Скачать презентацию Органическое вещество в литогенезе Лекция 8 ТРАНСФОРМАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО Скачать презентацию Органическое вещество в литогенезе Лекция 8 ТРАНСФОРМАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО

катагенез.ppt

  • Количество слайдов: 48

Органическое вещество в литогенезе Лекция 8 ТРАНСФОРМАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В КАТАГЕНЕЗЕ Органическое вещество в литогенезе Лекция 8 ТРАНСФОРМАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В КАТАГЕНЕЗЕ

 Катагенетические преобразования OB • Катагенез является ведущим процессом в преобразовании ОВ, генерации нефти Катагенетические преобразования OB • Катагенез является ведущим процессом в преобразовании ОВ, генерации нефти и/или газа и в изменении свойств нефтегазоносных отложений , что в совокупности определяет закономерности распределения нефти и газа в земной коре. • Катагенез – это направленный по действию комплекс постдиагенетических процессов, протекающих в осадочных породах вплоть до их превращения в метаморфические. • Область катагенеза в стратисфере: • Диапазон изменения температур: от 20 -25 до 300 -350°С • геостатического давления: до 250 -300 м. Па • глубин зон катагенеза: от 0, 3 -1 км до 15 -20 км

 Факторы катагенеза • Катагенетические изменения пород и ОВ обусловлены действием ряда взаимосвязанных факторов Факторы катагенеза • Катагенетические изменения пород и ОВ обусловлены действием ряда взаимосвязанных факторов , главными из которых являются температура (Т) и давление (Р). • А также зависят от длительности воздействия этих факторов – геологическое время. • Конкретные значения Т и Р, их изменения во многом определяются особенностями геологического развития осадочно-породного бассейна.

 Влияние температур • Главный источник тепла в недрах — эндогенное тепло Земли, проявляющееся Влияние температур • Главный источник тепла в недрах — эндогенное тепло Земли, проявляющееся в геотемпературных полях и геотермических градиентах (от 2, 5 до 7°С на 100 м). • Распределение температур в недрах — геотемпературные поля — зависит как от величины теплового потока , так и от теплофизических свойств различных типов пород, тектонического развития, подвижности и мощности земной коры, динамики подземных вод, геохимической обстановки, магматической активности, наличия вечной мерзлоты и др. • Интенсивность тепловых потоков, как и значения геотермических градиентов, не постоянны, а меняются во времени и пространстве. • Распределение Т в осадочной толще основаны на признании ведущей роли глубинного теплового потока , усиления его за счет радиоактивных процессов, хода некоторых экзотермических реакций, сопровождающих преобразование ОВ и минеральной части пород и перераспределения в ней тепла.

 Схема распределения современных Т в кровле доюрского фундамента Западно-Сибирской плиты (Курчиков, Ставицкий, 1989) Схема распределения современных Т в кровле доюрского фундамента Западно-Сибирской плиты (Курчиков, Ставицкий, 1989)

 Влияние давления • Давление обычно изменяется вместе с Т. • Большинство исследователей считают, Влияние давления • Давление обычно изменяется вместе с Т. • Большинство исследователей считают, что Р в пределах Т, обычных для осадочного чехла, не оказывает существенного влияния на процессы преобразования ОВ , а значительно больше влияет на минеральную часть пород, и прежде всего, на их физические свойства (плотность, пористость и др. ) • Увеличение давления за счет замедленного оттока образовавшихся газов способно затормозить процессы преобразования ОВ. Многочисленные эксперименты по преобразованию ОВ при разных давлениях подтвердили этот факт. • Суммируя экспериментальные исследования по влиянию Р на ход преобразований ОВ, можно заключить, что Р без изменения объема замедляет катагенез , а Р, увеличивающееся с глубиной, способствует преобразованию ОВ.

