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1、天然 气 工 业1988年 岩石中沥资反幼率与 镜砚体反射率之间的关系 丰国秀陈盛吉 (四川石油管理局地质勘探开发研究院) 内容提县 利 用含有沥青和镜质 体两种组分的油页岩作热模 拟 实验 , 探讨了岩 石中沥青与镜 质体两种反封率之间的关 系 , 建离了线性回归方程 。 经用四川盆 地大 黄实刚沥青与镜质体反扮率资料甘方程进行检验后表明 , 其应用效果良好 。 在油气勘探及研究工作中 , 常 用谈演体 反射率来研究有机质的成熟度 。 但在下古土 界及碳酸盐岩地层中 , 由于镜质体贫乏 , 使 得这一可信度较大的热演化指标在油气勘探 中的应用受到一定限制 。 然而在上述地层中 普遍含有固体沥
2、青 , 为探索有机质热演化规 律提供了基础 。 笔者通过热模拟实验证实 , 沥青反射率(R 。. )与镜质体反射率(R 。) 之间呈线性关系 , 具有相 似的热演化特征 。 实验条件 、 方法与结果 1 . 样品选择 要准确测 量R 。 : , 必须 首先正确识别 沥 青 。 因为沥青与镜质体在组成物质和结构上 有所不同 , 其反射率所反映的地热史亦不相 同 。 为此 , 采集了既有原生沥青又有镜质体 的油页岩为样品 , 在 10 0 60 0 间用 8 个温 度点进行热模拟实验 , 分别侧定其残值的反 射率 , 研究R 。, 随温度的变化及其 与R . 之问 的关系 。 2 . 实验方法 准
3、确称取一定量样品 , 分别装入耐压玻 璃安瓶中 。 抽出瓶中空气 , 充入氦气 , 并将 共置于马弗炉中 。 在不同温阶下分别 进行加 温 , 恒温100 h之后 , 测量出气体体积 , 用有 机溶剂萃取出液态物 , 得出剩余固体残渣并 乙咬JJ 、夕各月 J 、, 乙d 心心欢沪 , 乙尺与心( 沪、二吧矛咬沪甸J 乙、J 乙心狡 口、处沪心祀州心沁J J 扎J 心之甩 子诸尺J口乙心七.、, 各 ,口昏心眨口 、 吃 沪、口吧沪、李豁口乙、只“、州咎心尺沪、心昭队与弓城 乙O 乙心心 洲.J 吧 . 二尺J C型 埋藏区(图6一C) : 晚三叠世抬升 这些不同时期形成 的圈闭分布在不同地区
4、 , 剥蚀 , 煤系递 进演化至 印支期 , 煤镜质体反并为近年来的勘探实践所证实 。 根据盆地内 射率多在 湿气阶段 。 储 、 盖层早巳形成 。 早 圈闭形态和成因 , 可概括成四类1 4种圈闭类 期 圈闭多被燕山 、 喜山期 构造运动改造而保型(表2 ) 。 存不好 , 少量 保存好的构造和燕山晚期或喜综上所述 , 鄂尔多斯盆地上古生界煤成 山期形成的圈 闭均可聚集解析气 。 气资源丰富 , 储盖组合及 保存条件均好 , 圈 2 . 煤成气藏类型预测由 图 6 还 可 看闭类型多 , 煤系演化成烃与各类圈闭的 配置 出 : 古构造的成藏配置时域 最长 , 超覆及岩 亦佳 。 因此 , 以
5、煤成气为对象对盆地内上古 性尖灭圈闭多在印支期 (盆地形成雏型)以 生界进行勘探是有前景 的 。 后 才形成,褶皱断裂圈闭多形成于燕山期 。 (本文收到日期 1987年1月1 3日) 第 8卷 第8期 测量其反射率 。 随着热模拟温度的增加 , 样品中的有机 质发生两极分化 : 一 是官能 团逐渐脱落 , 烷 烃键断裂 , 形成低分 子化合物;二是产生缩 聚作用 , 芳环逐渐加大 , 分子逐渐定向扣 卜 列 , 碳原子平面层间距离变小 , 形成芳构化 程度更高和分子量更大的缩聚物 , 使殊渣的 反射率逐渐增大 。 3 . 沥育与镜质体的热演化规捧 油页岩采自抚顺第三系和乌鲁木齐跃魔 山二叠系
