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1、烃源岩评价,教学目的 掌握烃源岩评价的内容及其方法，了解烃源岩评价标准。 教学内容 烃源岩评价内容 烃源岩评价方法及流程 烃源岩评价标准 重点及难点 烃源岩评价内容及方法,从原理上，任一岩石都会或多或少含有有机质，因而都会有生成或者具有生成一定数量油气的能力，但他们并不都是烃源岩，只有对成藏作出过贡献的才能成为烃源岩。但从应用上，商业性（工业价值）的油气藏本身是一个随油价及勘探开发技术而变化的概念。同时，当对一个新区进行早期地球化学研究时，人们往往事先并不知道某一地层是否已经生成并排出过商业性的油气，但仍然将这种研究成为烃源岩评价。如某些地层可能会归入差烃源岩。,烃源岩(Source rock
2、) 定义： Hunt（1979）：指在自然环境下，曾经生成并排出过足以形成商业性油气聚集数量烃类的任一种细粒沉积物。 Tissot（1978，1984）：指已经生成或有可能生成，或具有生成油气潜力的岩石。,烃源岩评价概述,烃源岩是控制油气藏形成与分布的关键性因素之一。确定有效烃源岩是含油气系统的基础。烃源岩评价主要包括两大方面： （l）烃源岩的地球化学特征评价，如有机质的丰度、类型和成熟度； （2）烃源岩的生烃能力定量评价，如生烃强度、生烃量、排烃强度，等。,烃源岩有两类：一类是细粒碎屑岩，泥岩，页岩；另一类是碳酸盐岩。,定性评价与定量评价,烃源岩(Source rock)：是指能够生成具有工
3、业价值油气流的岩石。 潜在烃源岩：是指能够生成但尚未生成具有工业价值油气流的岩石。 有效烃源岩：是指已经生成并排出具有工业价值油气流的岩石。,烃源岩评价概述,烃源岩的地球化学特征评价,有机质的丰度,有机质的类型,有机质的成熟度,Note：从原理上讲，烃源岩的体积也是决定其生烃量的重要因素，但烃源岩的体积受控于其发育厚度和分布面积，主要是一个地质问题而不是地球化学问题。但作为实际应用，则必需回答烃源岩的发育厚度与分布面积等烃源岩的体积数量问题。,定性评价,烃源岩评价概述,一、烃源岩有机质丰度,残余有机碳（TOC，%） 氯仿沥青“A”（EOM，%） 总烃（HC，g/g） 生烃潜量（S1+S2，mg
4、/g）,常用指标,有机质丰度是评价烃源岩生烃能力的重要参数之一。烃源岩的有机质丰度是指单位重量的烃源岩中有机质的百分含量。烃源岩有机质丰度评价常用有机碳含量、氯仿沥青“A”、总烃、岩石热解参数来加以评价。 （一）有机碳含量残余有机碳含量 有机质的丰度常用有机碳来衡量，有机碳是指岩石中除去碳酸盐、石墨中无机碳以外的碳，与有机质有关的碳元素含量即为有机碳，岩石中的实测有机碳含量是岩石中的剩余有机碳含量。因此，岩石中原始有机质含量与实测有机碳含量有一定的比例关系，即： 原始有机质=K有机碳，其中K为转换系数,Tissot & Welte ，1984,一、烃源岩有机质丰度,1.泥质烃源岩有机碳含量下限
