我国下古生界碳酸盐岩烃源岩评价研究现状
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矿物岩石地球化学通报?综述?
Bulletin of Mineralogy ,Petrology and Geochemistry Vol. 23 No. 4 , 2004 Oct.
我国下古生界碳酸盐岩烃源岩评价研究现状
耿新华,耿安松,熊永强
中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室,广州510640
摘: 碳酸盐岩烃源岩评价对我国油气资源评价与勘探至关重要。本文从有机质成熟度、要有机质丰度下限、有机质丰度及生烃潜力的恢复、碳酸盐岩生烃机制与生烃模式等几个方面,介绍了我国碳酸盐岩烃源岩的研究现状,提出了运用生烃动力学对碳酸盐岩烃源岩进行研究的新方法,展望了需要继续关注的问题。关:碳酸盐岩烃源岩; 研究现状; 生烃动力学键词中图分类号:P588. 24 + 5文献标识码:A 文章编号:100722802 (2004) 0420344206 [1 ] [2～6 ]
世纪80 年代以前, 对碳酸盐岩生烃性能的20 源岩进行对比研究。近20 年来,利用多学科相互渗透结合的方法,研究主要涉及源岩的岩相( 主要是
参数之一。我国碳酸盐岩地层的特点是有机质丰度低,演化程度高,分子异构化达到平衡终点乃至出现常规的有机地球化学演化指标不适
用
[16 ,17 ]
研究主要限于对有机质丰度的探讨, 并与泥质岩烃
“逆转” 现象,缺乏典型的镜质体供测定反射率,因而。准确评价高演化碳酸盐岩烃源岩的成熟度是目前生产上亟待解决的一个难题。学者们提出了一些有应用价值的演化参数。(1) 镜状体反射率: 20 世纪70 年代末期起, 人们就认识到元古界和下古生界地层存在光性上类似镜质体的显微组分标
[20 ,21 ] [18 ,19 ]
光学显微特征) 、地球化学特征、油源对比和生烃机理等方面,
研究了有机质的起源、分布、组成、古环境、生物标志物和碳同位素得了长足的进步。。国内外许多学者
, 在相关方面取
对碳酸盐烃源岩做了大量工作
[2～13 ]
我国碳酸盐岩地层分布广泛,厚度巨大,经历的
,但对镜状体的新兴趣,则来
地质历史较长,碳酸盐岩烃源岩与国外的显著区别是多处于高过成熟阶段, 研究难度大。有关碳酸盐岩的原始有机质丰度、生烃机制、成烃潜力及其地球
自尝试用其作为前泥盆纪源岩可能的有机成熟度指。一些学者
[11 ,22 ,23 ]
研究了我国高过成熟烃源
岩有机岩石学,讨论了镜状体的特征、成因和镜状体反射率作为有机
成熟度指标的意义, 通过热模拟实) ) 验得到镜状体反射率( VL R 。与镜质体( VR 。关系。但需要注意的是, 镜状体反射率作为下古生界烃源岩有机成熟度指标在低熟或过高成熟度阶段与成熟度相关关系不好, 主要适用于镜质体反射率为1.
( 2) 沥青反射率: 我国的海相碳酸盐岩中广泛分
化学条件评价,尚有很多关键问题需要进一步研究。随着油气研究和勘探程度的深入, 陆续发现了一些区
[14 ,15 ]
与古生界碳酸盐岩相关的原生油气藏和油气显示
,如1993 年完钻的孔古3 井、1995 年完钻的
[15 ]
孔古 4 井
, 以及1997 年完钻的孔古7 井, 陆续发
现了古生界原生油, 显示了古生界碳酸盐岩良好的勘探前景和潜力,为进一步勘探古生界原生油气藏提供了有力的地质依据。因此, 以碳酸盐岩为烃源岩的研究无疑极具经济价值和社会效益。
0 %～2. 0 % 阶段。
布着多种类型的天然沥青, 因此通过建立沥青反射) 率( R 。) 与镜质体反射率( R 。的相关关系来划分碳 B 酸盐岩地层的热演化阶段至关重要。现已建立了几种R 。R 。的关系式B与涂建琪等[26 ] [24 ,25 ]
1有机质成熟度
。
有机质成熟度是评价烃源岩最重要、最基本的
指出,由于沥青成因复杂,许多地
收稿日期:2004207221 收到,09209 改回基金项目: 中国科学院知识创新工程重大项目课题( KZCX12SW218203) 和国家重点基础研究发展规划项目( G1999043307) 资助) 第一作者简介:耿新华(1
974 —,女,博士研究生,从事油气地球化学研究1
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质作用都可以形成, 所以只有原地沥青或前油沥青的反射率才能用于成熟度研究; 目前应用沥青反射率标定有机质成熟度的最大困难仍
在于镜下正确辨认沥青及其成因。高志农等
[27 ]
机碳含量与泥质岩并无太大差别, 其下限值也应为
0. 4 %～0. 5 % 。
傅家谟
[31 ]
与陈丕济
[32 ]
建议碳酸盐生油岩的有
[33 ]
指出,碳酸盐岩中的天然沥青蕴藏
着丰富的热演化信息, 不同类型的天然沥青有特征的分子结构、化学组成和热演化规律,除已有的适用于热变质沥青的R 。与R 。关系式外, 还必须建立B 其它成因类型沥青的特有R 。R 。关系式。
B2 特征寻找新的定量参数是一个重要课题。破坏。一些学者[28～30 ]
( 3) 牙形刺色变指数: 牙形刺遍布全球寒武纪至