 Роль геологического времени • Вопрос о роли времени при катагенезе ОВ до сих Роль геологического времени • Вопрос о роли времени при катагенезе ОВ до сих пор остается дискуссионным. • Одни исследователи считают, что катагенетическое воздействие — процесс относительно кратковременный и геологическое время в преобразовании ОВ роли не играет, что даже 20 -40 -кратная разница в длительности процесса не создает ощутимых различий в итоге метаморфизма. • Другие - геологическое время играет определенную роль в ходе катагенетических процессов — оно компенсирует Т , необходимую для превращения ОВ (Н. В. Лопатин). • Для определения количества тепла, воздействующего на ОВ в течение всей геологической истории, им были введены понятия элементарный импульс тепла ( τ ), и суммарный импульс тепла ( СИТ ). Для определения τ он использовал допущение, вытекающее из правила Вант-Гоффа, что повышение температуры на 10°С увеличивает скорость химической реакции в два раза , таким образом, τ представляет собой произведение коэффициента скорости реакции на промежуток времени, в течение которого ОВ находилось в данных геотермических условиях. • СИТ представляет сумму элементарных импульсов ( τ ), величина безразмерная, изменяющаяся в пределах зоны мезокатагенеза более чем в 10 раз.

 Роль геологического времени • Критика. • Связь степени катагенеза и времени воздействия Т, Роль геологического времени • Критика. • Связь степени катагенеза и времени воздействия Т, если и существует, то не прямая. • Во-первых, вопрос о длительности воздействия Т на ОВ нельзя рассматривать в отрыве от величин самих Т , причем это касается в основном высоких Т. • Во-вторых, влияние фактора времени проявляется в разрезах с невысокими скоростями накопления осадков. • В пределах осадочного разреза действие этого фактора незначительно — уровень преобразованности ОВ не превышает половины градации при различии длительности воздействия Т в несколько сотен миллионов лет. • В-третьих, аномально низкая степень катагенеза ОВ в условиях воздействия повышенных Т и глубин, наблюдаемая в разрезах молодых (кайнозойских) прогибов и впадин, обусловлена, видимо, не столько недостатком времени воздействия повышенных Т, сколько избыточным Р , возникающим в результате повышенных скоростей осадконакопления, и отсутствием в связи с этим условий эмиграции флюидов, и, естественно, тормозящим ход катагенетических превращений ОВ.

 Литологический состав пород • Отмечается уменьшение катагенетической превращенности в ряду уголь- аргиллит-песчаник, что Литологический состав пород • Отмечается уменьшение катагенетической превращенности в ряду уголь- аргиллит-песчаник, что связано с теплопроводностью пород, поскольку геотермический градиент обратно пропорционален теплопроводности пород. • Наибольшей теплопроводностью обладает соль, затем песчаники, наименьшей - угли. • В природе, как правило, очень редки мощные разрезы, сложенные одним типом пород, поэтому четкого влияния литологического состава на зональность катагенеза РОВ не наблюдается. • Исключением являются мощные эвапоритовые толщи, особенно в районах интенсивного развития соляной тектоники. Например, в Прикаспийской впадине.

Основные параметры углефикации Выделение градаций катагенеза по разным параметрам свойств и состава углей Разные Основные параметры углефикации Выделение градаций катагенеза по разным параметрам свойств и состава углей Разные научные школы выработали шкалы для определения стадий катагенеза. Большинство исследователей пользуется шкалой Н. Б. Вассоевича. Для наименования ранней , средней и поздней подстадии катагенеза рекомендуется использовать древнегреческие префиксы «прото» , «мезо» и «апо» . При подразделении прото-, мезо- и апокатагенеза на градации достаточно ограничиться аббревиатурами с соответствующими индексами: для протокатагенеза — ПК 1 , ПК 2 , ПК 3 ; мезокатагенеза — МК 1 МК 2, МК 3, MK 4, MK 5; для апокатагенеза — AK 1, AK 2, АК 3, АК 4.

