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文档简介

不同页岩及干酪根比表面积和孔隙结构的比较研究一、本文概述Overviewofthisarticle本文旨在对不同页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构进行深入的比较研究。页岩作为一种重要的沉积岩,因其富含有机质和潜在的能源价值,如石油、天然气等,而备受关注。在页岩气开发中,页岩的孔隙结构及其比表面积对气体的吸附、解吸和运移等过程具有重要影响。而干酪根,作为页岩中的有机质部分,其比表面积和孔隙结构更是直接关系到页岩气的生成和储集。因此,对页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构进行深入研究,对于理解页岩气的生成、运移和储集机理,以及指导页岩气勘探和开发具有重要的理论和实践意义。Thisarticleaimstoconductanin-depthcomparativestudyonthespecificsurfaceareaandporestructureofdifferentshaleandkerogen.Shale,asanimportantsedimentaryrock,hasattractedmuchattentionduetoitsrichorganicmatterandpotentialenergyvalue,suchasoilandnaturalgas.Inshalegasdevelopment,theporestructureandspecificsurfaceareaofshalehaveasignificantimpactontheprocessesofgasadsorption,desorption,andmigration.Andkerogen,asanorganicmattercomponentinshale,itsspecificsurfaceareaandporestructurearedirectlyrelatedtothegenerationandstorageofshalegas.Therefore,in-depthresearchonthespecificsurfaceareaandporestructureofshaleandkerogenisofgreattheoreticalandpracticalsignificanceforunderstandingthegeneration,migration,andstoragemechanismsofshalegas,aswellasguidingshalegasexplorationanddevelopment.本文首先将对页岩及干酪根的基本概念和性质进行简要介绍,包括其成因、分类、分布及组成等。随后,将重点介绍比表面积和孔隙结构的测定方法,包括常用的气体吸附法、压汞法、扫描电子显微镜等。在此基础上,通过对比不同页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构数据,分析其差异性和影响因素,探讨其对页岩气生成、运移和储集的影响机制。本文还将对页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构研究进行展望,以期为未来页岩气勘探和开发提供理论支持和技术指导。Thisarticlewillfirstbrieflyintroducethebasicconceptsandpropertiesofshaleandkerogen,includingtheirgenesis,classification,distribution,andcomposition.Subsequently,thefocuswillbeonthemeasurementmethodsofspecificsurfaceareaandporestructure,includingcommonlyusedgasadsorptionmethod,mercuryintrusionmethod,scanningelectronmicroscope,etc.Onthisbasis,bycomparingthespecificsurfaceareaandporestructuredataofdifferentshaleandkerogen,analyzingtheirdifferencesandinfluencingfactors,andexploringtheirimpactmechanismsonshalegasgeneration,migration,andstorage.Thisarticlewillalsoprovideprospectsforthestudyofspecificsurfaceareaandporestructureofshaleandkerogen,inordertoprovidetheoreticalsupportandtechnicalguidanceforfutureshalegasexplorationanddevelopment.二、文献综述Literaturereview页岩是一种重要的沉积岩,广泛分布在全球各地,具有丰富的油气资源潜力。近年来,随着页岩气开发的兴起,页岩的物理和化学特性,特别是其比表面积和孔隙结构,受到了广泛关注。干酪根作为页岩的重要组成部分,其性质对于页岩气的生成、运移和聚集具有重要影响。因此,对不同页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构进行比较研究,对于深入理解页岩气的成藏机制和开发技术具有重要意义。Shaleisanimportantsedimentaryrockwidelydistributedaroundtheworld,withrichpotentialforoilandgasresources.Inrecentyears,withtheriseofshalegasdevelopment,thephysicalandchemicalpropertiesofshale,especiallyitsspecificsurfaceareaandporestructure,havereceivedwidespreadattention.Asanimportantcomponentofshale,thepropertiesofkerogenhaveasignificantimpactonthegeneration,migration,andaccumulationofshalegas.Therefore,comparingthespecificsurfaceareaandporestructureofdifferentshaleandkerogenisofgreatsignificanceforadeeperunderstandingofthereservoirformationmechanismanddevelopmenttechnologyofshalegas.