基于近红外光谱技术的烃类与粘土矿物识别及其地质意义

卢燕, 杨凯, 修连存. 基于近红外光谱技术的烃类与粘土矿物识别及其地质意义[J]. 地质通报, 2017, 36(10): 1884-1891.
引用本文: 卢燕, 杨凯, 修连存. 基于近红外光谱技术的烃类与粘土矿物识别及其地质意义[J]. 地质通报, 2017, 36(10): 1884-1891.
LU Yan, YANG Kai, XIU Liancun. Identification of hydrocarbon and clay minerals based on near-infrared spectroscopy and its geolog-ical significance[J]. Geological Bulletin of China, 2017, 36(10): 1884-1891.
Citation: LU Yan, YANG Kai, XIU Liancun. Identification of hydrocarbon and clay minerals based on near-infrared spectroscopy and its geolog-ical significance[J]. Geological Bulletin of China, 2017, 36(10): 1884-1891.

基于近红外光谱技术的烃类与粘土矿物识别及其地质意义

  • 基金项目:
    国防科工局项目《GF-5卫星数据岩矿信息定量反演与矿床蚀变信息智能化识别技术》(编号:04-Y20A35-9001-15/17)和科技部项目《岩心光谱扫描仪研发与产业化》(编号:2012YQ050250)
详细信息
    作者简介: 卢燕(1985-), 女, 在读博士生, 工程师, 从事高光谱遥感地质和岩心光谱扫描技术研究。E-mail:luy@chinarsgeo.com
  • 中图分类号: P585.2;P588.2;P618.13

Identification of hydrocarbon and clay minerals based on near-infrared spectroscopy and its geolog-ical significance

  • 沉积岩中自生粘土矿物受成岩过程中物化条件控制,是成岩系统物化条件的指示。近红外反射光谱技术对粘土矿物反应灵敏,在金属矿产勘探中已经得到了日益广泛的应用。首次对油气勘探地质井的试验工作,验证了近红外光谱数据不仅可以第一时间从岩石样品中直接提取微量烃信息,还能解译详细的粘土矿物组合及其变化,从而获取对油气勘探有价值的成岩温度和热成熟度信息。对鄂尔多斯富县地区试验样品的数据分析表明,生油和储油层中的粘土矿物组合(包括铵伊利石、绿泥石、高岭石)变化直接反映了成岩和构造演化物化条件的变化,对于全面理解盆地的环境条件并且判断油气生成的有利区位具有实际应用意义。

  • 加载中
  • 图 1  研究区位置

    Figure 1. 

    图 2  同一样品的反射光谱(a)、标准化光谱(b)、导数光谱(c)(伊利石、绿泥石、铵、烃的吸收谱带标在反射光谱上)

    Figure 2. 

    图 3  矿物的标准反射光谱(选自SpecMIN光谱库)

    Figure 3. 

    图 4  MP1与ZP1号井样品的反射光谱(叠置)

    Figure 4. 

    图 5  烃的吸收光谱(引自Texas大学红外吸收光谱库)(中心波长位于1730nm和2310nm的2个吸收谱带常用于鉴定岩石中的石油。图中显示的是吸收(A)光谱,而本次所测的是反射(R)光谱。对于不透明表面(如岩石),吸收A与反射R的关系为A≈1-R)

    Figure 5. 

    图 6  样品1730nm与2310nm吸收强度的相关性(吸收强度以二阶导数(2D)标定。1730nm和2310nm的2个吸收谱带的高度相关性指示着二者源于同一物质(烃)的吸收)

    Figure 6. 

    图 7  烃与矿物组成的关系

    Figure 7. 

    图 8  烃类(1730nm与2310nm强度平均值)与铵(2010nm强度)吸收关系

    Figure 8. 

    图 9  粘土矿物结晶度与铵含量关系(虚线为拟合的线性关系)

    Figure 9. 

    表 1  所测样品表及其对应的地层岩性特征

    Table 1.  The samples and their corresponding stratigraphic lithology

    下载: 导出CSV
  • [1]

    Cloutis E A. Spectral reflectance properties of hydrocarbons:remote-sensing implications[J]. Science, 1989, 245:165-168. doi: 10.1126/science.245.4914.165

    [2]

    Clark R N, King T V V, Klejwa M, et al. High spectral resolution reflectance spectroscopy of minerals[J]. Journal of Geophysical Research, 1990, 95B:12653-12680. https://pubs.er.usgs.gov/publication/70016091

    [3]

    Huntington J, Quigley M, Yang K, et al. Geological Overview of HyLogging 18000m of Core from the Eastern Goldfields of Western Australia[C]//Proceedings of 6th International Mining Geology Conference, Darwin, NT, 2006:21-23.