 Методы определения степени катагенетической преобразованности ОВ • Первые критерии интенсивности катагенеза были разработаны Методы определения степени катагенетической преобразованности ОВ • Первые критерии интенсивности катагенеза были разработаны для углей, так как основные факторы катагенеза – Т и Р оказывают значительное влияние на свойства углей. Еще в конце XIX в. были разработаны шкалы углефикации (карбонизации), основанные на последовательных рядах марок каменных углей. • На примере разных регионов было установлено, что характер преобразования РОВ в принципе такой же, как и КОВ. • Для определения степени «метаморфизма» (катагенеза) углей стали использовать оптические свойства мацералов , прежде всего отражательную способность ( ОС ) или показатель отражения (ПО) витринита (Vt) в воздухе (Ra) и/или в масле (Rо). • Под воздействием Т , Р и других факторов изменяется не только ОВ, но и содержащая его порода, меняются физические свойства (плотность, пористость, теплопроводность и др. ), а также минеральный состав. Изменения минерального состава и физических свойств пород также являются основой для построения шкал катагенеза.

 Показатель отражения витринита (ПОВ) • Для установления степени преобразованности РОВ главным образом используются Показатель отражения витринита (ПОВ) • Для установления степени преобразованности РОВ главным образом используются две группы методов: • оптические и геохимические. • Наиболее точным и надежным методом является определение ПОВ витринита углистого детрита или углей. • В лишенных витринита толщах, и прежде всего в докембрийских и нижнепалеозойских отложениях, используется показатель преломления микрокомпонентов РОВ — коллохитинита, коллоальгинита, псевдовитринита.

 Изменение свойств углей в процессе углефикации • Vdaf – выход летучих компонентов – Изменение свойств углей в процессе углефикации • Vdaf – выход летучих компонентов – параметр выделения марок КУ • Y, мм – толщина спекающегося слоя (показатель коксуемости КУ) увеличение стадии катагенеза Ro – отражательная способность витринита

Стадии углефи Градации Значения Ro (%) -кации по Н. Б. Вассоевичу Б 1 - Стадии углефи Градации Значения Ro (%) -кации по Н. Б. Вассоевичу Б 1 - Б 3 ПК 1 - ПК 3 0, 25 -0, 50 Д, Г, Ж МК 1 - МК 3 0, 50 -1, 15 К МК 4 1, 15 -1, 60 ОС МК 5 1, 60 -2, 05 Т - ПА АК 1 - АК 2 более 2, 05 Значения показателя отражения витринита (ПОВ), градации катагенеза, марки КУ

 Показатель отражения витринита Сводная шкала катагенеза по отражательной способности витринита Стадии Марк Ro, Показатель отражения витринита Сводная шкала катагенеза по отражательной способности витринита Стадии Марк Ro, % (в масляной эмерсии) Ra, % (в катагенез и ВСЕГЕИ Аммосов Вассоевич воздухе) Парпарова, а углей И. И. Н. Б. и др. Аммосов и (1975) др. (1990) (на конец градации) ПК Б 0. 42 0. 45 0. 50 6 -7. 1 МК 1 Д 0. 80 0. 60 0. 65 7. 1 -7. 6 МК 2 Г 0. 90 0. 76 0. 85 7. 6 -8. 4 МК 3 Ж 1. 22 1. 05 1. 15 8. 4 -9. 0 МК 4 К 1. 45 1. 32 1. 55 9. 0 -10. 0 МК 5 ОС 1. 80 1. 70 2. 00 10. 0 -10. 9 АК 1 Т 2. 5 10. 9 - 12 АК 2 А До 13

 Показатель преломления коллоальгинита Приближенное соотношение показателя отражения (R Vt), преломления 0 (N Vt) Показатель преломления коллоальгинита Приближенное соотношение показателя отражения (R Vt), преломления 0 (N Vt) витринита и показателя преломления коллогальгинита (N КА) (Парпарова, Жукова, 1990) Шкала катагенеза Показатель катагенеза ОВ по витриниту Показатель ОВ катагенеза по коллоальгиниту R 0 Vt, % N Vt N КА ПК (Б) 0. 2 -0. 45 1. 65 -1. 720 1. 620 -1. 665 МК 1 (Д) 0. 45 -0. 60 1. 720 -1. 760 1. 665 -1. 695 МК 2 (Г) 0. 60 -0. 85 1. 760 -1. 810 1. 695 -1. 755 МК 3 (Ж) 0. 85 -1. 15 1. 810 -1. 850 1. 755 -1. 830 МК 4 (К) 1. 15 -1. 55 1. 850 -1. 900 1. 830 - МК 5 (ОС) 1. 55 -2. 0 1. 900 -1. 950 1. 890 АК 1 (Т) 2. 0 -2. 5 1. 950 -1. 980 1. 890 -1. 940 АК 2 (ПА) 2. 5 -3. 5 1. 980 -1. 995 1. 940 -2. 00 АК 3 -4 (А) 3. 5 -7 1. 995 -2. 05 МА-графит 7 -14 >2. 05