三叠纪的海相地层。其色变指数优点是简便、直观快速与经济; 主要缺点在于研究者鉴别能力的人为差别,有时这种差别会达到相当大的程度。另一方面,牙形刺颜色变化是连续的,而且同一样品中牙形石颜色都可能有差异, 因而颜色等级的划分就显得过于笼统、
粗略和带有主观性。准确地说,牙形刺色变指数只是一个半定量指标,利用牙形刺的热演化
( 4) 分子有机地球化学参数( 双金刚烷比值) : 生
物标志化合物分子成熟度参数可用于研究烃源岩, 特别是油气的成熟度。因此, 可选择适宜的分子成熟度指标研究高过成熟阶段碳酸盐岩及其油气的成熟度。虽然大多数生物标志化合物分子成熟度参数不适合于高过成熟阶段, 却不是绝对的。金刚烷为具有类似金刚石结构的一类刚性聚合环状烃类化合物,性质极其稳定,不易受到热降解以及生物降解的探讨了双金刚烷指标后,建立了双金刚成熟度指标X MD 与镜质组反射率的相关关系,并发现当有机质的R 。> 2. 0 %时, 双金刚烷指标和埋深及R 。值均不具线性关系, 并在更高演化阶段双金刚烷类化合物消失。可见双金刚烷指标不能用于过成熟阶段碳酸盐岩烃源岩成熟度研究。
3 - 过成熟碳酸盐岩有机质丰度及高
2有机质丰度下限
有机质丰度决定着岩石的生排烃潜力, 因而是
判断岩石能否作为烃源岩的关键。目前, 国内对模拟实验和自然演化系列有两种观点: 一类认为处于高演化阶段的碳酸盐岩由于有烃类的排出而使有机碳含量降低,其下限值较低; 另一类则认为碳酸盐岩烃源岩有机碳含量受热演化影响不大, 作为烃源岩的碳酸盐岩受热演化的影响也不大, 因此烃源岩有
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机质丰度下限为011 %～012 % 。刘宝泉等等
[34 ]
根据
华北中上元古界和下古生界碳酸盐岩的研究, 认为碳酸盐生油岩有机质丰度下限为0. 05 % 。陈义才估算有机碳含量下限值为0. 03 %～0. 06 % 。
[35～37 ]
然而一些学者
认为, 烃源岩平均有机碳下
限指标应主要由实际情况的类比来确定, 由于多年勘探工作未发现能生成原生工业性油气藏, 表明下限定得过低。对于海相工业性烃源岩, 包括泥岩和碳酸盐岩,有机碳含量应大于0. 5 % ,在高—过成熟区可降到0. 4 % ; 否则有机质丰度不会成为油气勘探评价中的一个限定因素。综上所述, 由于有机质热演化程度对有机质丰
度的影响,油源岩不同等于气源岩,不同地区不同类型烃源岩的有机质下限不同, 应进一步探讨碳酸盐岩烃源岩生烃下限,制订可靠的标
准以供参考。
生烃潜力的恢复
我国碳酸盐岩的总体特点是有机质丰度低而成
熟度高。许多学者认为有机质丰度低是成熟度高所致。评价高、过成熟碳酸盐岩生烃有机质丰度及其潜力,必须将其恢复至原始条件下( 未大量生烃和排烃之前,即源岩的R 。= 0. 5 %时) ,方能反映其本来面貌,因而提出了一系列恢复方法和公式。目前恢复原始有机质丰度的常用方法有残碳模
型恢复法、物质平衡法、元素模型法和谱学模型法等;也有根据干酪根岩石热解结果或沉积岩中剩余有机碳含量来推测原始有机碳含量。有机质生烃潜力的恢复一般采取实验模拟法。
该方法是加热成熟度较低的同类烃源岩, 测量不同热演化阶段( 一般以R 。来表示) 的生烃量或热解参数,得到经验公式或图版,用以恢复自然高演化烃源岩。也有人
[38 ,39 ]
利用模拟实验得到了一系列经验公
[1 ,40 ]
式和恢复系数。此外, 还有人来恢复生烃潜力。
以干酪根岩石热
解、干酪根碳同位素特征或不同单组分研究为基础众所周知,随着生烃与排烃,烃源岩的有机碳含
量降低。因此在评价高成熟烃源岩的油气资源量时,
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可考虑恢复残余有机碳。“八五” 之前国内学者认为恢复系数一般不超过 2 和公式
[1 ,12 ] [32 ]
和生气高峰滞后的现象。以不同介质为催化剂的模拟试验催化作用。妥进才等
[45 ] [44 ]
, 但近年提出的恢复方法
表明,碳酸
,恢复系数可达 3. 0 以上。
[41 ]
盐岩中有机质演化程度的滞后是因缺乏粘土矿物的认为, 处于较高演化阶段的碳酸盐岩生油岩有机质演化过程滞后的原因, 主要是缺乏粘土矿物的催化作用和束缚了沥青C” “ 的加入; 由于碳酸盐岩比泥岩含有更多的束缚沥青C” “ , 其所导致的成熟度指标值降低更明显。碳酸盐岩生油岩是我国古生界地层中重要的烃源岩类型,充分认识碳酸盐矿物中有机质热演化的滞后作用有助于对其成油阶段的正确评价。对迟缓效应机制的分析也只是初步阶段, 尚未有人给出迟缓效应的定量数值,这一问题有待研究。
王飞宇
根据有机质演化过程中脂碳和芳碳
演化的定量计算指出, 理论上主体为Ⅱ型的海相烃源岩的有机质丰度恢复系数不大于 1. 8 , 即过成熟阶段烃源岩的恢复系数接近1. 8。夏新宇
[42 ]
则认
为,如果液态烃的生排系数大于50 % , 从成熟晚期到过成熟期的有机碳恢复系数也不会超过 2. 0 ; 考虑到我国陆表海沉积的碳酸盐岩有机质丰度并不高,生、排烃效率更低, 有机碳恢复系数最大不超过
1. 5 。钟宁宁等
[43 ]
通过对Corg 含量为0. 1 5 %～0.
