[发明专利]用于定量沉积岩样品中黄铁矿硫和有机硫的方法

说明书

用于有区分地表征和定量沉积岩样品中黄铁矿硫和有机硫的方法。使岩石样品在惰性气氛中经受加热过程，对由在惰性气氛中进行这种加热产生的流出物进行连续氧化，连续测定释放的SO₂，并由此推断出热解硫含量和热解黄铁矿硫含量。然后在氧化气氛中加热来自在惰性气氛中经过加热的残余物，连续测定释放的SO₂，并由此至少推断出氧化硫含量。黄铁矿硫含量由如下确定：热解黄铁矿硫含量，以及考虑到表示黄铁矿热降解速率的第一参数、表示矿物基质影响的第二参数和表示有机物质基质影响的第三参数的加权函数。有机硫含量至少由氧化硫含量、热解硫含量和黄铁矿硫含量进一步确定。应用：尤其用于石油勘探开发。

技术领域

本发明涉及石油工业技术领域，并且更具体地涉及对烃进行捕获的地质构造勘探开发领域。

更具体地说，本发明涉及对存在于沉积岩中的硫进行表征和定量，所述沉积岩例如富含有机物质的海成粘土。

为了满足不断增长的能源需求，石油工业越来越多地致力于非常规原油的生产，所述非常规原油的含硫量高于常规油。这样一来，非常规原油的硫含量和其含有的有机硫化合物的类型是这种油和由其获得的精炼产品的质量的关键参数。此外，法规规定的精炼产品的硫含量越来越低。因此，重要的是能够精确地表征和定量这些含硫原油来源的岩石中存在的硫。

在石油母岩的情况中，两种主要的硫化合物是有机硫和黄铁矿硫。有机硫独立于黄铁矿硫，其的定量在石油勘探中非常重要，因为它可以使人们准确地知道与母岩中有机物质相关的硫的量，这是由这些母岩产生的油中所存在的硫的来源。特别是，黄铁矿硫和有机硫的分开定量允许：

-表征母岩的有机物质类型并预测母岩所产生的油的有关其硫含量的质量：实际上，母岩的有机物质类型的表征通常是根据该有机物质的元素碳(C)、元素氢(H)和元素氧(O)含量进行的。使用显示出氢/碳(H/C)原子比是氧/碳(O/C)原子比的函数的常规范克雷维伦图(Van Krevelen diagram)实现了该有机物质类型的常规表征。有机物质产生油的潜力取决其于H、C和O组成，该图允许根据其石油潜力区分三种有机物质类型。实际上，该图可与有机物质的来源和沉积环境相关。通常，区分湖泊型(I型)、海洋型(II型)和陆地型(III型)的有机物质。有机物质中硫的定量与黄铁矿中的硫(或黄铁矿硫)无关，其提供了另外的参数，使得能够更精细地表征有机物质类型，并因此更精细地表征其沉积环境以及其可以产生的油的类型。这种更精细的表征用三维范克雷维伦图进行：H/C是O/C和S^有机/C的函数，其中，S^有机是有机硫的含量。该扩充的图允许更精细地区分各种有机物质类型，特别是鉴别IS和IIS型有机物质，所述IS和IIS型有机物质具有与I型和II型相同的来源但含有硫，并且可能在缺氧或静海环境中沉积。这种硫的存在也表明从该有机物质裂化中获得的油将含有更多的硫。通常，涉及母岩的有机物质类型的数据提供了关于母岩产生油的潜力和关于预期的油质量的信息，特别是关于其硫含量的信息；

-为油-母岩相关性提供额外参数：实际上，油-母岩相关性是本领域技术人员为评估石油系统而进行的非常重要的勘测。其包括在储层(reservoir)中包含的油与产生这些油的母岩之间建立连接。人们知道含有富含硫的有机物质的母岩裂解导致形成了同样富含硫的油和气体，因此一种对有机物质中存在的硫(与黄铁矿中的硫无关)进行定量的方法提供了油-母岩相关性的关键参数。

背景技术

显然，已经知道了关于用于表征和定量沉积岩或石油产品样品中的硫的装置和方法的专利EP-2,342,557(US-8,796,035)。更确切地说，该专利中描述的方法包括以下步骤：

-在非氧化气氛中在热解炉中对所考虑的样品进行加热，

-对部分热解流出物进行氧化并连续测定该氧化的流出物部分中含有的SO₂的量，

-将热解残余物转移到氧化炉中，并连续测定热解残余物氧化加热后获得的流出物中所含的SO₂的量，和