在页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构研究方面,国内外学者已经进行了大量工作。早期的研究主要集中在页岩的宏观结构和矿物组成上,随着技术的进步,逐渐深入到微观结构和孔隙特征的研究。目前,通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、压汞法、氮气吸附法等手段,可以较为准确地获取页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构信息。Scholarsathomeandabroadhaveconductedextensiveresearchonthespecificsurfaceareaandporestructureofshaleandkerogen.Earlyresearchmainlyfocusedonthemacroscopicstructureandmineralcompositionofshale,andwiththeadvancementoftechnology,itgraduallydelvedintothestudyofmicrostructureandporecharacteristics.Atpresent,scanningelectronmicroscopy(SEM),transmissionelectronmicroscopy(TEM),mercuryintrusionmethod,nitrogenadsorptionmethodandothermethodscanaccuratelyobtainthespecificsurfaceareaandporestructureinformationofshaleandkerogen.在页岩比表面积和孔隙结构的研究中,发现不同页岩之间存在显著差异。页岩的比表面积和孔隙结构受到沉积环境、成岩作用、有机质含量等多种因素的影响。例如,海相页岩通常具有较高的比表面积和复杂的孔隙结构,而陆相页岩则可能表现出较低的比表面积和相对简单的孔隙结构。页岩中的有机质含量和类型也会对比表面积和孔隙结构产生影响。有机质含量越高,页岩的比表面积通常越大,孔隙结构也越复杂。Inthestudyofshalespecificsurfaceareaandporestructure,significantdifferenceswerefoundbetweendifferentshales.Thespecificsurfaceareaandporestructureofshaleareinfluencedbyvariousfactorssuchassedimentaryenvironment,diagenesis,andorganicmattercontent.Forexample,marineshaletypicallyhasahigherspecificsurfaceareaandcomplexporestructure,whileterrestrialshalemayexhibitlowerspecificsurfaceareaandrelativelysimpleporestructure.Theorganicmattercontentandtypeinshalecanalsohaveanimpactonsurfaceareaandporestructure.Thehighertheorganicmattercontent,thelargerthespecificsurfaceareaofshale,andthemorecomplextheporestructure.对于干酪根的比表面积和孔隙结构研究,主要集中在干酪根的化学组成、热演化程度以及其与页岩气生成和运移的关系上。干酪根的比表面积和孔隙结构对其吸附和解析页岩气的能力具有重要影响。随着干酪根热演化程度的增加,其比表面积和孔隙结构会发生变化,从而影响其对页岩气的吸附和解析能力。因此,深入研究干酪根的比表面积和孔隙结构,有助于更好地理解页岩气的成藏机制和开发技术。Theresearchonthespecificsurfaceareaandporestructureofkerogenmainlyfocusesonitschemicalcomposition,thermalevolutiondegree,anditsrelationshipwithshalegasgenerationandmigration.Thespecificsurfaceareaandporestructureofkerogenhaveasignificantimpactonitsabilitytoadsorbandanalyzeshalegas.Asthedegreeofthermalevolutionofkerogenincreases,itsspecificsurfaceareaandporestructurewillchange,therebyaffectingitsadsorptionanddesorptionabilityforshalegas.Therefore,in-depthresearchonthespecificsurfaceareaandporestructureofkerogencanhelpbetterunderstandthereservoirformationmechanismanddevelopmenttechnologyofshalegas.对不同页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构进行比较研究具有重要的理论和实际意义。未来的研究可以进一步深入探讨页岩及干酪根比表面积和孔隙结构的形成机制、影响因素及其对页岩气成藏和开发的影响。随着新技术和方法的不断发展,可以更加准确地获取页岩及干酪根的微观结构和孔隙特征信息,为页岩气的高效开发提供有力支持。