[发明专利]尤其在烃形成领域中确定沉积岩经历的最大温度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及确定地质加热过程中(例如与埋藏相关)沉积岩经历的最大温度的方法。特别涉及可能是烃形成或储藏场所的沉积物。更特别地，本发明涉及通过磁性矿物的某种磁性能表征该磁性矿物的方法。

背景技术

公知的是，某些铁化合物，主要是氧化物和硫化物，表现出使得可以将其识别的磁性特征。本发明所基于的内在原理是通过即使很温和的加热(约60℃至230℃)改性或形成铁的硫化物和氧化物，并且这导致它们的磁性能的改变。

涵盖约60℃至230℃的温度范围对于提供有机物质的成熟条件和因此矿床的类型是关键的。在热冲击的过程中涉及的转化意味着转化和/或形成的矿物的非常低的含量，并且磁性方法非常适合用于这些矿物的测定。通过确定从地层中提取的多个样品所经历的最大温度，得出该地层的取样部分所经历的最大温度。在说明书的其余部分中，该方法被命名为用于确定古温度的地温测量(géothermomètre)。

在对于石油工业有意义的古温度的范围内，使用多种技术。

Rock-Eval技术是在石油工业中最常使用的技术。该技术使得可以通过样品的加热(最高达850℃)而得到它所含的有机物质的特征。由该分析得到温度T_最大(400℃至700℃)，它是有机物质的成熟程度的指标。该最大温度使得可以知晓相对于油和气窗该岩石位于何处。然而，Rock-Eval技术不给出绝对古温度；T_最大是热解温度。通过约束样品的热动力学而确定古温度。Rock-Eval是破坏性方法，仅适用于有机物质含量超过100份每百万(ppm)的岩石。Rock-Eval技术原则上仅适用于母岩。

存在光学方法例如镜质煤的反射比、牙形石或疑源类微体化石的改变程度，它们使得可以定性标定有机物质的成熟程度并相对于油窗定位所述物质。镜质煤的反射比暗示存在来自于高等植物的木质纤维素来源的有机物质，因此不存在经常为石油的来源的海生系(séries sédimentaires)。牙形石和疑源类微体化石是并非在所有沉积系中都遇到的化石。已记载了磁性方法，它们基于在沉积物中通过地质加热和冷却产生的剩余磁化。这些再磁化以矢量方式与预先存在的磁化相结合，并且它们仍然难以分离。

发明内容

本发明的目的因此是克服上述缺点的全部或一部分。它旨在提供快速地且以非破坏性的方式在几毫克岩石上对沉积地层所达到的最大温度的评估。本发明适用于含有有机物质的母岩型沉积地层，但是也适用于其它地层，例如储岩型(碳酸盐、碎屑岩)。这些沉积物将在下文中称为“沉积物”。

此外，还已知磁铁矿(Fe₃O₄)出现于约100℃的加热温度的沉积物中。

本发明基于下列发现：

1.发现从低至约60℃的加热温度起，在沉积物中出现磁黄铁矿(Fe₇S₈)。非常低含量的该细颗粒磁黄铁矿将在本说明书的其余部分中称为“磁黄铁矿P”。

2.发现所述磁黄铁矿在接近35K的温度下的特征磁性转变。该转变将在本说明书的其余部分中称为“转变P”。

3.发现用于证明在直至几K的低温下的所述转变的具体操作方法。

本发明记载了一种方法，根据该方法，磁黄铁矿P和磁铁矿的磁性识别标志的组合取决于沉积物的地质加热温度并且构成地温测量，由此可以建立标定。

通常，通过分析冷却至几K的温度的过程中岩石的磁化的演变，可以通过它所经历的转变而证明和识别标准磁性矿物。

这两种磁性矿物(Fe₇S₈和Fe₃O₄)为100ppm量级的浓度，具有纳米级至微米级的粒径。这些矿物因此不容易通过石油工业中存在的通常的研究方法检测。磁性分析方法，特别是低温方法，使得可以表征几十份每十亿浓度的转化的磁性矿物。

为了分析这些特征转变，可以使用例如(但不限于)等温剩余磁化(以下称为ARI)的演变，优选在饱和条件下。该ARI可以通过施加强的连续磁场而产生，例如2特斯拉或更高。ARI可以在环境温度下获得并且在样品冷却过程中监视其强度。ARI可以在低温下产生并且在样品升温过程中监视其强度。在所给的实例中，在例如冷却至10K的过程中连续监视在常温下获得的ARI的变化，然后监视在相同的场中在10K获得的ARI直至环境温度的变化。