干酪根作為頁(yè)巖油氣生成的主要母質(zhì)，是地球上最重要的有機(jī)碳形式。干酪根成熟度反映有機(jī)質(zhì)所處地質(zhì)階段，其演化過(guò)程伴隨著油氣生成、吸附、聚集和運(yùn)移，是評(píng)價(jià)烴源巖的重要指標(biāo)。因此，研究干酪根成熟度的演化規(guī)律，探索其時(shí)間-溫度-成熟度關(guān)系，一直是頁(yè)巖油氣勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)研究方向。
 

　　近期，中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所非線性力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員趙亞溥團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了我國(guó)深層頁(yè)巖的三維干酪根大分子模型，研究了其熱演化過(guò)程中的化學(xué)-力學(xué)耦合效應(yīng)，由此提出了一種新的干酪根成熟度評(píng)價(jià)指數(shù)(分子成熟度指數(shù)，MMI)。熱解實(shí)驗(yàn)及分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果表明，干酪根的失重率與MMI呈正線性相關(guān)，證明該指數(shù)可以反映干酪根的生烴能力。他們還基于MMI引入新的動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)化率，建立了與成熟度相關(guān)的活化能連續(xù)方程。根據(jù)該轉(zhuǎn)化率，進(jìn)一步得到了干酪根成熟度演化的新化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型(成熟度演化的動(dòng)力學(xué)模型，MEKM)，建立了干酪根的時(shí)間-溫度-成熟度關(guān)系，其形式簡(jiǎn)單，便于工程應(yīng)用。該工作有助于理解干酪根裂解生成油氣的微觀機(jī)理，為人工催熟干酪根的相關(guān)技術(shù)提供指導(dǎo)，推動(dòng)降低頁(yè)巖油氣的開(kāi)發(fā)成本。
 

　　相關(guān)結(jié)果以The time-temperature-maturity relationship: a chemical kinetic model of kerogen evolution based on a developed molecule-maturity index為標(biāo)題發(fā)表在國(guó)際能源領(lǐng)域主流學(xué)術(shù)期刊 Fuel 上(Wang XH and Zhao YP*, Fuel. 2020, 278: 118264)。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院前沿重點(diǎn)研究項(xiàng)目的支持。