有机质成熟度是评价烃源岩热演化程度和生烃史的重要参数，温度和时间是影响有机物质及其次生烃类产物（即石油、天然气、沥青和固体沥青）热演化的两个最关键因素，而其他因素如烃源岩有机质的类型、蚀变反应和流体压力演变等也会影响有机质的热演化程度。储层沥青作为海相碳酸盐岩地层的热成熟度指标得到广泛应用，传统观点认为，来自同一烃源岩的固体沥青在经历相同的温度演化史后应表现出相似的成熟度。然而，目前对于其他可能影响固体沥青成熟度演化的因素还不够充分了解，特别是水-岩作用以及有机-无机相互作用的影响还有待深入研究。因此，针对沥青体系开放与否对固体沥青热演化和成熟度影响的探讨十分必要。
图1.四川盆地中部磨溪地区储层固体沥青特征及其拉曼谱图差异
四川盆地中部地区安岳气田储层固体沥青含量丰富，分布广泛。中国石油大学（华东）陈勇教授团队以川中磨溪地区寒武系龙王庙组（Є1l）和震旦系灯影组四段（Z2dn4）碳酸盐岩储层中孔隙和包裹体内的固体沥青为研究对象，系统开展了岩相学和固体沥青拉曼光谱、反射率及电子探针等分析工作，结果显示同源固体沥青在经历了相同的最高地温后，其成熟度存在显著差异（图1和2）。具体来说，根据岩石学观察，确定了三种类型的固体沥青（Bit. A、Bit. B和Bit. C）。Bit. A充填与早期细粒白云岩溶蚀孔隙，细小分散，eRo-Raman（通过拉曼光谱获得的等效镜质体反射率）值集中于2.60%~2.80%；Bit. B具较大的块状形态，分布在重结晶白云石或晚期自形之间的孔隙中或充填在缝合线中，eRo-Rama值在1.80%至1.90%之间；Bit. C为被各种成岩矿物捕获的沥青包裹体，eRo-Raman值在2.70%至2.87%之间（图2）。结合元素分析表明，硫元素的参与沥青热演化可能导致其成熟度的差异。该研究结果表明，在利用储层孔隙中（开放体系）固体沥青成熟度确定热演化史时应谨慎，而被捕获在包裹体（封闭系统）中的固体沥青作为成熟度指标更为可靠。
图2.四川盆地中部磨溪地区不同类型固体沥青等效镜质体反射率分布图
研究成果近期发表在地学领域国际重要期刊Marine and Petroleum Geology，受国家自然科学基金（42173042; 41873070; 42102152）和山东省自然科学基金（ZR2021QD012）资助 。论文第一作者和通讯作者分别为中国石油大学（华东）博士生张辉和陈勇教授，合作者包括中国石油大学（华东）王淼、宋一帆。深层油气全国重点实验室为第一署名单位。
论文信息：Zhang, H., Chen, Y., Wang, M. and Song, Y., 2024. Thermal evolution differences of reservoir bitumen and their implications: A case study of the Moxi area in the central Sichuan basin. Marine and Petroleum Geology, 169,p.107039.
https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.107039