 Показатель отражения витринита Преимущества метода определения показателя отражения витринита (ПОВ): • Оценивает степень Показатель отражения витринита Преимущества метода определения показателя отражения витринита (ПОВ): • Оценивает степень преобразования ОВ терригенных отложений от девона до кайнозоя • Интервал изменения значений ПОВ от торфяной (ДГ) до суперантрацитовой (АК) стадии Недостатки метода: • Витринит встречается в большом количестве в гумусовых углях и углистом детрите ОВ, а в морском сапропелевом ОВ почти отсутствует • Интервалы показателя отражения витринита между границами стадий катагенеза нерезкие, так как различные типы органического вещества имеют различный состав и различные темпы преобразования, зависящие от повышения температуры. • Породы докембрийского, ордовикского и силурийского возраста не содержат витринит.

 Температурно-временной индекс • Время нахождения ОВ в зоне воздействия определенных Т используется при Температурно-временной индекс • Время нахождения ОВ в зоне воздействия определенных Т используется при определении степени термической измененности ( «зрелости» ) керогена. • TTI - time - temperature index (температурно-временной индекс) – геохимический показатель, учитывающий влияние фактора времени и Т на степень зрелости керогена. • Для подсчета TTI необходимы данные о геотермическом градиенте и о времени нахождения нефтематеринской породы (НМП) в зоне воздействия определенных Т. где i – температурные интервалы, на каждом из которых Т увеличилась на 10 о. С; Δ Тi-время нахождения исследуемого пласта в данном температурном интервале; rin - функция изменения Т на каждом i-ом интервале, учитывающая зависимость уровня зрелости от Т. Обычно значение r принимают равным 2, что означает удвоение скорости преобразования с увеличением Т на каждые 10 о С. Значение r может изменяться от 1. 6 до 2. 5 в зависимости от типа керогена. n - для температурного интервала 100 -110 о С принимается за 0. При более высоких Т n увеличи- вается на 1 для каждых интервалов 10 о. С, при более низких, соответственно, уменьшается на 1. Главной зоне нефтеобразования соответствуют значения TTI от 15 до 160.

 Цветовые шкалы • С изменением преобразованности РОВ изменяется окраска керогена (НОВ) в проходящем Цветовые шкалы • С изменением преобразованности РОВ изменяется окраска керогена (НОВ) в проходящем свете. • Ф. Л. Стаплиным была предложена шкала катагенеза, основанная на окраске нерастворимой части ОВ , названная индексом термического превращения (Thermal Alteration Index — TAI). • Эта шкала получила наиболее широкое распространение в качестве основной шкалы для измерения степени термического превращения НОВ, устанавливаемой с помощью микроскопа.

 GENERATIVE SYSTEM Индексом термического превращения THERMAL ALTERATION INDEX (TAI) Roeq. 1. 0 1. GENERATIVE SYSTEM Индексом термического превращения THERMAL ALTERATION INDEX (TAI) Roeq. 1. 0 1. 5 From colour chart • С изменением TAI = 1 преобразованности РОВ изменяется окраска керогена (НОВ) в проходящем свете. TAI = 2 Evaluation of increasing opacity due to maturity : => Thermal Alteration Index (TAI) TAI = 3 It’s possible to define a VRo equivalent using a colour chart => VRo TAI = 4 Maturity increase eq TAI = 5 Pollen - Classopollis - Jurassic of Madagascar The darker: the more mature 20