Comparingthespecificsurfaceareaandporestructureofdifferentshaleandkerogenhasimportanttheoreticalandpracticalsignificance.Futureresearchcanfurtherexploretheformationmechanism,influencingfactors,andtheirimpactontheformationanddevelopmentofshaleandkerogenspecificsurfaceareaandporestructure.Withthecontinuousdevelopmentofnewtechnologiesandmethods,itispossibletoobtainmoreaccurateinformationonthemicrostructureandporecharacteristicsofshaleandkerogen,providingstrongsupportfortheefficientdevelopmentofshalegas.三、实验材料与方法Experimentalmaterialsandmethods本研究选取了几种典型的页岩样品,包括来自中国不同地区的页岩,如四川盆地、鄂尔多斯盆地等。这些页岩样品在地质背景、沉积环境和成熟度等方面具有明显的差异,因此具有代表性和研究价值。为了确保实验结果的准确性和可靠性,我们还对页岩样品进行了详细的预处理,包括破碎、研磨和筛分等步骤,以获得满足实验要求的样品颗粒。Thisstudyselectedseveraltypicalshalesamples,includingshalefromdifferentregionsofChina,suchastheSichuanBasinandtheOrdosBasin.Theseshalesamplesexhibitsignificantdifferencesingeologicalbackground,sedimentaryenvironment,andmaturity,makingthemrepresentativeandofresearchvalue.Inordertoensuretheaccuracyandreliabilityoftheexperimentalresults,wealsocarriedoutdetailedpreprocessingoftheshalesamples,includingcrushing,grinding,andscreeningsteps,toobtainsampleparticlesthatmeettheexperimentalrequirements.在实验中,我们采用了多种技术手段来表征页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构。通过氮气吸附-脱附实验,我们得到了页岩及干酪根的吸附-脱附等温线,进而计算了它们的比表面积和孔径分布。氮气吸附-脱附实验是一种常用的表征材料孔隙结构的方法,具有操作简便、结果可靠等优点。我们还利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对页岩及干酪根的微观形貌进行了观察和分析。这些显微镜技术可以直观地展示页岩及干酪根的微观结构和孔隙特征,为我们深入了解它们的孔隙结构提供了有力支持。Intheexperiment,weusedvarioustechnicalmeanstocharacterizethespecificsurfaceareaandporestructureofshaleandkerogen.Throughnitrogenadsorptiondesorptionexperiments,weobtainedtheadsorptiondesorptionisothermsofshaleandkerogen,andthencalculatedtheirspecificsurfaceareaandporesizedistribution.Thenitrogenadsorptiondesorptionexperimentisacommonlyusedmethodforcharacterizingtheporestructureofmaterials,whichhastheadvantagesofsimpleoperationandreliableresults.Wealsoobservedandanalyzedthemicrostructureofshaleandkerogenusingscanningelectronmicroscopy(SEM)andtransmissionelectronmicroscopy(TEM).Thesemicroscopytechniquescanvisuallydisplaythemicrostructureandporecharacteristicsofshaleandkerogen,providingstrongsupportforustogainadeeperunderstandingoftheirporestructure.在数据处理和分析方面,我们采用了多种统计方法和图表形式来展示实验结果。通过对比不同页岩及干酪根的比表面积和孔径分布数据,我们可以清晰地看出它们之间的差异和联系。结合扫描电子显微镜和透射电子显微镜的观察结果,我们还可以进一步分析页岩及干酪根孔隙结构的形成机制和影响因素。这些数据处理和分析方法不仅有助于我们深入理解页岩及干酪根的孔隙结构特征,还可以为页岩气等资源的勘探和开发提供有益的参考和借鉴。Intermsofdataprocessingandanalysis,weusedvariousstatisticalmethodsandchartformatstopresenttheexperimentalresults.Bycomparingthespecificsurfaceareaandporesizedistributiondataofdifferentshaleandkerogen,wecanclearlyseethedifferencesandconnectionsbetweenthem.Bycombiningtheobservationresultsofscanningelectronmicroscopyandtransmissionelectronmicroscopy,wecanfurtheranalyzetheformationmechanismandinfluencingfactorsofshaleandkerogenporestructures.Thesedataprocessingandanalysismethodsnotonlyhelpustodeeplyunderstandtheporestructurecharacteristicsofshaleandkerogen,butalsoprovideusefulreferencesandinsightsfortheexplorationanddevelopmentofshalegasandotherresources.