Clq 2024/9/17第四章第四章 烃源岩烃源岩 Clq 2024/9/17Ø烃源岩〔source rock），也叫生油岩定义：指富含有机质、在地质历史中生成并排出了或者正在排出石油和天然气的岩石法国石油地质学家Tissot〔1978〕定义：“富含有机质、大量生成油气与排出油气的岩石” Ø烃源岩是一种能够产生或已经产生可移动烃类的岩石Ø烃源岩应该具备的条件：含有大量有机质即干酪根；达到干酪根转化成油气的门限温度即埋藏深度Ø相关术语：Ø烃源层或源岩层〔source bed）：由烃源岩组成的地层称为烃源层Ø源岩层系：在一定地质时期内，具有相同岩性－岩相特征的若干烃源层与其间非烃源层的组合称为源岩层系一、概 念 Clq 2024/9/17 源岩包括油源岩、气源岩和油气源岩，习惯上通常叫作生油岩生油岩这一概念，不同的人有不尽相同的理解，按照亨特的定义： 生油岩是指曾经产生并排出足以形成工业性油、气聚集之烃类的细粒沉积物 当然，在实际研究工作中，尤其在研究初期，有时很难确定是否排出过足够的烃，对这样的生油岩可称之为可能生油岩 Clq 2024/9/17Deposition of source rocks Clq 2024/9/17Migration of petroleum from source rocks into reservoir rocks after burial and maturation Clq 2024/9/17 一般是细粒、色暗、富含有机质和微体生物化石的岩石，其中常含原生分散状黄铁矿和游离沥青质。
二、类 型粘土岩类碳酸盐岩类煤系地层常见有三类 Clq 2024/9/17p （1〕粘土岩类，主要是泥岩、页岩等我国主要陆相盆地如松辽、渤海湾、准噶尔、柴达木等含油气盆地，主要烃源岩层多为灰黑、深灰、灰色及灰绿色泥岩、页岩p（2〕碳酸盐岩类，以低能环境下形成的富含有机质的石灰岩、生物灰岩和泥灰岩为主，如沥青质灰岩、隐晶灰岩、豹斑灰岩、生物灰岩、泥质灰岩等，常含泥质成分p（3〕煤系地层，指在成煤环境下形成的含煤地层，其中的煤层和含煤地层中的富含有机质的泥岩可以成为烃源岩我国广泛分布有含煤层系，石炭-二叠纪、侏罗纪、古近纪是三个主要的聚煤期煤系地层不仅可以作为气源岩，也可以作为油源岩 Clq 2024/9/17页岩面积（×104km2）海相：60～90陆相：20～25海陆过渡相：15～20（许效松等，（许效松等，2019））古生界中国主要盆地页岩发育分布 Clq 2024/9/17 三、有机质的数量 有机质的数量是用有机碳的含量来评价的，测定的有机碳含量实际是残余有机碳的百分含量由于转化为烃的有机碳是非常有限的，所以，它基本上仍能代表生油的物质条件，有机碳含量越高，表示生油的物质基础越好，反之亦然。
Clq 2024/9/17 ①①粘土岩为粘土岩为0.5% ②② 碳酸岩为碳酸岩为0.1% 咸化环境形成的泥质生油岩，其低限可降至咸化环境形成的泥质生油岩，其低限可降至0.3% 但但应应注注意意的的是是：：并并非非有有机机碳碳含含量量愈愈高高的的岩岩石石既既为为生生油油量量愈愈大大的的岩岩石石，，这这是是因因为为生生油油岩岩的的大大小小还还取取决决于于有有机机物物向向石石油油的的转转化化程程度度因因而而有有机机物物的的数数量量如如果果同同时时使使用用有有机机碳碳和和烃烃/有有机机碳碳〔〔即即烃烃在在每每克克有有机机碳碳中中的的毫毫克克数数〕〕来来表表示示，，则则更更具具有有实际意义实际意义 另外，还可配合有机质转化指标另外，还可配合有机质转化指标β〔沥青中的碳〔沥青中的碳/剩余有剩余有机碳机碳*100%）、氯仿抽提物、烃含量等指标来反映岩石中有）、氯仿抽提物、烃含量等指标来反映岩石中有机物的丰度。