 Цветовые шкалы Шкала TAI (показатель термического превращения) по изменению цвета керогена в проходящем Цветовые шкалы Шкала TAI (показатель термического превращения) по изменению цвета керогена в проходящем свете (Стаплин, 1969) То. С R 0 TAI Цвет Уровень зрелости Перспективы % керогена нефтегазонос ности 30 0. 2 1 неизмененный Светло- Сухой газ 5 желтый 50 0. 2 1+ малоизмененный Желтый Незрелый Сухой газ, 6 тяжелая нефть 100 0. 3 2 умеренно Оранжевый Нефть, жирный измененный газ 150 1. 0 3 сильно Коричневый Конденсат, измененный Зрелый жирный газ 175 4. 0 4 очень сильно Темно- Сухой газ измененный коричнев ый >200 11. 5 Черный метаморфизованный Сухой газ, нет 0 метаморфизован УВ ный

 Цветовые шкалы • По цвету спор в проходящем свете была разработана 10 - Цветовые шкалы • По цвету спор в проходящем свете была разработана 10 - балльная цветовая шкала , названная «Показатель цвета спор» — SCI. • Эта шкала считается наиболее точной.

 Шкала SCI – 10 баллов ПК-МК 1 МК 2 МК 3 -4 МК Шкала SCI – 10 баллов ПК-МК 1 МК 2 МК 3 -4 МК 3 -4

 Цветовые шкалы • Для определения уровня катагенеза также используется свойство конодонтов - изменять Цветовые шкалы • Для определения уровня катагенеза также используется свойство конодонтов - изменять окраску в зависимости от степени превращенности вмещающих их пород (индексов окраски конодонтов — ИОК); . • Выделяются девять градаций окраски конодонтов. Конодонты с ростом катагенеза меняют окраску от бледножелтой через черную до молочнобелой , ИОК хорошо коррелируется с ПО витринита. • Этот метод успешно используется прежде всего при изучении нижнепалеозойских образований, лишенных витринита.

 Цветовые шкалы Шкала ИОК (индекс окраски конодонтов) по изменению цвета конодонтов в проходящем Цветовые шкалы Шкала ИОК (индекс окраски конодонтов) по изменению цвета конодонтов в проходящем свете (D. Clark, 1981) Преимущества метода: • Конодонты широко распространены в морских отложениях от кембрия до триаса • Дает возможность определить катагенез в карбонатных породах • Недорогой, экспрессный метод

 Изменение показателей отражении витринита и флюоресценции альгинита в зависимости от степени преобразованности водорослей Изменение показателей отражении витринита и флюоресценции альгинита в зависимости от степени преобразованности водорослей

 GENERATIVE SYSTEM VRo EQ FROM FLUORESCENCE MEASUREMENTS Spectrofluorimetry of exinites : –It can GENERATIVE SYSTEM VRo EQ FROM FLUORESCENCE MEASUREMENTS Spectrofluorimetry of exinites : –It can complete or be a substitute for vitrinite reflectance (for instance in case of lack of vitrinite) –There is a colour chart to convert optical observation into VRo. Maturity eq VRo eq : 0. 3 VRo eq : 1. 2 Chromatic scale 27

 Непрерывная шкала катагенеза углей • Американскими исследователями А. Худом и С. Гутьяром была Непрерывная шкала катагенеза углей • Американскими исследователями А. Худом и С. Гутьяром была предложена непрерывная шкала катагенеза углей LOM ( Level organic metamofism — уровень органического метаморфизма). • В качестве эталона ими был взят новозеландский разрез третично- мелового возраста, содержащий угли от торфа до метаантрацита , постепенно сменяющие друга при постоянном геотермическом градиенте. • Шкала имеет постоянный масштаб от 0 до 20. Авторы предложили под LOM понимать определенный этап катагенеза и показали его соотношение с физическими и химическими параметрами углефикации.

 Сопоставление различных шкал 1 2 3 1. Ro - ОС в масле 2. Сопоставление различных шкал 1 2 3 1. Ro - ОС в масле 2. LOM (Level organic metamofism —уровень органического «метаморфизма» ). 3. Интенсивность флуоресценции споринита.