5、标准,对泥质油源岩中有机碳含量的下限标准，目前国内外的看法基本一致，为0.4%0.6%，而泥质气源岩有机碳含量的下限标准则有所不同。,一、烃源岩有机质丰度,泥质气源岩有机碳含量下限标准（刘德汉、盛国英等，1984）,2.碳酸盐岩烃源岩有机碳下限标准,对于碳酸盐岩来说，由于其排烃机理比泥岩的更复杂，目前对其有效烃源岩的有机质丰度下限值确定尚未统一。 Tissot等认为与泥岩的标准相同（0.5%作为下限）；而Hunt等认为碳酸盐岩中常见有从藻类转变而来的无定形有机质，具有很强的生烃能力，0.3%的有机碳含量就可作为油源岩的有机碳含量下限。而我国学者傅家谟采用0.1%-0.2%、陈丕济采用0.1%，
6、刘宝泉采用0.05%作为碳酸盐岩气源岩评价的有机碳含量下限标准。,一、烃源岩有机质丰度,下限标准的确定直接关系到我国油气资源量预测。,我国碳酸盐岩油气源岩有机碳含量下限标准,一、烃源岩有机质丰度,一、烃源岩有机质丰度,不同岩石类型烃源岩有机碳含量下限标准,（二）氯仿沥青“A”,氯仿沥青“A”也是评价烃源岩丰度的常用指标之一。氯仿沥青“A”是岩石中用氯仿抽提的可溶有机质。国内外对氯仿沥青“A “含量界限也作了大量的统计研究。对我国主要含油气盆地烃源岩368个氯仿沥青“A”含量统计分析表明，中位值在0.1%左右（l000ppm），高者可达l%，非烃源岩氯仿沥青“A”含量低于0.01%。我国主要含油
7、盆地如济阳、松辽、冀中等，氯仿沥青“A”含量在0.1%0.4%之间。,一、烃源岩有机质丰度,（三）总烃,总烃是指氯仿沥青“A”族组分中饱和烃与芳香烃之和（以ppm为单位表示）。它不仅是评价有机质丰度指标，也是判断烃源岩成熟度指标。,利用烃含量评价烃源岩比较表（尚慧芸等）,值得注意的是，氯仿沥青“A”和总烃含量不仅受烃源岩的成熟度的影晌，排烃条件以及实验分析条件都有一定影响。它们一般在气源岩和未成熟以及过成熟阶段的烃源岩都是偏低的,一、烃源岩有机质丰度,（四）岩石热解参数,一、烃源岩有机质丰度,我国陆相泥质烃源岩有机质丰度评价标准,* 引自胡见义，黄第藩，1991，中国陆相石油地质理论基础，石油
8、工业出版社,二、有机质的类型,有机质类型是评价烃源岩生烃能力的重要参数之一。通过干酪根和可溶有机质的有机岩石学与有机地球化学方法评价具体烃源岩有机质的母质类型。,干酪根类型,显微组分确定类型 元素组成确定类型 热解参数确定类型,氯仿沥青“A”族组成 饱和烃色谱特征 生物标志化合物,沥青组分类型,二、有机质的类型干酪根类型,干酪根的显微组分分类,TI(类脂组100壳质组50镜质组75惰质组100) 100,干酪根的元素组成分类,二、有机质的类型干酪根类型,泌阳凹陷,南阳凹陷,应用氢、氧指数、Tmax对源岩干酪根分类,二、有机质的类型干酪根类型,由热解色谱获得参数,中国中、新生代油（气）源岩有机质
9、类型划分表,二、有机质的类型沥青组分类型,三、有机质的成熟度,三、有机质的成熟度,烃源岩有机质成熟度是衡量烃源岩实际生烃能力的重要指标之一，是评价一个地区或某一烃源岩系生烃量及资源前景的重要依据。表征烃源岩成熟度已有多种的指标，如光学的、化学的和生物标记物的等多方面的参数，其中镜质体反射率(Ro)、热解峰顶温度(Tmax)是常用的成熟度指标。,图9-16 苏北盆地阜宁组烃源岩热演化剖面图,三、有机质的成熟度干酪根成熟度指标,吸附烃,热解烃,CO2,有机质成熟度参数,热解参数,转化率：S1/S1+S2 最高热解温度Tmax,三、有机质的成熟度干酪根成熟度指标,热解参数,三、有机质的成熟度干酪根成