70 %的岩石实验, 参考了他人一万余个有机碳含量
数据,发现各类烃源岩的有机碳含量的变化与成熟度( R 。和埋深) 没有明显关系, 只与烃源岩的沉积有机相有关; 指出评价高- 过成
熟而低有机质丰度的碳酸盐岩,根本不必恢复Corg 含量。张水昌等[36 ]
5碳酸盐岩的生烃动力学研究
近年来, 分子级水平的成烃动力学探讨已成为国际有机地球化学的发展趋势之一, 其最大优点是可以比较准确地预测不同演化阶段的实际生烃量及组成特征,根据生烃动力学参数外推地质过程,预测油气的生成量和不同阶段的组成特征。中国科学院广州地球化学研究所利用该方法开展了大量的工作
[46～48 ]
也认为,恢复有机质丰度必须慎重。我国古生界碳酸盐岩多为陆表海的台地相沉积, 有机质丰度总体不高,即使恢复 1. 5 倍也不会有质的变化,而采用更高的恢复系数,可能会人为地拔高对烃源岩的评价
。对于有机碳含量小于1 %的烃源岩,由于生、排烃过程对有机碳含量影响不明显,还是不恢复为好。
,在烃源岩的评价和勘探中得到了较好的应
用。目前已经开展了碳酸盐岩生烃动力学的研究, 期望能进一步探讨碳酸盐岩的生烃机制, 对碳酸盐岩在不同演化阶段的生烃量与碳酸盐岩的资源评估等方面给出定量数值, 以完善我国下古生界碳酸盐岩烃源岩工业评价指标。碳酸盐岩不仅是重要的储集层, 而且是重要的油气源岩, 是我国古生界地层重要的烃源岩类型。它们作为烃源岩的重要性已为塔里木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地等地的油气勘探实践所证实。对碳酸盐岩烃源岩的研究还需深入下去, 值得继续关注的内容有:1) 由于常规的参数和指标只能在某种程度上反映有机质的热演化, 今后应加强对高演化碳酸盐岩有机质成熟度指标的探索, 寻找新的衡量指标。2) 进一步研究碳酸盐岩烃源岩的成烃机制, 提高对碳酸盐岩烃源岩有机质生烃机理的认识, 奠定碳酸盐岩烃源岩的定量评价与生烃史的基础。3) 按照科学、易用的原则提出我国下古生界碳酸盐岩烃源岩工业评价的指标或图版。
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4碳酸盐岩生烃机制与生烃模式
碳酸盐岩较复杂的成岩作用和有机质赋存形式,决定了它的成烃演化特征与泥质岩类不同: 特有的生烃机制和成烃模式。近年来对其成烃机理的研究日益受到重视, 认识也渐趋一致。不少学者从不同的角度研究了海相碳酸盐岩烃源岩成烃演化特征
[1 ,7 ,9 ,11 ,12 ]
,指出碳酸盐岩有机质的差异演化和“三
段式” 生烃特点。具体表现在碳酸盐岩成烃演化较其他岩类具有迟滞效应和各种有机质演化的差异, 指出碳酸盐岩烃源岩的生烃过程分为早期的生物大分子解聚生烃阶段、中期的干酪根大量热降解生烃阶段和晚期的碳酸盐矿物包裹体有机质和晶包有机质的高演化生烃阶段, 并强调早期生烃和高过成熟阶段包裹有机质生烃的重要性, 指出碳酸盐岩生烃范围( 尤其是生油范围) 较泥质岩烃源岩宽。曾凡刚
[10 ]
指出碳酸盐岩有机质演化是多源复合、多阶段
连续的生烃过程; 与碎屑岩生烃比较,具有生油高峰
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China. Several key issues about the research on carbonate source rock s have been reviewed in this paper. They are as follows : ( 1) the th ermal maturity of organic matter ; ( 2) the lower limit of the abunda nce of organic matter in high2mature and over2mature carbonate sourc e rocks ; ( 3) the reestablishment of the original abundance of organi c matter and its hydrocarbon2generating poten2
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有效烃源岩的识别与控制因素 摘要：有效烃源岩的研究是油气勘探中首先必须要解决的首要问题，然而目前烃源岩识别及其生烃潜力估算还存在一些问题，为了正确对盆地或凹陷的有效烃源岩进行识别，本文从有效烃源岩的定义出发，介绍了有效烃源岩的识别方法，阐述了它的发育环境和保存条件，探讨了有效烃源岩在油气藏形成和保存方面的重要意义，阐述了研究过程中应注意的问题。 关键词：有效烃源岩；识别标志；控制因素 1、有效烃源岩的定义 烃源岩是油气形成的物质基础，也是石油勘探过程中首先必须研究的问题。随着研究的深入，石油地质学家在烃源岩基础上进一步识别出了有效烃源岩。有效烃源岩是指既有油气生成又有油气排除的岩石，它在某种程度上控制着盆地内油气藏的分布[1]。必须强调的是，它们生成和排出的烃类应足以形成商业性油气藏[2]，否则有效烃源岩的定义将难以在生产实践中应用。