本研究采用了多种实验材料和方法来表征页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构。这些实验材料和方法的选择和应用不仅确保了实验结果的准确性和可靠性,还为我们深入了解页岩及干酪根的孔隙结构特征提供了有力支持。Thisstudyemployedvariousexperimentalmaterialsandmethodstocharacterizethespecificsurfaceareaandporestructureofshaleandkerogen.Theselectionandapplicationoftheseexperimentalmaterialsandmethodsnotonlyensuretheaccuracyandreliabilityoftheexperimentalresults,butalsoprovidestrongsupportforustodeeplyunderstandtheporestructurecharacteristicsofshaleandkerogen.四、实验结果与分析Experimentalresultsandanalysis本研究通过对多种页岩及干酪根样品进行比表面积和孔隙结构的测量与分析,获得了丰富的实验数据。以下是对这些数据的详细解读与讨论。Thisstudyobtainedrichexperimentaldatabymeasuringandanalyzingthespecificsurfaceareaandporestructureofvariousshaleandkerogensamples.Thefollowingisadetailedinterpretationanddiscussionofthesedata.实验结果显示,不同页岩及干酪根样品的比表面积存在显著差异。其中,页岩样品的比表面积普遍高于干酪根样品。这可能是由于页岩中富含微孔和介孔,这些孔隙的存在增大了页岩的比表面积。而干酪根样品中,由于有机质含量高,其孔隙结构相对较为致密,因此比表面积相对较小。Theexperimentalresultsshowsignificantdifferencesinthespecificsurfaceareaofdifferentshaleandkerogensamples.Amongthem,thespecificsurfaceareaofshalesamplesisgenerallyhigherthanthatofkerogensamples.Thismaybeduetotheabundanceofmicroporesandmesoporesinshale,whichincreasethespecificsurfaceareaofshale.Incheeserootsamples,duetothehighorganicmattercontent,theirporestructureisrelativelydense,resultinginarelativelysmallspecificsurfacearea.我们还发现,不同页岩样品的比表面积也存在一定差异。这可能与页岩的矿物成分、有机质含量以及成熟度等因素有关。具体来说,富含硅质和粘土矿物的页岩,其比表面积可能相对较低;而富含有机质和脆性矿物的页岩,其比表面积可能相对较高。Wealsofoundthattherearecertaindifferencesinthespecificsurfaceareaofdifferentshalesamples.Thismayberelatedtofactorssuchasthemineralcomposition,organicmattercontent,andmaturityofshale.Specifically,shalerichinsiliceousandclaymineralsmayhavearelativelylowspecificsurfacearea;Shalerichinorganicandbrittlemineralsmayhavearelativelyhighspecificsurfacearea.通过压汞实验和氮气吸附实验,我们得到了不同页岩及干酪根样品的孔隙结构信息。实验结果显示,页岩样品的孔隙结构以微孔和介孔为主,而干酪根样品的孔隙结构则以介孔和大孔为主。这可能是由于页岩中的有机质在热演化过程中形成了大量的微孔和介孔,而干酪根中的有机质则更倾向于形成介孔和大孔。Weobtainedporestructureinformationofdifferentshaleandkerogensamplesthroughmercuryintrusionexperimentsandnitrogenadsorptionexperiments.Theexperimentalresultsshowthattheporestructureofshalesamplesismainlycomposedofmicroporesandmesopores,whiletheporestructureofkerogensamplesismainlycomposedofmesoporesandmacropores.Thismaybeduetotheformationofnumerousmicroporesandmesoporesbyorganicmatterinshaleduringthermalevolution,whileorganicmatterinkerogentendstoformmesoporesandmacropores.我们还发现,不同页岩样品的孔隙结构也存在一定差异。这可能与页岩的沉积环境、成岩作用以及热演化历史等因素有关。具体来说,沉积于深水环境的页岩,其孔隙结构可能更加复杂;而成岩作用强烈的页岩,其孔隙结构可能更加发育;热演化程度较高的页岩,其微孔和介孔可能更加发育。Wealsofoundthattherearecertaindifferencesintheporestructureofdifferentshalesamples.Thismayberelatedtofactorssuchasthesedimentaryenvironment,diagenesis,andthermalevolutionhistoryofshale.Specifically,shaledepositedindeep-waterenvironmentsmayhavemorecomplexporestructures;Shalewithstrongdiagenesismayhavemoredevelopedporestructures;Shalewithahigherdegreeofthermalevolutionmayhavemoredevelopedmicroporesandmesopores.