6、。 由表 1 可见 , 原样中 , 两者的 热模拟残渣反射率表 1 二 , 抚顺油页岩 乌鲁木齐油页岩 IR份 .二 R母盆 名 R份 .万 !R份盆 万 (七) ! _ ., ! _,_ _ , 、 ! 一二 一上 塑互 _ 些 一巨竺土 些 _ 状 奋 一 几 o 一R o合 20 04 00600( . C) 0 。39 7 0 。39 1 0 。 475 0 。83 4 0 一3 050 。55 00 。49 0 图1 乌舟木齐油页岩热棋拟沮度与 反射率关系 0 。3 12 0 。 769O 。73 1 0 。 4041 。 0350 。8 13 0 。 57 61 。21 4 1 。
7、00 3 0 一96 3 0 。84 0 1 。 3101 。 236 2 。538 3 。38 6 4 。467 3 。 1602 。 10 5 2 。64 4 4 。 0062 。7 7 0 6 。 007 3 。2 10 5 。 0006 。48 0 3 2 8 兰 样 0 00 0 5 00 05 00 05 00 0 原 3 2 2 3 1 峨45 R晋 忘 均略小于R晋 。 随着温度增高 , 两者 数值增大 。 加热温 度在30 0前 , 后者略大 于前者 。 但于 35 0以后 , 两个样品都出现 共同特征 , 即R 。 : 值大于R 。 值 。 用表1资料作出的 图 1 、 2
8、 可以看出 , R 。 与R 。 两者随温度变化的 两条曲线的交点 位于 35 0 附近 。 该特征为探索R 。: 与R 。 之 问的关系提供了重要依据 。 由于R 。: 与R 。随 温度变化具有相似规 律 , 因此可用R 。, 来研究有机质的热演化 。 但是 , . 由于沥青与镜质体的组成和 结构不 2 00 400 印0 () 图2 抚顺油页岩热模拟温度与反射率关系 同 , 反映在演化过程中也有差异 , 所以不能 将两种反射率值混合使用 。 在评价 含油气远 景 时 , 应 根据两种反射率间的关系换算成统 一的尺度或单独选用其中之一 。 些 念2 天然气 工 : 19越8牟 R妞与R 。
9、有良好线性关系 1 . 热模拟实 .验反射率回 归结果 据表l资料作出的 图3可 见 , R 。 与I之 。 之 间呈线性关系 。 由此建立 一r 它 们之! ! 日的线性 热模拟实验校正后的反射率值 表 2 温度 乌鲁木齐油页岩抚顺抽页告 R 。% () 一 一 实测 ! 校正 扭三 亚 巨缨担华 实测 校正 实测 ! 校正 1 实侧 校正 丫 ,。. 73 :0 . 5 12 。 . 76咖 . 5 550 . 5120 . 3;: 。 110 . 3。1 1 . .比 |旧 . 旧 扭 一 .滋 ! 卜l巴 8310 . 569!1 。035 10 . 7 250 . 40410 , 4
10、0410 。通伟1 0 . 共15 00 310 7住21 1 2 共 吸Q 一8吕。 057640 , 403协 . 公340 一58 4 日 八 甘自Un 尸 八川切 a ,.9闷 q曰 (冰 心 30隽工 2 36。 8砂 1 .3 1010 91宁。8建创O58台oj 侧0 一 674 瓦 B(呱、 350 2 。 644 :00 3 . 425 通50 4 。254 6 。 ; 85 0210 5 1 . 4703 。1 602。2 0 0份 一6 38)l 。俨 8 0 400 2 。 77 011 一 940隧 一 0 0612 8D02 。38 62。 370 9 80a,2丈
11、0!2 一2 50 6 一0 7 04 一2 504 一46 73一 130 6 。 4 8 0以 , 540!5 。00 01 3 一5 00 图3 热模拟条件下R 。, 与R 。 关系 回归方程 。 其方程为 : R 。 = 0 . 30 88+0 . 711 9R 。, (z) 从回归结果得出二者相关系数 (r)达 0 . 9 96和检验值(F)达 195 1 , 回归效果显 著 。 2 . 反射率资料校正 及回归结果 由于热模拟实验结果是短时问高温下获 得的 , 因此 , 用模拟样品测得的反 射率 与自 然演化剖面之间存在着一定差异 。 为此 , ;计 模拟样品测定值应进 行校正 。