 Цветовые шкалы • Для определения катагенетической преврашенности РОВ успешно используются люминесцирующие (флуоресцирующие) свойства Цветовые шкалы • Для определения катагенетической преврашенности РОВ успешно используются люминесцирующие (флуоресцирующие) свойства споринита . Интенсивность флуоресценции является одним из лучших показателей зрелости при низких значениях ОС витринита (менее 0, 3%), однако этот метод не может быть использован для высокой степени преобразованности, так как споринит утрачивает способность флуоресцировать. • Изменяется от 1, 0 (середина ПК 2 ) до 0, 12 (середина МК 3)

 Цветовые шкалы Преимущества использования цветовых шкал: Определение цвета палиноморф (проходящий свет): • обеспечивает Цветовые шкалы Преимущества использования цветовых шкал: Определение цвета палиноморф (проходящий свет): • обеспечивает точную оценку ранней стадии катагенеза ОВ (от торфяной (ДГ) до жирной стадии (МК )) 3 • имеют хорошую сохранность и наиболее обильны в терригенных породах Определение цвета конодонтов (проходящий свет) • надежно обеспечивают оценку зрелости ОВ ордовикских, силурийских, девонских и каменноугольных отложений и в меньшей мере – кембрийских, где они редки • позволяет определить степень катагенетической преобразованности ОВ от буроугольной стадии (ПК) до графитовой (метагенез)

 Геохимическим и физико-химическим методы • К геохимическим и физико-химическим методам определения уровня катагенетической Геохимическим и физико-химическим методы • К геохимическим и физико-химическим методам определения уровня катагенетической преобразованности РОВ относится: • 1) элементный состав керогена, • 2) метод пиролиза Rock-Eval • 3) выход битумоидных компонентов, • 4) состав битумоидов, • 5) состав УВ фракций, • 6) углеводородный состав ОВ, • 7) зрелость, определенная по хемофоссилиям ( УВ бензиновых фракций, стеранам, моно- и триароматическим стероидам гопанам, трициклическим нафтенам – хейлантанам, бензотиофенам, порфиринам, фенантреновый и диметилнафталиновый индексы, ). • В целом геохимические методы не дают точных подразделений градаций катагенеза, но позволяют определить относительную преобразованность РОВ на уровне: незрелое, малозрелое, высокозрелое (перезрелое), хотя в настоящее время составлены количественные шкалы, где есть сравнение с ОС.

 Пиролиз Пиролитические исследования (Rock-Eval) – определение типа ОВ, генерационного потенциала и степени зрелости Пиролиз Пиролитические исследования (Rock-Eval) – определение типа ОВ, генерационного потенциала и степени зрелости ОPI= S 1 /(S 1 +S 2) - количество УВ, которые могут образоваться (степень зрелости) - индекса продуктивности Водородный индекс S 3 HI =[(S 2 х 100)мг/г]/ (%ТОС) – тип керогена 1. < 150 - газоматеринское; S 1 2. 150 -300 - нефтегазоматеринское; S 2 3. > 300 - это нефтематеринское (при Rо = 0, 6 %) Кислородный индекс OI =[(S 3 х 100)мг/г]/ (%ТОС) Генерационный потенциал = (S 1+S 2), мг/г< 2 - бедная НГМП 2 - 6 – хорошая > 6 - очень хорошая ТОС - Сорг Тмах – степень зрелости

GENERATIVE SYSTEM Катагенетическая зрелость ОВ : химические и физические шкалы – Rock-Eval пиролиз : GENERATIVE SYSTEM Катагенетическая зрелость ОВ : химические и физические шкалы – Rock-Eval пиролиз : Tmax (пик S 2) Tmax 415 430 470 500 – 34

 Шкалы эволюции пород и ОВ в процессе литогенеза • Разные исследователи (Тиссо и Шкалы эволюции пород и ОВ в процессе литогенеза • Разные исследователи (Тиссо и Вельте, 1981; Н. Б. Вассоевич, 1969) по разному ограничивают стадии диагенеза, катагенеза и метагенеза. Тиссо и Вельте Rо – показатель ! отражения витринита Ro в масле ! Vг – выход летучих КУУЛ – каменный уголь (КУ) с высоким выходом летучих КУНЛ – КУ с низким выходом летучих Главные отличия в понимании границ диагенеза и катагенеза. Мы ограничиваем диагенез температурой 25°С, Тиссо - 50°С (Rо = 0, 5% )

