的杨氏模量； 构建S模型步骤， 包括结合所述有机质 成熟度序列及所述杨氏模量， 利用回归分析方 法， 构建有机质成熟度与杨氏模量的S模型； 确定未知烃源岩样品的有机质成熟度步骤， 包括使用原子力 显微镜测量所述未知烃源 岩样品的杨氏模量， 利用所述S模型 得到所述未知烃源岩 样品的有机质成熟度。 2.根据权利要求1所述的基于力学性质的有机质成熟度表征方法， 其特征在于， 还包 括： 检验镜质体反射率测定结果步骤， 包括在所述建立有机质成熟度序列步骤之后， 利用 传统生标参数检验由所述镜质体反射 率测定得到的所述有机质成熟度的结果。 3.根据权利要求2所述的基于力学性质的有机质成熟度表征方法， 其特征在于， 所述检 验镜质体反射 率测定结果 步骤具体包括： 对有机质中的饱和烃进行色谱质谱分析， 求取Ts/Ts+Tm， C29α α α20S/(20R+20S)、 20R   C29α β β /( α β β +α α α )， 霍烷/三环萜烷成熟度参数， 对比其与镜质体反射率的相关性， 检验镜 质体反射 率测定结果。 4.根据权利要求1所述的基于力学性质的有机质成熟度表征方法， 其特征在于， 还包 括： 烃源岩样品选择步骤， 包括在所述建立有机质成熟度序列步骤之前， 选择不同深度的 烃源岩样品。 5.根据权利要求4所述的基于力学性质的有机质成熟度表征方法， 其特征在于， 所述烃 源岩样品选择步骤中的所述烃源岩样品来自玛湖凹陷风城组和吉木萨尔凹陷芦草沟组， 有 机质类型均为 Ⅱ1型， 取自不同的深度。 6.根据权利要求1所述的基于力学性质的有机质成熟度表征方法， 其特征在于， 所述S 模型的拟合方程 为： 权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114283897 A 2基于力学性质的有机质成熟度表征方 法 技术领域 [0001]本发明属于有机质成熟度表征技术领域， 尤其涉及一种基于力学性质的有机质成 熟度表征 方法。 背景技术 [0002]成熟度是指有机质向油气转化的热力反应的程度， 其可以表征有机质成烃有效性 和产物性质， 理解有机质物理 ‑化学过程演化机理， 是评估油气资源量的重要参数。 如何准 确表征有机质成熟度是 烃源岩地球化学的重要问题。 [0003]有机质成熟度表征历来是石油地质领域研究的热点。 有机质成熟度表征主要经历 两个阶段， 第一阶段为传统表征方法， 第二阶段为谱学技术表征方法。 其中， 在传统表征方 法中， 镜质体反射率(Ro)是最常用的方法， 但其对于缺乏陆源高等植物输入、 以及较老的地 层并不适用， 因此， 对于求取镜质体反射率困难的地层， 前人建立了可替代的固体沥青、 笔 石等镜质体反射率当量模型， 然而由于各向异 性， 该方法也面临着一些不确定性； 岩石热解 参数S2对应的Tmax峰值也是常用的求取热成熟度的参数， 前人建立了不同条件 下Tmax与Ro 的模型， 但对于高成熟度以及 TOC含量低的地层， S2峰往往不 发育， 导致 成熟度测定不准确； C29甾烷异构化参数是常用的成熟度生标指标， 但在Ro大于1.0％后， 存在异构化平衡区间， 在高成熟、 微 生物降解 地层不适用。 由此 可见， 传统的成熟度表征 方法存在种 种的局限性。 [0004]谱学技术表征方法包括拉曼光谱(Raman)、 红外光谱(FTIR)、 核磁共振光谱(NMR) 等谱学技术。 然而， 上述基于化学结构表征成熟度的方法存在一些共同的局限性： 测试对有 机质规格有一定要求； 受有机质类型影响较大， 以拉曼光谱为例， 成熟度参数峰间距(G ‑D1) 在不同类型有机质中有不同的回归曲线； 并且谱学方法无法定量； 结构参数与Ro关系布明 确。 这些问题都是制约谱学技 术应用的难点。 发明内容 [0005]针对现有技术存在的不足之处， 本发明所要解决的技术问题是克服现有传统表征 方法及谱学技术表征方法用于表征有机质成熟度时存在的各种局限性与问题， 提出一种具 有适用范围广、 局限性小、 分析 结果准确的基于力学性质的有机质成熟度表征 方法。 [0006]为解决所述 技术问题， 本发明采用的技 术方案为： [0007]本发明提供一种基于力学性质的有机质成熟度表征 方法， 包括： [0008]建立有机质成熟度序列步骤， 包括对烃源岩样品进行镜质体反射率测定， 得到所 述烃源岩 样品的有机质成熟度， 并建立有机质成熟度 序列； [0009]获得杨氏模量步骤， 包括使用原子力显微镜测量所述烃源岩样品的杨氏模量， 得 到不同成熟度烃源岩 样品中有机质的杨氏模量； [0010]构建S模型步骤， 包括结合所述有机质成熟度序列及所述杨氏模量， 利用回归分析 方法， 构建有机质成熟度与杨氏模量的S模型； [0011]确定未知烃源岩样品的有机质成熟度步骤， 包括使用原子力显微镜测量所述未知说　明　书 1/6 页 3 CN 114283897 A 3