可见，有效烃源岩的评价标准必须与勘探实践相结合。 2、有效烃源岩的识别 如何判断一个地区的烃源岩是否为有效烃源岩，或者如何让从大范围的烃源岩中识别出有效烃源岩，通过多年的研究地质学家总结了一些具体方法，概括起来，主要是地质手段和数值模拟，具体研究时是这两种手段的结合。有效烃源岩的识别主要从以下几个方面入手[3]：2.1、烃源岩发育的规模 烃源岩发育规模包括两个方面，一是平面上的烃源岩展布情况，一是剖面上烃源岩厚度。这两方面受当时沉积期水体发育的控制。中国东部中新生代盆地包括断陷和拗陷两类。断陷以渤海湾盆地为主，拗陷以松辽盆地为主。渤海湾盆地在断陷时期，湖盆大多为不对称箕状。陡坡一侧水体深，沉积厚度达，是有效烃源岩发育部位；缓坡区域水体相对浅，烃源岩一般发育规模小。松辽盆地是典型大型拗陷盆地，湖盆面积大，沉降中心和沉积中心一致。在沉积期内烃源岩大规模发育，面积广，厚度大，构成了大庆油田巨大的物质基础。总的来说，水体的发育影响着烃源岩的发育规模。 2.2烃源岩的排烃能力 在确定了有效烃源岩的规模后，还必须考虑它的排烃能力。一个地区的烃源岩规模大，
专题一：烃源岩分布预测和质量评价方法及应用 油气资源量的大小（储量）—是进行勘探决策分析和勘探规划计划编制的基础和科学依据!烃源岩—能够生成石油和天然气的岩石。是生成油气的物质基础，烃源岩的质量和体积决定了生成油气的多少! 1.无井条件烃源岩分布预测 ①有井约束地震相②有井约束层序分析③有井约束地震反演④综合研究 2.判别源岩的最小有机碳含量下限标准：泥岩的有机碳≥0.5% 碳酸盐岩的有机碳≥0.3% 作为生油岩标准的最小有机碳下限值不能应用于成熟度高的地区。高成熟区目前所测得的有机碳只能反应有机质的残余数量，原始数量可能是它的两倍以上。 存在的问题 ①理论上 没有考虑有机碳的组成比例； （不同类型的有机质，生油岩干酪根中的有效碳含量不同：） ★没有考虑母质的转化程度； ★没有定量考虑母质类型； ★没有考虑排烃条件。 ②实践上 ★有些煤的有机碳丰度高，但不是有效的烃源岩； ★有些泥岩的有机碳低，但却是好的烃源岩（如柴达木盆地第三系）。 2.用氯仿沥青“A”等残留烃指标评价源岩品质 （1）理论依据 源岩排烃效率非常低（一般〈5%），源岩中目前残留烃量基本代表了原始的生烃量
●反应了残烃的指标； ●反应了源岩生烃能力和残留烃能力的变化规律； ●反应了有机质的转化率。 （2）实际情况 ★在生烃量相同的情况下，氯仿沥青“A”、热解参数“S1”以及总烃含量“HC”数值越大，意味源岩排出的烃量越小； ★煤、欠压实地层中的“A”偏高并不意味源岩的生烃量大，而是表明源岩的排烃条件差 3.有效烃源岩的判识 二、有关烃源岩的几个术语和烃源岩评价标准 1.烃源岩（生油岩或母岩）—通常把能够生成石油和天然气的岩石，称为生油（气）岩，由生油（气）岩组成的地层为生油（气）层。 有效烃源岩是指对油气藏形成作出过直接或间接贡献的烃源岩。预测有效烃源岩分布发育对于评价资源潜力和油气藏分布具有现实意义。 优质烃源岩（excellent source rock）—有机碳含量大于3%的烃源岩作为优质烃源岩。或在几套烃源岩中其中其排烃量占总排烃量50%以上贡献的烃源岩。 2.排烃门限与与烃源岩最小有机质丰度下限的关系 结论： 1. 不存在一个固定不变的有机质丰度下限标准；不同盆地、不同有机质丰度、不同演化程度，源岩进入排烃地质门限的临界地质条件均不同； 2. 同一丰度源岩不同类型时，随源岩类型由腐泥型向腐植型转变，其进入排烃地质门限要求的演化程度增强。 3. 同一源岩其有机质丰度、演化程度、源岩厚度在源岩进入排烃地质门限的临界地质条件
元宝山凹陷烃源岩综合评价 元宝山凹陷烃源岩主要分布在九佛堂组下段、九佛堂组上段和沙海组，本文从烃源岩沉积时的古气候古环境、地球化学特征对烃源岩进行分析，并从有机相带划分、有机质类型、有机质成熟度、有机质丰度四个方面对该区烃源岩进行了评价。认为九佛堂组湖相暗色泥岩主要为一套低成熟烃源岩，是主要烃源岩段，沙海组湖相暗色泥岩为未熟～低熟生油岩，为一套次要的烃源岩。 标签：元宝山凹陷；烃源岩；有机质；有机相带 1 区域地质概况 元宝山凹陷位于内蒙古自治区赤峰市东，属赤峰市元宝山区、松山区所辖。构造属于赤峰盆地的一个次级负向构造单元，是在海西期褶皱基底上发育起来的中新生代断陷，构造走向北东向，凹陷面积650km2。地势西南高，东北低，中部近于平川。 2 烃源岩特征 2.1 烃源岩的分布 根据本区钻井揭示，元宝山凹陷在九佛堂组下段、九佛堂组上段和沙海组发育有湖相泥岩沉积，可作为本区的烃源岩系。九佛堂组下段（K1jf下）：为盆地早期发育的产物，湖盆基底凹凸不平，暗色泥岩分布受沉积中心控制，主要分布在凹陷的中央偏北西部；九佛堂组上段（K1jf上）：为湖盆扩大生长发育阶段，暗色泥岩分布广，厚度较大，一般150～250m。单层厚度变化大，最厚125m，一般10～20m，分布与地层展布基本一致。呈白云质泥岩与深灰色泥岩互层；沙海组（K1sh）：为湖盆发育鼎盛阶段，沙海组湖相暗色泥岩特别发育，厚度在160～437.5m之间，单层厚度一般20～30m，分布与地层基本一致。暗色泥岩厚度大，分布稳定。 2.2 烃源岩沉积时的古气候、古环境 根据元参1、宝地2井微量元素分析结果，元宝山凹陷在早白垩世处于潮湿、半潮湿的热带—亚热带古气候条件下，古湖盆水介质属半咸水—淡水环境，有利于水生生物和陆源植物繁殖，利于烃源岩的形成。九佛堂期至阜新期，地化环境由弱氧化—弱还原—还原—氧化渐次过渡。其中九上段和沙海组处于淡水、弱还原-还原环境，对有机质的保存和向烃类转化非常有利。 2.3 烃源岩地球化学特征 2.3.1 烃源岩中生成油气的母质显微组份