12、在 低演化阶段 (未成熟早期) , 对反射率值的影响不大 , 故未作校正 。 对高演化阶段 的反射率值的校 正 , 是依据松辽盆 地 白至系的实际演化 剖面 与大庆长 3 井I型干酪根热模拟演化曲线 对 比结果(同时参考戴金星等的研 究结果) , 取校正系数为 。 . 7 。 校正后的反 射率值 见表 2 。 用表2中的校正值作成图4 。 由图可见低 演化阶段和高演化阶段的 资料点各自存在着 不同的线性关系 。 现采用 分段回归处理得出 两个回归方程 。 低演化阶段的回归方 程为 : R , 二 0 . 1 037+o 仑 832R 。 。 (2) R o a (肠) 图 、 校正后实验样品的
13、卫 。 , 与R 。 杀系图 r二 0 . 9 6 0F二95 . 21 高演 化阶段的 回归方程为 : R 。 二 0 . 3 1 9 5+0 . 6790 R 。 , (3) r二0 . 996i F = = 10 2 4 。 88名 由两方程的 r值 看 , 回归效 果均好 , 特 别是 方程(3)的F值达 10 24 . 888 , 回归 效 果则更好 。 3 . 两组方穆边界点的选择 前已述及 , 在模拟演化条件下R 。: 和R 。 位均随热模拟温度的增高而增大 。 在相同温 度的低温阶段 , R 。值 较R 。 值低 , 且两者的 增 一长率均较小。 在35 0以后的相同温度下 第
14、 8 卷第 3 期工业 八辞。 国 R 如较R 。 值增长率增大 。 在相同温度间隔 中亩二者反射率值较低温阶段大大增加 。 这 个转折点 (即两条曲线的交点)很可能就是 两方程的临界点 , 其R . 值约为。 . 9% 。 又用 方程( 2 ) 、 ( 3)联立求解 , 求出 交 点的 R 。 : 值为。 、7 % 。 两者差值约为0 . 2% 。 从图 4还可看出 , 分布于两条曲线边 界 附近的所 有点对两个方程都适用 。 现暂以两个方程交 点的R 。 二 0 . 7%作为两 方程的边界值 。 四 川盆地有机质成熟 度较高 , 即R 。 一 般 0 . 7% 。 因此 , 方程(2 )
15、在四川的应 用范围 不大 , 而方程 (3 ) 完全能满足该区油气勘 探和研究工作的需要 。 两种方程的对比 据四川盆地1 8条剖面2 6对不同演化程度 样品 (其 中1 3对是P : 煤与其 紧 邻的P Z“或 P , 3的 沥青配对样品及 1 3个同时具有 镜质体 和 沥青组分的单个样品)的反射率测 定 数 据 , 分别作成图5和6 。 从两个图明显可见 , R 。: 与R 。之 间均具有良好的线性关系 。 用此 资料作线性回归 , 其方程为 : R 。 = 0 . 3 3 64+0 . 656 9R 。 B (4) r二 0 . 921 9 F = 1 36 . 01 9 由实测得出的方
16、程( 4)与用模 拟实验 得出的方程(3 ) 的系数相近 , 说明 两方程 / 月登系 4 5 凡 户 (%) 图6 四川盆 地同一样品中R 。, 与R 。关系 均适用 于四川 盆地 。 从 r 和F值来 看 , 方 程 (3) 更佳 。 又据2 6对样品的实测值和热模拟样品的 分析资料作成的 对应关系图7可见 , 实测点 多分布于直 线 两侧 , 离散度比实验资料点 大 , 亦 说 明由实验值建立 的回归方程效果更 佳 。 欲 ) 日 R o日了叽) 吠 )。 国 图7 各类样品的R 。 B与R 。相关关系比较 ( l ) 热模拟样品 , (2 ) 四川盆地配对样品实 测资料,(3 )四 川盆地同一样品中有镜质体和 沥 青组分的实测资料 234 .R o a (% ) 周5 四川盆地二迭系配对样品R o b与R 。关系 此