    [4]

    Yang K, Whitbourn L B, Mason P. Mapping the chemical composition of nickel laterites with reflectance spectroscopy at Koniambo[J]. Economic Geology, 2013, 108(6):1285-1299. doi: 10.2113/econgeo.108.6.1285

    [5]

    Velde B. Clay minerals:A Physico-Chemical Explanation of their Occurrence, Developments in Sedimentology[M]. Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo, 1985:427.

    [6]

    Van Keer I, Muchez P H, Viaene W. Clay mineralogical variations and evolutions in sandstone sequences near coal seam and shales in the Westphalian the Campine Basin[J]. Clay Minerals, 1998, 33(1):159-169. doi: 10.1180/000985598545345

    [7]

    崔子岳, 张晓刚, 张涛, 等.红外光谱录井技术在长庆油田三低油气藏中的应用与实践[J].录井工程, 2012, 23(3):6-11. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=ljgz201203004&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ

    [8]

    罗健强, 何忠明.鄂尔多斯盆地中生代构造演化特征及油气分布[J].地质与资源, 2008, 17(2):135-138. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=gjsd200802010&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ

    [9]

    王建民, 王佳媛.鄂尔多斯盆地伊陕斜坡上的低幅度构造与油气富集[J].石油勘探与开发, 2013, 40(1):49-57. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=skyk201301007&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ

    [10]

    白薷, 张金功, 李渭, 等.陕北富县地区直罗油田上三叠统延长组长6储层成岩作用与有利成岩相带[J].地质通报, 2013, 32(5):790-798. http://dzhtb.cgs.cn/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20130513&journal_id=gbc

    [11]

    郭艳琴. 富县探区延长组储层微观特征研究[D]. 西北大学博士学位论文, 2006.

    [12]

    邓秀芹. 鄂尔多斯盆地三叠系延长组超低渗透大型岩性油藏成藏机理研究[D]. 西北大学博士学位论文, 2011.

    [13]

    Yang K, Huntington J F, Gemmell J B, et al. Variations in composition and abundance of white mica in the hydrothermal alteration system at Hellyer, Tasmania, as revealed by infrared reflectance spectroscopy[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2011, 108(2):143-156. doi: 10.1016/j.gexplo.2011.01.001

    [14]

    Cudahy T, Jones M, Thomas M, et al. Next Generation Mineral Mapping:Queensland airborne HyMap and satellite ASTER surveys 2006-2008[C]//CSIRO Report P2007/364, 2007:161. http://c3dmm.csiro.au/NGMM/.

    [15]

    Allen C S, Krekeler M P S. Reflectance spectra of crude oils and refined petroleum products on a variety of common substrates[C]. Spie Defense, Security, & Sensing, 2010, 7687:61-64.

    [16]

    罗泰义, 高振敏.固定铵的矿物学研究[J].矿物学报, 1994, 14(4):404-407.

    [17]

    Williams L B, Ferrell R E Jr, Chinn Elizabeth W, et al. Fixed ammonium in clays associated with crude oils[J]. Applied Geochemis-try, 1989, 4(6):605-616. doi: 10.1016/0883-2927(89)90070-X

    [18]

    Williams L B, Wilcoxon B R, Ferrell R E, et al. Diagenesis of ammonium during hydrocarbon maturation and migration, Wilcox Group, Louisiana, U.S.A.[J]. Applied Geochemistry, 1992, 7(2):123-134. doi: 10.1016/0883-2927(92)90031-W

    [19]

    Lindgreen H. Ammonium fixation during illite-smectite diagenesis in Upper Jurassic shale, North Sea[J]. Clay Minerals, 1994, 29(4):527-537. doi: 10.1180/claymin

    [20]

    刘钦甫, 郑启明, 申琦.含煤地层中铵伊利石矿物特征及成因[J].矿物学报, 2011, S1:719-720.

  • 加载中

(9)

(1)

计量
  • 文章访问数:  996
  • PDF下载数:  5
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2017-01-21
修回日期:  2017-05-30
刊出日期:  2017-10-25

目录