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM 烃源岩综合评价报告 班级 姓名 学号 指导教师 2015年10月25日
前言 通过对某坳陷背斜及西部斜坡进行钻探取样，得到的各探井S3顶面深度、泥岩厚度及各项地化指标数据（见表1-1）分析，所得各项结果如下： 1、根据各探井数据及取样地化特征得到该坳陷S3暗色泥岩厚度、有机碳含量及镜质体反射率得到等值线分布平面图，再综合分析得到烃源岩综合评价图。 2、根据总烃/有机碳、“A”/有机碳、饱和烃、镜质体反射率、OEP及地温与深度关系，得到该坳陷S3烃源岩演化剖面图，据此将烃源岩演化分为未成熟阶段、成熟阶段和高成熟阶段。 由各项结果可知，该地区有利烃源岩分布多集中在背斜的翼部且深度较深的坳陷部位，分布面积较广，有很好的油气勘探前景。 一、烃源岩的演化特征 (一)烃源岩生油门限 根据绘图烃源岩演化剖面图可以看出，总烃/有机碳、“A”/有机碳和饱和烃随深度有相同的变化趋势（见附图1），在深度1400—1900m有较大值，氯仿沥青“A”在1200m处开始大量增加，代表此时的烃源岩开始大量生油。三者都在1600m处达到最大值。 据各井位镜质体反射率和地温数据拟合镜质体反射率—深度曲线和地温—深度曲线，从曲线上得出Ro=0.5时生油门限为54oC，对应的深度为1200m，意味着埋深达到1200m时该烃源岩达到成熟开始生烃。 而从OEP曲线也可以看出，生油门限以上，其随深度加深而骤降，生油门限以下下降较缓慢。在生油门限处OEP约为1.7，当烃源岩达到成熟阶段其值几乎都集中在1.2以下且幅度变化范围小，即奇数碳占优势，代表岩石中有机质向石油转化程度高，这也验证了前面所判断，此时烃源岩已经达到成熟。 (二)烃源岩演化阶段 参照镜质体反射率曲线根据有机质成熟度将烃源岩演化分为三个阶段： 未成熟阶段：深度<1200m，温度<54oC，Ro<0.5； 成熟阶段：深度1200m—2140m，温度54oC--85oC，0.5
柴北缘东段中侏罗统烃源岩地球化学特征及评价 X 林 武,刘汝强,周 丽,栾守亮,颜小宁,王 琴 (胜利油田分公司西部新区研究中心,山东东营 257015) 摘 要:通过对柴北缘东段中侏罗统烃源岩有机质丰度、有机质类型以及成熟度有机地球化学特征研究表明,侏罗系烃源岩有机质丰度较高,综合评价为中等-好烃源岩,具有较大生烃潜力。其中半深湖相油页岩有机质类型为I-II型,生油潜力大;湖沼相煤系烃源岩有机质类型以III型为主,生气潜力大。中侏罗统烃源岩总体处于低熟-成熟热演化阶段,推测洼陷带深部(3500m以下)进入成熟阶段,已大量生烃。 关键词:柴北缘东段;中侏罗统;烃源岩;有机地球化学 中图分类号:P618.130.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)06—0022—02 柴达木盆地是一个中、新生代陆相含油气盆地,柴北缘块断带是盆地一级构造单元。柴北缘西段以下侏罗统烃源岩为主,柴北缘东段以中侏罗统烃源岩为主。目前针对柴北缘西段下侏罗统烃源岩相关研究较多[1-3],而东段中侏罗统烃源岩研究程度总体较低。因此本次对柴北缘东段中侏罗统烃源岩进行系统的有机地球化学特征研究,评价其生烃潜力,为本区中侏罗统烃源岩油气勘探提供科学依据。 1 烃源岩地球化学特征 柴达木盆地中侏罗统烃源岩主要有两种类型,一种为半深湖相油页岩,另一种为湖沼相煤系烃源岩(泥岩、碳质泥岩和煤)。湖相油页岩主要发育在中侏罗统大煤沟组七段,煤系烃源岩在大煤沟组一二三五段均发育。 由于柴北缘东段钻遇侏罗系烃源岩探井较少,因此本次研究分析样品主要为柴北缘东段大煤沟、绿草山、鱼卡、旺尕秀等地区露头样品。烃源岩地球化学特征研究主要包括有机质丰度、类型和成熟度三个方面。 1.1 有机质丰度 有机质丰度是烃源岩评价最重要的指标之一。本次烃源岩评价参考陆相烃源岩评价标准[4]和柴北缘侏罗系烃源岩评价标准[5]。由于主要为露头样品,油页岩、泥岩、碳质泥岩以抗风化能力最强的T OC 指标为主,煤岩(井下)以S1+S2评价指标为主。 从分析结果来看,油页岩TO含量为%～16.69%,平均为6.03%,T OC含量均大于1%,主要分布在4%～6%区间,属于好烃源岩。泥岩TOC含量为0.23%～7.41%,平均为2.40%,中等以上烃源岩为75%。碳质泥岩TOC含量为0.35%～17.56%,平均为6.60%,中等以上烃源岩达到90%。煤岩S1+ S2为32.86mg/g～198.03mg/g,主要分布在60mg/ g～120mg/g之间,中等以上烃源岩为75%。