比表面积与孔隙结构之间存在一定的关系。一般来说,比表面积越大,样品的孔隙结构越发育,反之亦然。这是因为孔隙的存在增大了样品的比表面积,而比表面积的增大又有利于孔隙的形成和发育。因此,我们可以通过比较不同样品的比表面积来推测其孔隙结构的发育程度。Thereisacertainrelationshipbetweenspecificsurfaceareaandporestructure.Generallyspeaking,thelargerthespecificsurfacearea,themoredevelopedtheporestructureofthesample,andviceversa.Thisisbecausethepresenceofporesincreasesthespecificsurfaceareaofthesample,whichinturnisbeneficialfortheformationanddevelopmentofpores.Therefore,wecaninferthedegreeofporestructuredevelopmentbycomparingthespecificsurfaceareaofdifferentsamples.通过对不同页岩及干酪根样品的比表面积和孔隙结构进行测量与分析,我们获得了丰富的实验数据。这些数据为我们深入了解页岩及干酪根的物理性质和储层特性提供了重要依据。未来,我们可以进一步拓展实验范围,探究更多影响因素对页岩及干酪根比表面积和孔隙结构的影响规律。Weobtainedrichexperimentaldatabymeasuringandanalyzingthespecificsurfaceareaandporestructureofdifferentshaleandkerogensamples.Thesedataprovideimportantbasisforustogainadeeperunderstandingofthephysicalpropertiesandreservoircharacteristicsofshaleandkerogen.Inthefuture,wecanfurtherexpandthescopeofexperimentsandexploretheimpactofmoreinfluencingfactorsonthespecificsurfaceareaandporestructureofshaleandkerogen.五、讨论Discussion本研究采用氮气吸附法对不同页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构进行了详细的比较研究。通过对比各样品之间的孔隙结构特征,我们可以得出以下几点讨论。Thisstudyconductedadetailedcomparativestudyonthespecificsurfaceareaandporestructureofdifferentshaleandkerogenusingnitrogenadsorptionmethod.Bycomparingtheporestructurecharacteristicsbetweendifferentsamples,wecandrawthefollowingdiscussions.不同页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构存在显著的差异。这可能是由于页岩和干酪根在成因、埋藏历史、热演化程度等方面的不同所导致的。例如,某些页岩样品具有较高的比表面积和复杂的孔隙结构,这可能与它们经历了较高的热演化程度有关。而干酪根样品之间的比表面积和孔隙结构差异则可能与它们的类型和成熟度有关。Therearesignificantdifferencesinthespecificsurfaceareaandporestructureofdifferentshaleandkerogen.Thismaybeduetodifferencesinthegenesis,burialhistory,anddegreeofthermalevolutionbetweenshaleandkerogen.Forexample,someshalesampleshaveahighspecificsurfaceareaandcomplexporestructure,whichmayberelatedtotheirhighdegreeofthermalevolution.Thedifferencesinspecificsurfaceareaandporestructurebetweencheeserootsamplesmayberelatedtotheirtypeandmaturity.比表面积和孔隙结构对页岩及干酪根的储层物性具有重要影响。较高的比表面积意味着更多的吸附位点和更大的储气空间,这对于页岩气的开发和利用具有重要意义。同时,复杂的孔隙结构也可能影响页岩及干酪根的渗透性和流体运移能力,从而对页岩气的开采效率产生影响。Thespecificsurfaceareaandporestructurehaveasignificantimpactonthereservoirpropertiesofshaleandkerogen.Ahigherspecificsurfaceareameansmoreadsorptionsitesandlargergasstoragespace,whichisofgreatsignificanceforthedevelopmentandutilizationofshalegas.Meanwhile,complexporestructuresmayalsoaffectthepermeabilityandfluidmigrationabilityofshaleandkerogen,therebyaffectingtheefficiencyofshalegasextraction.本研究还发现,页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构与其有机质含量和类型之间存在一定的相关性。有机质含量较高的页岩和干酪根通常具有较高的比表面积和更复杂的孔隙结构。这可能是因为有机质在热演化过程中能够形成更多的微孔和介孔,从而增加了比表面积和孔隙结构的复杂性。