而且通常将机物的丰度而且通常将250—300ppm的氯仿沥青含量和的氯仿沥青含量和50—100ppm的烃含量，定为生油岩的下限值的烃含量，定为生油岩的下限值 生油岩有机碳的最小值一般是：生油岩有机碳的最小值一般是： Clq 2024/9/17 此此外外，，干干酪酪根根的的类类型型，，还还可可根根据据生生油油岩岩热热解解参参数数氢氢指数指数IH和氧指数和氧指数IO加以划分：加以划分： 四、有机质的类型 两参数与干酪根的化学分类参数两参数与干酪根的化学分类参数H/C和和O/C比相当，比相当，也可用来划分、确定有机质的类型，同样将干酪根划分也可用来划分、确定有机质的类型，同样将干酪根划分为为 Ⅰ、、Ⅱ和和Ⅲ 型三种类型型三种类型氢指数氢指数=干酪根热解烃〔干酪根热解烃〔S2））/ 有机碳有机碳氧指数氧指数=二氧化碳〔二氧化碳〔S3））/ 有机碳有机碳 有机质的类型不同，岩石的生油潜力不同有机质的光学类型、化学类型以及各种类型的生油潜力 Clq 2024/9/17Ⅰ型干酪根：型干酪根：H/C原子比高，原子比高，O/C原子原子比低，以链状结构较多为特征。
富比低，以链状结构较多为特征富含脂类化合物，只含少量多环芳香含脂类化合物，只含少量多环芳香烃和含氧官能团，主要来源于水生烃和含氧官能团，主要来源于水生低等浮游生物，生烃潜力大低等浮游生物，生烃潜力大Ⅲ型干酪根：型干酪根：H/C原子比低，原子比低，O/C原原子比高，以芳香结构多为特征主子比高，以芳香结构多为特征主要来源于富含木质素和碳水化合物要来源于富含木质素和碳水化合物的陆生高等植物，多为异地有机质的陆生高等植物，多为异地有机质生油潜力小，但可生成天然气生油潜力小，但可生成天然气Ⅱ型干酪根：型干酪根：H/C和和O/C原子比介于上述原子比介于上述二类之间，属混合型或过渡型干酪根其二类之间，属混合型或过渡型干酪根其生烃潜力视其接近生烃潜力视其接近Ⅰ型或是接近型或是接近Ⅲ型而异随着演化程度的加深，三种干酪根的元素随着演化程度的加深，三种干酪根的元素组成都向富碳方向敛合，组成都向富碳方向敛合，H、、O含量均不含量均不断降低，所以当演化程度很高时其类型难断降低，所以当演化程度很高时其类型难以明确区分以明确区分The map of the type and evolvement for kerogrn〔〔Tissot, 1974) 干酪根类型 Clq 2024/9/17 有机质必须经过成熟作用方能形成石油和天然气，成熟作用的水平决定着生成物的性质和数量。
用于研究成熟度的方法主要有下列几方面：五、有机质成熟度 Clq 2024/9/17 1、孢粉和干酪根的颜色孢粉和干酪根的颜色随有机质成熟度的增强而加深未成熟时，孢粉和干酪根的颜色以黄色为主；成熟时，孢粉的颜色以褐色为主，干酪根的颜色为橙色、褐色、褐黑色；过成熟时，孢粉和干酪根的颜色皆变为黑色 〈一〉使用光学方法测定生油岩有机质的成熟度 Clq 2024/9/17 镜镜煤煤反反射射率率是是测测定定有有机机质质成成熟熟度度的的一一种种好好方方法法，，其其值值主主要要是是通通过过精精密密光光学学仪仪器器MPV3显显微微光光度度计计测测定定有有机机质组分中镜质组分反射率值质组分中镜质组分反射率值R R0＜＜0.5%-0.7%时，生油岩未成熟时，生油岩未成熟; 0.5- 0.7%＜＜R0＜＜1.3%时，成油主带时，成油主带; 1.3%＜＜R0＜＜2%时，湿气和凝析油带时，湿气和凝析油带; R0＞＞2%时，准变质阶段，干气带，只有甲烷时，准变质阶段，干气带，只有甲烷 2、镜煤反射率 Clq 2024/9/17 未成熟阶段：红外光谱图上表现为含氧官能团逐渐消失。