10、熟度指标,自由基浓度,三、有机质的成熟度干酪根成熟度指标,采用指标：氯仿沥青“A”/总有机碳 总烃/总有机碳 有机质在演化过程中，随埋深和温度的不断增加，有机质大量向石油转化，烃源岩中沥青和烃类迅速增加。根据烃源岩中的沥青和烃类丰度，确定有机质的成熟度，这是确定生油门限比较好的方法。 局限性： 1）难以取得同一层不同深度的样品； 2）干酪根类型或地温梯度的改变会影响沥青的数量。,三、有机质的成熟度沥青和烃类指标,沥青和烃类C15丰度,甲基菲指数(MPI-1)=,1.5(2-MP+3-MP),P+1-MP+9-MP,甲基菲指数(MPI-2)=,32-MP,P+1-MP+9-MP,该指标是由Rad
11、ke（1982）等人根据菲的甲基同系物在有机质埋藏成熟过程中丰度发生变化而提出的。 未成熟样品：1-甲基菲、9-甲基菲占优势 随温度增高，有机质成熟，2-甲基菲、3-甲基菲丰度增加,三、有机质的成熟度甲基菲指数,这两个指数随埋藏深度产生由小到大再逐渐变小的变化。Radke指出：当有机质演化达到Ro1.35%，各指数由峰值转为下降。 Ro=0.60MPI+0.40 (0.65%Ro1.35%) Ro=-0.60MPI+2.30 (1.35% Ro 2.00%),三、有机质的成熟度甲基菲指数,3）分子重排 重排甾烷是由非重排甾烷经成熟作用转化而来的。因此，重排甾烷/正常甾烷反映了有机质成熟度。 4
12、）芳构化 随温度增加，甾族化合物侧链开始断裂，失去烷基，由C27、C28分别转化为C20和C21甾族烃。 芳构化程度指标：三芳甾族/（单芳环三芳环甾族）,三、有机质的成熟度生物标志化合物参数,四、烃源岩的生烃能力定量评价,烃源岩的有机质丰度、类型和热演化程度是反映烃源岩有机质本身地球化学特性的重要指标，但是要综合评价盆地中烃源岩层系的生烃能力，还必须将烃源岩的研究与沉积盆地的形成、演化历史、与非烃源岩系的相互关系结合起来。这就不仅用有机地球化学的分析方法来测定它们的生烃特性，而且用地质研究方法、盆地模拟方法来对生烃量以及其平面的展布及变化进行定量评价 定量评价烃源岩生烃量的方法有很多，烃源岩的
13、生烃强度是烃源岩生烃能力定量评价的一个重要指标，它是单位面积内烃源岩的生烃量。,四、烃源岩的生烃能力定量评价,目前，国内外计算烃源岩生烃强度方法比较多，如“沥青A”，“总烃法”、“热解法”、“蒂索法”、“干酪根元素法”、“三T法”、“有机碳产烃率法”等，这些方法从原理上可以归纳为化学动力法与成因体积法两大类。 化学动力法是以干酪根降解的化学反应建立油气生成数学模型，根据干酪根的活化能、频率因子和古地温模拟计算烃源岩有机质的产烃率。 成因体积法是在模拟实验的不同类型有机质的产烃率曲线图版基础上，通过烃源岩埋藏史、热演化史恢复的TTI-Ro值来确定烃源岩有机质的产烃率，然后根据实际烃源岩的厚度、有机碳含量等参数计算生油、生气强度。,四、烃源岩的生烃能力定量评价,成因体积法评价油气资源量是根据容积法原理，利用烃源岩的厚度、有机碳含量和有机质的油气产率等主要参数来计算单位面积内的烃源岩生烃强度。,式中： Q烃源岩生烃量； H烃源岩厚度； 烃源岩的岩石密度； S烃源岩的分布面积 Corg烃源岩的残余有机碳含量(%)； Dorg有机碳的产烃率(kg/t)； K有机质的恢复系数；,