总体看来,油页岩有机质丰度最高,为好烃源岩,煤系烃源岩有机质丰度较高,为中等-好烃源岩。 1.2 有机质类型 干酪根的显微组分可以划分为腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组。根据各组分的含量,将干酪根可划分为I型、II1型、II2型和III型。I型干酪根含类脂组分较高,生油潜力大;III型干酪根主要由高等植物的木质素和纤维素形成的镜质体、纤维体组成,生油潜力小,但具有一定的生气能力。II型干酪根生烃潜力介于I型和III型干酪根之间。 柴北缘东段中侏罗统油页岩镜鉴结果显示以腐泥组为主,其次为镜质组,壳质组和惰质组含量非常低。煤系烃源岩以镜质组为主,其次为腐泥组,壳质组和惰质组含量较低。同时结合油页岩Tmax与HI 相关图解(图2),综合分析认为柴北缘东段中侏罗统油页岩有机质类型以I型和II型为主,含有部分III 型,具有较大的生油潜能。中侏罗统煤系烃源岩有机质类型以III型为主,含有部分I型和II型,生气潜力大。 22内蒙古石油化工 2012年第6期 X收稿日期 C 1.70 :2011-12-22
作业一烃源岩综合评价 1、根据所给某钻井地层剖面（图1），确定烃源岩的层位（段）； 自然伽马测井原理：曲线是测量地层放射性的测井曲线，地层中的泥质含量越高曲线的值越高，岩石的颗粒越细，说明沉积时水体的环境就越安静，水体动荡幅度小，有机质就越容易保存；而在砂岩中，由于水体动荡水中含氧量高，有机质会被氧化，保存下来的就少。 据钻井剖面图在一、三、五段中自然伽马相对呈高值，视电阻率呈低值，因此烃源岩层主要位于一、三、五段，其它层段含有很少的烃源岩，可以忽略不计。 2、统计各层段烃源岩的厚度； 第一层的烃源岩厚度约为12m，第三层的烃源岩厚度约为30m，第五段烃源岩厚度约为30m。 3、根据所给地球化学分析数据（表1），确定烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度；
C：有机质成熟度：通过镜质体反射率Ro求得
4、根据已有资料，计算各层段烃源岩的生烃强度； 由于题中未给出烃源岩的面积和厚度因此只能计算单位体积的烃源岩生烃
5、烃源岩综合评价 由以上可知有机质为Ⅲ型干酪根，为腐殖型有机质。Ⅲ型干酪根在生成烃类时主要是产气。干酪根成熟度大都在成熟阶段，只有一个在高成熟阶段，说明此烃源岩已经生成过原油，但还有一定的生油潜力。单位体积生烃强度以须一段、须三段、须五段较大，而须二段、须四段、须六段的单位体积生烃强度较前面三段小，说明在生油潜力方面前面三段较好，后面两段的生烃潜力较前面三段更差一些。据岩性柱状图可知一、三、五段的烃源岩的厚度较大，而二、四、六段的厚度较小，说明一、三、五段的总的有机质含量更高，最后生成的烃类也更多。 二、四、六段烃源岩的生烃量要比一、三、五段少得多，但还是有一定的烃类生成。 总体来说须一段、须三段、须五段是较好的烃源岩，须二段、须四段、须六段较差一些。
烃源岩测井评价研究概述 摘要：目前围绕着烃源岩的测井评价开展了许多研究工作，本文从烃源岩测井评价的进展和评价方法两方面入手，系统的介绍了烃源岩评价的国内外研究现状和国内常用的评价方法，并指出了目前烃源岩评价中存在的问题，对今后研究工作的开展提出了建议。关键词：烃源岩；测井资料；研究进展；评价方法 引言 烃源岩是油气藏和输油气系统研究的基础，国内外对于烃源岩的研究一直很重视。在对烃源岩的研究过程中也取得也一定的成果。但是，由于构造和沉积环境的影响，烃源岩具有很强的非均质性，给资源评价工作带来一定的困难，许多学者对烃源岩的评价做了进一步的研究。本文对目前有关于烃源岩的测井评价进行总结分析，希望对今后的烃源岩评价工作有所帮助。 1 烃源岩的评价进展 1.1 国外进展 利用测井资料评价烃源岩的主要方面是确定烃源岩中的有机碳含量（toc）。早期关于烃源岩评价的研究主要集中在国外，1945年beer就尝试应用自然伽马曲线识别和定量分析有机质丰度[1]。murry等（1968）作区块分析时得出异常大的地层电阻率是由于生油岩中已饱和了不导电的烃类[2]。swamson将自然伽马异常归因于与有机质相关的铀，他指出铀与有机质存在一定关系[1]。在七十
年代末期由fertl（1979）、leventhal（1981）等人相继找出放射性铀与有机质含量间的经验公式，这期间的研究主要以定性分析为主[1]。herron（1986）将c/o能谱测井信息用于求解烃源岩的有机质丰度，但该方法误差较大并未真正应用到实际评价中[3]。schmoker在八十年代做了许多关于烃源岩的研究，他指出高的自然伽马值与烃源岩间的相关性、用密度测井信息来估算烃源岩有机碳含量、埋藏成岩作用引起的孔隙度减小过程就是一个热成熟过程、碳酸盐岩和砂岩的孔隙度之间呈幂函数等观点[4-6]。meyer（1984）等利用自然伽马、密度、声波和电阻率测井结合来评价烃源岩，总结出了测井响应参数与有机碳含量的岩石判别函数[7]。上面这些国外学者虽然提出了一些计算有机碳含量的经验公式，但是并没有建立定量的数学模型。直到1990年，passey研究出了对碳酸盐岩烃源岩和碎屑岩烃源岩都适用的方法，能够计算出不同成熟度条件下的有机碳含量值[8]。目前该方法依然被很多学者作为研究烃源岩的基础模型。lang等（1994）研究认为在泥页岩正常压实带，实测镜质体、反射率与声波时差间存在很好的半对数关系[9]。但是，由于反射率与声波时差的关系受许多地质因素影响，阻碍其普遍应用。mallick（1995）将实测的有机碳含量与地层密度用最小二乘拟合发现它们呈反比关系[10]。 1.2 国内进展 鉴于烃源岩研究的重要性，国内学者也进行了一系列研究工作。