因此,有机质含量和类型可能是影响页岩及干酪根比表面积和孔隙结构的重要因素之一。Thisstudyalsofoundacertaincorrelationbetweenthespecificsurfaceareaandporestructureofshaleandkerogen,aswellastheirorganicmattercontentandtype.Shaleandkerogenwithhigherorganicmattercontentusuallyhavehigherspecificsurfaceareaandmorecomplexporestructure.Thismaybebecauseorganicmattercanformmoremicroporesandmesoporesduringthermalevolution,therebyincreasingthecomplexityofspecificsurfaceareaandporestructure.Therefore,thecontentandtypeoforganicmattermaybeoneoftheimportantfactorsaffectingthespecificsurfaceareaandporestructureofshaleandkerogen.本研究采用氮气吸附法对不同页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构进行了比较研究。虽然这种方法具有较高的准确性和可靠性,但也存在一定的局限性。例如,氮气吸附法只能测量一定范围内的孔径分布,对于超微孔和超大孔的测量可能存在一定的误差。因此,在未来的研究中,我们可以考虑采用其他方法(如扫描电子显微镜、透射电子显微镜等)来进一步揭示页岩及干酪根的微观孔隙结构特征。Thisstudycomparedthespecificsurfaceareaandporestructureofdifferentshaleandkerogenusingnitrogenadsorptionmethod.Althoughthismethodhashighaccuracyandreliability,italsohascertainlimitations.Forexample,thenitrogenadsorptionmethodcanonlymeasuretheporesizedistributionwithinacertainrange,andtheremaybesomeerrorsinthemeasurementofultramicroporesandultralargepores.Therefore,infutureresearch,wecanconsiderusingothermethodssuchasscanningelectronmicroscopy,transmissionelectronmicroscopy,etc.tofurtherrevealthemicroscopicporestructurecharacteristicsofshaleandkerogen.本研究对不同页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构进行了比较研究,并得出了一些有意义的结论。然而,由于页岩及干酪根的复杂性和多样性,仍有许多问题需要我们进一步探讨和研究。例如,不同类型和成因的页岩及干酪根在比表面积和孔隙结构方面是否存在共性?这些共性又是如何影响页岩气的储层和开采效率的?这些问题的解答将有助于我们更深入地了解页岩及干酪根的储层物性特征,为页岩气的勘探和开发提供更有力的理论支持和实践指导。Thisstudycomparedthespecificsurfaceareaandporestructureofdifferentshaleandkerogen,anddrewsomemeaningfulconclusions.However,duetothecomplexityanddiversityofshaleandkerogen,therearestillmanyissuesthatrequirefurtherexplorationandresearch.Forexample,doshaleandkerogenofdifferenttypesandoriginshavecommonalitiesintermsofspecificsurfaceareaandporestructure?Howdothesecommonalitiesaffectthereservoirandextractionefficiencyofshalegas?Theanswerstothesequestionswillhelpusgainadeeperunderstandingofthereservoirpropertiesofshaleandkerogen,providingstrongertheoreticalsupportandpracticalguidancefortheexplorationanddevelopmentofshalegas.六、结论Conclusion本研究对不同页岩及干酪根的比表面积和孔隙结构进行了深入的比较研究。通过先进的实验技术和详细的数据分析,我们得出了以下Thisstudyconductedanin-depthcomparativestudyonthespecificsurfaceareaandporestructureofdifferentshaleandkerogen.Throughadvancedexperimentaltechniquesanddetaileddataanalysis,wehavecometothefollowingconclusions:各页岩样品的比表面积和孔隙结构存在显著差异,这主要受到其矿物成分、有机质含量、热成熟度以及沉积环境的影响。其中,富含有机质的页岩通常具有更大的比表面积和更复杂的孔隙结构,这有助于页岩气的吸附和运移。Therearesignificantdifferencesinthespecificsurfaceareaandporestructureofvariousshalesamples,whicharemainlyinfluencedbytheirmineralcomposition,organicmattercontent,thermalmaturity,andsedimentaryenvironment.Amongthem,shalerichi

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