 Пиролитический метод исследования Корреляционная зависимость между показателем отражения витринита и пиролитическим параметром Тmax Пиролитический метод исследования Корреляционная зависимость между показателем отражения витринита и пиролитическим параметром Тmax (М. Тайхмюллер, 1960) Корреляция пиролитических параметров с отражательной способностью витринита и стадиями катагенеза

 Пиролитический метод исследования Степень катагенеза керогена определяется методом пиролиза Rock-Eval по максимальной температуре Пиролитический метод исследования Степень катагенеза керогена определяется методом пиролиза Rock-Eval по максимальной температуре (Тмах) выхода жидких УВ, которая коррелируется с определениями ПО витринита (R°): Tmax < 435°С соответствует значениям Rо < 0, 5 (ПК ) ; Ттах3= 435 -460°С - Rо = 0, 5 -1, 15 (МК 1 -МК 3); Ттах > 460°С – Rо - более 1, 15 (МК 4 -МК 5); ГЗН или нефтяное окно определяется следующими значениями индекса продуктивности OPI = 0, 1 -0, 4; [OPI = S 1/(S 1 + S 2)] – коэффициент превращенности. Корреляционная зависимость между показателем отражения витринита и пиролитическим параметром Тmax (М. Тайхмюллер, 1960) Диаграмма HI-Tmax (Эспиталье и др. 1985)

 Геохимические методы (по керогену) Диаграмма Ван-Кревелена (Тиссо, Вельте, 1981) Ro TAI Диаграмма Ван-Кревелена Геохимические методы (по керогену) Диаграмма Ван-Кревелена (Тиссо, Вельте, 1981) Ro TAI Диаграмма Ван-Кревелена со значениями баллов термального Ro индекса изменения TAI и показателем отражения витринита (Peters, Moldovan, 1993)

 Пиролитический метод исследования Сопоставление значений Тmax , ПО витринита, индекса продуктивности (PI) и Пиролитический метод исследования Сопоставление значений Тmax , ПО витринита, индекса продуктивности (PI) и показателя термического превращения (TAI) со стадиями катагенеза (Эспиталье, 1995) Параметры диагенез мезокатагенез апокатагенез протокатагенез Незрелое ОВ ГЗН Генерация конденсата жир. газа сухих газов Тmax, 0 С <430 430 -475 457 -475 465 -530 530 -650 Rо , % 0. 3 -0. 5 0. 5 -1. 35 1. 15 -1. 5 -2. 0 -3. 0 PI=[S 1/S 1+S 2] <0. 1 0. 1 -0. 4 >0. 4 TAI, балл 1 -1. 5 1. 5 -3 3 -3. 5 3. 5 -4 4 -5

 Геохимические методы • Помимо уменьшения значений Н/С и О/С с ростом катагенеза изменяется Геохимические методы • Помимо уменьшения значений Н/С и О/С с ростом катагенеза изменяется выход битумоидов - битумоидный коэффициент, соотношение групп УВ (отношение ароматических УВ к сумме метановых и нафтеновых), уменьшается значение Ar /( Me + N ), CPI (нч/ч), меняется характер распределения н-алканов и т. д.

 Геохимические параметры (бензиновые фракции) • «Зрелость» нефти можно характеризовать коэффициентом метаморфизма , предложенным Геохимические параметры (бензиновые фракции) • «Зрелость» нефти можно характеризовать коэффициентом метаморфизма , предложенным В. К. Шиманским, который может быть рассчитан для УВ бензиновых фракций с шестью и семью атомами углерода в молекуле: • Км 6 = н-С 6/∑изо. С 6 +МЦП + ЦГ • Км 7=н-С 7/∑изо. С 7+∑цикло. С 7 • По коэффициентам Томпсона: • Т 1 =2 МГ +3 МГ/1, 2 ДМЦПт+1, 3 ДМЦПт • Т 2 =н-С 7/(ЦГ +1, 3 ДМЦПт +1, 3 ДМЦПц+1, 2 ДМЦПт+1, 2 ДМЦПц +1, 1, 3 ТМЦП) • Коэффициенты метаморфизма и коэффициенты Томпсона имеют один и тот же геохимический смысл - возрастание концентрации н-алканов и метилзамещенных алканов с увеличением Т в залежах.