习题一烃源岩演化特征与烃源岩评价 一、目的 1、复习巩固现代油气成因理论，用以讨论沉积盆地的生油气情况。 2、学会综合应用地质和地球化学资料，分析烃源岩的演化特征，评价烃源岩的优劣，预测有利的烃源岩分布区。 二、要求 1、根据表1-1中的数据作出某坳陷Es3烃源岩演化剖面图，在演化剖面上确定出生油门限深度，划分出有机质的演化阶段； 2、绘制暗色泥岩厚度、有机碳含量、镜质体反射率等值线平面图，根据丰度指标和演化指标对烃源岩进行评价，预测出有利烃源岩分布区。 三、具体步骤 某坳陷背斜及西部斜坡上所钻各探井Es3顶面深度、泥岩厚度及各项地化指标数据已列入表1-1。 1．根据深度、总烃／Ｃ、氯仿沥青“A”/C、饱和烃、镜质体反射率、正烷烃OEP等数据绘制该坳陷Es3烃源岩演化剖面图，在演化剖面上标出生油门限深度，划分出有机质的演化阶段（图1—1）。 2．绘制Es3暗色泥岩厚度等值线平面图（图1—2） 3．绘制Es3暗色泥岩有机碳含量等值线平面图（图1—3）； 4．以Ro=0.5%，1.2% 勾出Es3镜质体反射率等值线，并以此为界限用不同的颜色划分出有机质演化和成熟程度不同的区域（未成熟区、成熟区、高成熟区）（图1—4）； 5．综合分析暗色泥岩厚度、有机碳含量、镜质体反射率等值线平面图，把上述三张图的信息叠合，绘制该坳陷Es3烃源岩综合评价图，预测出有利烃源岩分布区（图1—5）； 6．根据该坳陷Es3烃源岩演化剖面图和综合评价图，编写简单的烃源岩综合评价报告。 表1-1 某坳陷各探井Es3泥岩厚度及其各项地化指标数据表
图1-1 某坳陷Es3烃源岩演化剖面图 图1-2 某坳陷Es3暗色泥岩厚度等值线平面图 图1-3 某坳陷Es3暗色泥岩有机碳含量等值线平面图
烃源岩地化特征评价
烃源岩地化特征评价 摘要：烃源岩对应的英文为Source rock，从本意上讲，它应该既包括能生油的油源 岩，也包括能生气的气源岩，但过去多将它译为生油岩。其中的重要原因可能在于国内早期的油气勘探主要瞄准着对油的勘探。因此，油气地球化学所关注和研究的对象主要是油而不是气。这可能是早期的有关专著和教材也多冠以“石油”而不是“油气”的原因所在。相应地，生油岩这一术语在地化文献中得到了相当广泛的沿用。随着我国对天然气重视程度的逐步、大幅提高，有关天然气的勘探和地球化学研究也越来越多，很多时候，需要区分油、气源岩。因此，本文中以烃源岩替代早期的生油岩来涵盖油源岩和气源岩。 关键词：机质的丰度；有机质的类型；有机质的成熟度。 前言 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。烃源岩评价涉及许多方面，虽然在不同勘探阶段以及不同的沉积盆地，评价重点也有所不同，但是总体上主要包括两大方面：(l)烃源岩的地球化学特征评价，如有机质的丰度、有机质的类型、有机质的成熟度；（2）烃源岩的生烃能力评价，如生烃强度、生烃量、排烃强度等。本人主要介绍烃源岩的地球化学特征评价方面： 1.有机质的丰度 有机质丰度是指单位质量岩石中有机质的数量。在其它条件相近的前提下，岩石中有机质的含量（丰度）越高，其生烃能力越高。目前，衡量岩石中有机质的丰度所用的指标主要有总有机碳（TOC）、氯仿沥青“A”、总烃和生烃势（或生烃潜量Pg,Pg=S1＋S2）。 1.1有机质丰度指标 1.1.1总有机碳（TOC，％） 有机碳是指岩石中存在于有机质中的碳。它不包括碳酸盐岩、石墨中的无机碳。通常用占岩石重量的％来表示。从原理上讲，岩石中有机质的量还应该包括H、O、N、S等所有存在于有机质中的元素的总量。但要实测各种有机元素的含量之后求和，并不是一件轻松、经济的工作。考虑到C元素一般占有机质的绝大部分，且含量相对稳定，故常用有机碳的含量来反映有机质的丰度。将有机碳的量转换为有机质的量，需要补偿其它有机元素的量，常用的方法是乘一校正系数K，即有机质＝K·有机碳。不难理解，K值是随有机质类型和演化程度而变化的量。Tissot等给出了经验的K值（表1.1）。 表1.1 由有机碳含量计算有机质含量的转换系数（据Tissot，1984） 从分析原理来看，有机碳既包括占岩石有机质大部分的干酪根中的碳，也包括可溶有机质中