即C=0官能团由①到③逐渐消失 在成熟阶段：红外光谱的脂肪键逐渐减少，即C=H官能团由④-⑤，对应的三脂肪族谱峰逐渐消失 准变质阶段只在光谱图上留有C=C芳核 〈二〉使用干酪根红外光谱研究有机质的成熟度 Clq 2024/9/17 对岩样加温热解可测出其中所含吸附烃(S1)，干酪根热解烃〔S2〕和二氧化碳〔S3〕等物质 根据转化率S1/(S1+S2)和热解峰温t(热解过程中温度达到的高峰值)可以用来确定有机质的成熟度 S1/(S1+S2)达到0.1时，有机质进入成熟生油区 S1/(S1+S2)达 到 0.4以后，进入湿气带 〈三〉使用热解方法测定成熟度 Clq 2024/9/17 根据根据C15+ 烃类特征鉴定成熟度主要应用烃类特征鉴定成熟度主要应用 奇偶优势比参数奇偶优势比参数 岩岩石石抽抽提提物物中中奇奇、、偶偶碳碳原原子子正正烷烷烃烃的的相相对对丰丰度度，，称称为为正正烷烃奇偶优势比它有两种表示方法：烷烃奇偶优势比它有两种表示方法： 1、正烷烃的、正烷烃的CPI值值由由于于现现代代沉沉积积物物中中奇奇碳碳正正烷烷烃烃大大于于相相邻邻的的偶偶碳碳正正烷烷烃烃，，古古代代沉沉积积物物中中奇奇碳碳正正烷烷烃烃略略大大于于相相邻邻的的偶偶碳碳正正烷烷烃烃，，而而油油中中两两者者近近等等。
据据此此，，使使用用CPI——碳碳优优势势指指数数来来反反映映成成熟熟度度其具体计算公式：其具体计算公式： CPI=1/2[(C25+C27+……+C33)/（（C24+C26+……+C32））+ (C25+C27+……+C33)/（（C24+C26+……+C34））] 〈四〉根据C15+ 烃类特征鉴定成熟度 Clq 2024/9/17 原油中CPI值在0.9-1.15之间，沉积岩的CPI值接近这个范围就是生油岩，且越接近1的附近，就愈成熟 Clq 2024/9/17 OEP值值就就是是取取主主峰峰碳碳前前后后两两项项得得出出的的奇奇偶偶碳碳优优势势值值，，计算公式是：计算公式是： OEP=[Ci+6Ci+2+Ci+4/4Ci+1+4Ci+3](-1)i+1 其其中中i为为主主峰峰碳碳碳碳数数减减2，，例例如如主主峰峰碳碳数数为为17，，则则i为为15，，式式中中的的分分母母即即为为偶偶碳碳量量，，当当主主峰峰碳碳为为18时时，，则则指指数数为负值，分子分母颠倒，最终又使分母为偶碳。
为负值，分子分母颠倒，最终又使分母为偶碳 一般认为一般认为OEP＜＜1.2时，生油岩进入成熟阶段时，生油岩进入成熟阶段 2、正烷烃的OEP值 Clq 2024/9/17 芳香结构分布指数，我们在前面以介绍过了：芳香结构分布指数，我们在前面以介绍过了： ASI= I类初级氢原子类初级氢原子 /II类初级氢原子类初级氢原子 ASI值值达达0.8-1.4范范围围时时，，表表示示烃烃类类已已成成熟熟，，可可列列为生油岩为生油岩好好了了，，常常用用的的成成熟熟度度研研究究方方法法就就介介绍绍完完了了，，这这些方法结合有机质的类型进行综合分析，效果最佳些方法结合有机质的类型进行综合分析，效果最佳 〈五〉芳香结构分布指数坚定成熟度 对对生生油油岩岩进进行行研研究究，，一一方方面面是是通通过过宏宏观观的的粗粗略略观观察察，，即即看看一一看看岩岩石石是否含有大量有机质，岩石的颜色是否为暗色，是否是细粒岩石等等是否含有大量有机质，岩石的颜色是否为暗色，是否是细粒岩石等等 另另一一方方面面是是利利用用测测定定有有机机碳碳、、氯氯仿仿抽抽提提物物和和烃烃的的含含量量，，来来定定量量分分析析生生油岩的特征。