 Геохимические параметры (средние фракции) • Как показатель зрелости в большей мере в ОВ, Геохимические параметры (средние фракции) • Как показатель зрелости в большей мере в ОВ, часто рассматривают показатель «нечетности» н-алканов. Филлипи Д. Т. предлагает использовать отношение • 2 н-С 29/(н-С 28 +н-С 30) • Брей Е. Е. и Эванс Е. Д. ввели в практику коэффициент СPI (Carbon Preference Index) для УВ н-С 24 -н-С 34 • CPI= 1/2[(C 25+C 27+C 29+C 31+C 33) / (C 24+C 26+C 28+C 30+C 32)+ (С 25+С 27+С 29+С 31+С 33) / (С 26+С 28+С 30+С 32+С 34)]

Геохимические методы (по отношению изопреноидных к н-алканам) Диаграмма Кеннона-Кассоу Геохимические методы (по отношению изопреноидных к н-алканам) Диаграмма Кеннона-Кассоу

 Геохимические методы (по биомаркерам) Эпимеризация УВ Стераны ββ/(ββ+αα) катагенез С 29 αα С Геохимические методы (по биомаркерам) Эпимеризация УВ Стераны ββ/(ββ+αα) катагенез С 29 αα С 29 ββ для C 29 Биостеран Геостеран Тритерпаны катагенез βα/(αβ+βα) для C 30 С 30 βα С 30 αβ Моретан Геогопан Ароматизация циклоалкановых УВ Ароматические стероиды катагенез ТА 28/ (ТА 28+МА 29) МА С 29 ТА С 28

 Диагенетическая и катагенетическая эволюция стероидов и гопаноидов в ископаемом органическом веществе В диагенезе Диагенетическая и катагенетическая эволюция стероидов и гопаноидов в ископаемом органическом веществе В диагенезе биомолекулы (спирты, кислоты) преобразуются в УВ с сохранением структуры углеродного скелета. В катагенезе структура углеродного скелета становиться более устойчивой – геостераны, нефтяные гопаны, моретаны. При этом при определенных Т устанавливается количественное равновесие био- и геоструктур.

 Биомаркерный анализ • ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАДИИ КАТАГЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОВ ПОРОД, СТЕПЕНИ ЗРЕЛОСТИ НЕФТИ MPI-1 Биомаркерный анализ • ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАДИИ КАТАГЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОВ ПОРОД, СТЕПЕНИ ЗРЕЛОСТИ НЕФТИ MPI-1 = 1, 5 [(2 -МР) + (3 -МР)] / [P + (1 -MP) + (9 -MP)] – метилфенантреновый индекс DNI =-log ((1. 8 -DMN) /(∑DMNs)) – диметилнафталиновый индекс (ТА 20+21) / (ТА 20+21+26+27+28); ТА 20 / ТА 28 (S+R) Порфирины Этио / ДФЭП

 Биомаркерный анализ • Определение «зрелости» • Различные молекулярные параметров «зрелости» нефтей и ОВ Биомаркерный анализ • Определение «зрелости» • Различные молекулярные параметров «зрелости» нефтей и ОВ пород для определения стадий катагенеза. [S. K. Killops, V. J. Killops, 1993] ТАИ

 Выводы Принципы использования параметров и методов для определения стадии катагенеза: • Необратимость процессов Выводы Принципы использования параметров и методов для определения стадии катагенеза: • Необратимость процессов преобразования • Изменение в узком диапазоне условий • Широкая распространенность • Возможность неоднократных замеров В большей степени этим принципам соответствует метод определения показателя отражения витринита и метод пиролиза