第五节烃源岩及其地球化学研究 一、烃源岩的定义 烃源岩:指富含有机质能生成并提供工业数量石油的岩石。如果只提供工业数量的天然气，称生气母岩或气源岩。 由生油岩组成的地层叫生油层。在相同的地质背景下和一定的地史阶段中形成的生油岩与非生油岩的组合称为生油层系。 二、生油岩的岩石类型 泥质岩类：泥岩、页岩等； 碳酸盐岩类：泥灰岩、生物灰岩以及富含有机质的灰岩等。 泥岩和泥灰岩是石油原始物质大量赋存的场所。 特征：粒度细——小于0.05mm，颜色暗——黑、深灰、灰绿、灰褐色等，富含有机质，偶见原生油苗，常见分散黄铁矿等。岩性特征是确定生油岩最简便、最直观的标志。 三、烃源岩的有机地球化学研究 （一）有机质丰度 1.有机碳:系指岩石中残留的有机碳，即岩石中有机碳链化合物的总称，以单位重量岩石中有机碳的重量百分数表示。 生油岩有机碳的下限：细粒页岩为0.4%；而碳酸盐岩可低至 0.3%，甚至 0.1%。咸化环境形成的泥质生油岩可降低至 0.3%。 2.氯仿沥青“A”和总烃含量 可视为石油运移后残留下来的原石油，二者的含量同时反映了有机质向石油转化的程度。 氯仿沥青“A”下限值：0.0025%—0.003%； 总烃下限值：0.0005%—0.001%。 陆相生油层评价标准（胡见义、黄第藩，1991）
（二）有机质的类型 1、元素分析法
2、热解法 由J.Espitalie等发展了一种研究生油岩特征的热解方法，即生油岩分析仪，可以直接从岩样测出其中所含的吸附烃（S1）、干酪根热解烃（S2）和二氧化碳（S3）与水等含氧挥发物，以及相应的温度。 3、正构烷烃
从 C10～C40，主峰碳位置在 nC27、nC29和 nC31。 来源于海相的浮游植物和藻类的有机质气相色谱图上具有中等分子量的正构烷烃，主峰碳位置在 nC15和nC17，为单峰型。 如台湾新竹的上第三系原油为海相原油，南海北部湾下第三系原油为陆相原油。
文章编号:100020747(2002)0420050203 烃源岩测井识别与评价方法研究 王贵文1,朱振宇2,朱广宇3 (1.石油大学(北京);2.中国科学院地质与地球物理研究所;3.东南大学) 摘要:烃源岩测井评价通过纵向连续的高分辨率测井信息估算地层的有机碳含量,弥补了因取心不足而造成的在区域范围内识别与评价烃源岩的困难,为资源量估算及油气勘探决策提供地质依据。研究了用Δlg R 、多元统计分析和人工神经网络方法根据测井信息识别与评价烃源岩的方法,用这些方法对塔里木盆地台盆区21口井寒武2奥陶系进行烃源岩层段识别与评价,将测井资料处理成果与岩心的有机地化、地质录井资料相互检验,证实所用方法基本满足烃源岩评价的需要。图6参7(朱振宇摘) 关键词:烃源岩;有机碳含量;多元统计;人工神经网络;测井信息;识别中图分类号:P631.811 文献标识码:B 有机碳含量(TOC )是反映岩石有机质丰度最主要的指标。对岩心、岩屑样品进行有机地球化学分析,可获得有机质丰度和转化率等系列参数。然而,岩心样品有限,分析费用昂贵且费时,特别是岩屑分析结果可能不准确。利用测井曲线估算地层有机碳含量,既可以克服以上缺点,同时容易得到区域范围的地层有机碳含量数据,为资源量估算及油气勘探决策提供地质依据。笔者在充分考察前人有关烃源岩测井分析方法的基础上,分析与对比Δlg R 法、多元统计分析法和人工神经网络法[127]的特点,并将这些方法运用于塔里木盆地台盆区寒武2奥陶系烃源岩的测井分析与评价中,取得了较好的效果。 1烃源岩的测井响应 富含有机碳的烃源岩具有密度低和吸附性强等特征。假设富含有机碳的烃源岩由岩石骨架、固体有机质和孔隙流体组成,非烃源岩仅由岩石骨架和孔隙流体组成(见图1a ),未成熟烃源岩中的孔隙空间仅被地层水充填(见图1b ),而成熟烃源岩的部分有机质转化为液态烃进入孔隙,其孔隙空间被地层水和液态烃共同充填(见图1c )。测井曲线对岩层有机碳含量和充填孔隙的流体物理性质差异的响应,是利用测井曲线识别和评价烃源岩的基础 。 图1 岩石组成示意图 正常情况下,有机碳含量越高的岩层在测井曲线上的异常越大,测定异常值就能反算出有机碳含量。测井曲线对烃源岩的响应主要有:①在自然伽马曲线和能谱测井曲线上表现为高异常,原因是烃源岩层一般富含放射性元素,如吸咐特殊元素U 。②烃源岩层密度低于其它岩层,在密度曲线上表现为低密度异常,在声波时差曲线上表现为高时差异常。③成熟烃源岩层在电阻率曲线上表现为高异常,原因是其孔隙流体中有液态烃,不易导电,利用这一响应可识别烃源岩成熟与否。 2识别烃源岩的Δlg R 技术 将声波时差曲线(专门刻度孔隙度的测井曲线)叠合在电阻率曲线上(最好是探测仪器所测曲线),两条曲线的幅度差(以每个深度增量来确定)即为Δlg R 。幅度差用相对刻度表示,即每两个对数电阻率循环为 -328μs/m (100μs/δt ),相对于1个电阻率单位的比率为-164μs/m (50μs/δt )。以细粒的非烃源岩为基线,基 线定义在两条曲线“轨迹”一致或在一个有意义的深度段正好重叠处。 Δlg R 与TOC 呈线性关系,并且是成熟度的函数。如果成熟度可以确定,可以将Δlg R 转换为TOC 。Passey 等(1990)经过分析后,提出了相应的经验公式: TOC =Δlg R ×10 a 其中a =2.297-0.1688LOM LOM 是热变指数,反映有机质成熟度,可以根据大量样品分析(如镜质体反射率分析)得到,或从埋藏史和热史评价中得到。 5 石 油 勘 探 与 开 发 2002年8月 PETRO LE UM EXP LORATI ON AND DE VE LOP ME NT V ol.29 N o.4