油岩的特征 Clq 2024/9/17 形成生油岩的有利古地理环境主要有浅海、半深—深湖、三角洲相三个沉积区带 在滨海区，海水进退频繁，氧气自由进入，对有机质保存十分不利；深海区有机质供给十分有限；只有浅海区，水体宁静，有机质供给充分，最有利于生油岩的形成特别是深湖，海湾和近三角洲相是最有利的生油岩形成环境 在湖泊里，最有利于生油岩形成的地带环境不是滨湖—沼泽区，也不是浅湖区，而是半深—深湖区另外，湖泊三角洲的前三角洲相区，也是非常有利的生油岩形成相带六、生油岩形成的有利古地理环境 Clq 2024/9/17Upwelling of water rich in nutrients on a continental margin with deposition of organic-rich mud Clq 2024/9/17 七、石油地球化学对比七、石油地球化学对比 石油地球化学对比，包括油—油对比，油—岩对比、气—气对比以及油—气—岩对比等内容，其中又尤以油—岩对比最为重要，对于具有多套含油层系的勘探，为准确寻找目的层，有重要的研究意义。
下面我们就介绍一下目前对比研究研究常用的一些参数 Clq 2024/9/17 石油中的微量元素钒、镍是作为卟啉络合物随卟啉一起从母岩进入石油的其绝对含量可能随风化、运移的作用而变化，但V/Ni比率常无明显变化 因而，同源层原油的V/Ni比值应具有相似性，故可用于油源的对比研究1、微量元素 Clq 2024/9/17 碳碳同同位位素素是是目目前前应应用用较较为为普普通通的的对对比比参参数数，，由由于于石石油油不不同同组组分分或或馏馏分分的的δ13C值值不不同同，，所所以以应应用用δ13C进进行行对对比比，，最最好好是是按按不不同同馏馏分分和和组组分进行 一一般般从从饱饱和和烃烃—全全油油—芳芳烃烃—非非烃烃—沥沥青青质质，，它它们们的的δ13C值依次增加值依次增加 如如测测得得的的油油—油油或或油油—岩岩各各组组分分的的δ13C值值相相近近且且变变化化相相似似，，则则对对比比结结果果较较好好反反之较差 2、碳同位素 Clq 2024/9/17 由于卟啉类、三萜类、异戊间二烯类化合物，不受轻组分流失和风化作用的影响，所以它们的分布特征可用于油源对比。
此处的分布特征，即包含了绝对含量的特征，也包含有同类化合物不同类型之间的相对含量变化特征 这当中应用最为广泛的是异戊间二烯型烷烃，曾一度被誉为“指纹〞化合物 对比时，一般采用C15-21的异戊间二烯型烷烃的分布特征作为对比标志，以C19〔姥鲛烷〕的含量为100，将C15-21这七种分子的相对含量绘制成图 3、生物标记化合物 Clq 2024/9/17 Clq 2024/9/17 除上之外，石油地球化学对比还可使用配对分子、正烷烃分布曲线的特征在此不一一介绍了在对比研究中，可以根据油样的特征和其它实际条件灵活选取 但最常用的是：V/Ni比、生物标记化合物、碳同位素三个方面 对比时，尽量结合实际地质资料，多方面综合分析对比 Clq 2024/9/17作业： 1.评价生油岩的主要依据有哪些？ 2.运用H/C 和O/C原子比如何对干酪根类型进行划分，各类型的原始物质来源及成矿方向？ 3. 生油岩评价： 深灰色泥岩、I型干酪根、C(有机)含量为1.42%，氯仿沥青含量4200PPm，总烃含量2200ppm，总烃/C〔有机〕的比值为9.9%，CPI值为1.02%，R0值为1.2%，此类岩石为（ ）生油岩。
Clq 2024/9/171〕未熟油-低熟油理论 未熟油-低熟油是指所有非干酪根晚期热降解成因的各种低温早期的非常规油气. 其生成高峰阶段对应的RO大体在0.2~0.7%.2〕煤成烃理论 煤成油是指由煤和煤系地层中集中和分散的陆源有机质，在煤化作用的同时所生成的液态烃类4、油气成因理论新进展 Clq 2024/9/17 Clq 2024/9/17 。