天然气勘探 收稿日期：２０１２－０８－０８；修回日期：２０１２－０９－ ２９．基金项目：国家“９７３”项目（编号：２００９ＣＢ２１９４０６）；国家科技重大专项（编号：２００８ＺＸ０５０２５－ ００４）联合资助．作者简介：杨涛涛（１９８１－），男，陕西西安人，工程师，硕士，主要从事海域油气勘探与综合评价工作．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇ ｔｔ＿ｈｚ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ．烃源岩测井响应特征及识别评价方法 杨涛涛１，２，范国章１，２，吕福亮１，２，王 彬１，２，吴敬武１，２，鲁银涛１， ２ （１．中国石油天然气股份有限公司杭州地质研究院，浙江杭州３１００２３； ２．中国石油集团杭州地质研究所，浙江杭州３１００２３ ）摘要：烃源岩识别评价是油气地质研究的基础工作之一，是石油地质学研究的热点。常规的岩心样品分析虽能提供准确的烃源岩地球化学指标，但受样品来源和分析化验经费的限制，单口井往往很难获得连续的地球化学分析数据，难以满足精细勘探的需要。测井信息纵向分辨率高、资料连续准确，且烃源岩在测井曲线上具有明显的响应特征。通过对前人烃源岩测井识别评价研究成果的充分调研，详细地阐述了烃源岩在自然伽马、电阻率、声波时差、密度和中子等测井曲线上的响应特征，基于此开展烃源岩测井识别评价。为不断提高烃源岩测井评价精度，国内外学者研究了测井信息与烃源岩定量化学指标的对应关系。系统介绍了多种基于测井资料的烃源岩定量评价方法，并建立了相应的计算模型。通过该模型可直接获取烃源岩的有机质丰度等参数，在实际应用中取得了不错的效果。关键词：烃源岩；测井响应特征；定性识别；ΔＬｇ Ｒ法；定量评价中图分类号：ＴＥ１２２．１＋ １５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－１９２６（２０１３）０２－０４１４－ ０９引用格式：Ｙａｎｇ Ｔａｏｔａｏ，Ｆａｎ Ｇｕｏｚｈａｎｇ，ＬüＦｕｌｉａｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅ ｌｏｇｇｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｏｕｒｃｅ ｒｏｃｋ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ，２０１３，２４（２）：４１４－ ４２２．［杨涛涛，范国章，吕福亮，等．烃源岩测井响应特征及识别评价方法［Ｊ］．天然气地球科学，２０１３，２４（２）：４１４－ ４２２．］０ 引言 烃源岩控制着油气分布，对其识别评价是油气地质研究的基础工作之一，如何快速准确地识别烃源岩一直是研究的热点。岩心样品分析虽能提供准确的烃源岩地球化学指标，但受样品来源和分析化验经费的限制，单井往往难以获得连续的分析数据，常以有限分析数据的平均值来代表烃源岩品质，并以此评估 某层段烃源岩的生烃潜力［ １ ］。由于有机质具有较强的非均质性［２－ ３］，实验分析方法不但研究周期长，分析 费用昂贵， 而且评价结果受分析样品代表性影响较大，掩盖了局部高（或低）丰度对烃源岩评价的影响，特别是当缺少取心样品或岩屑受到污染时，评价结果将受到严重影响，难以满足油气勘探的需要。 测井资料具有纵向分辨率高、资料连续准确等特点，可反映地层岩性及流体等特征，国内外学者一直致力于探讨烃源岩与测井资料之间的关系。前人 利用对烃源岩敏感的自然伽马、电阻率、声波时差和密度等测井曲线，提出多种烃源岩定性识别方 法［３－ ２２］；依据测井信息与烃源岩定量化学指标的对 应关系，建立了相应的计算模型，可直接获取烃源岩 各项参数，在实际应用中取得了较好的效果［ ２３－ ３２］。经分析资料刻度后，烃源岩测井识别评价获得纵向连续数据，可弥补分析资料不足而造成烃源岩识别评价的困难， 也具有经济、快捷的特点。本文在对烃源岩测井识别评价充分调研的基础上，详细阐述了烃源岩测井响应特征，系统介绍了烃源岩测井定性识别及定量评价方法，以期对深化测井资料在烃源岩研究应用方面有所裨益。 １ 国内外研究现状 １．１ 国外概况 国外学者［３－ ９］从２０世纪４０年代起探索烃源岩 测井识别评价。早在１９４５年Ｂｅｅｒｓ等就开始使用 第２４卷第２期２０１３年４月天然气地球科学 ＮＡＴＵＲＡＬ ＧＡＳ ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥＶｏｌ．２４Ｎｏ．２ Ａｐ ｒ． ２０１３
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
测井地质学思考题 1、地层倾角测井判断古水流方向 倾角测井能够反映沉积构造信息、准确计算层理倾向、倾角。因此，对于地下地质研究，利用倾角资料分析古水流是最重要的方法。有两种方式确定古水流： （1）利用倾角测井微细处理成果图，统计目的段内所有纹层倾向，取其主要方向代表古水流。这种方法使用大范围内古水流砂体内部前积结构，取其主要方向代表古水流（2）统计目的层段内所有蓝模式矢量的方向，取其主要方向代表古水流。这种方法适用于大范围内古水流系统研究。 将区内由地层倾角测井资料（经过沉积学特殊处理）判断的古水流方向（主次）标注在平面位置上。选井应全区均匀分布，可以控制各个相带的古水流系统方向。每口井在选取方向时，一定要是目的层段砂体的精细处理矢量图的蓝模式方向，或者用沉积施密特图的主峰方向控制每口井的局部古水流方向。 3、测井构造分析：地层产状获取方法。 现代地层倾角测井和井壁成像测井技术能准确确定地层产状和构造要素（包括褶皱、断层和不整合面等）。 岩层最初形成时，大都是水平的或近于水平的。如果发生构造运动，如褶皱运动，水平成层的岩层形成褶曲形态，各岩层的褶曲是按同一轴面套叠的，以后再沉积，新的沉积岩层在新的褶曲运动下又形成了新的褶曲，又按新的轴面套叠。 （1）通过倾角测井获取地层产状。 倾角测井每个矢量代表该深度点的地层在井眼面积范围内测到的产状。井内不同深度点的矢量，从套叠关系分析，相当于构造不同部位的矢量。将各部位的矢量通过套叠关系都集中到一个岩层构造面上，就能将岩层的构造形态恢复出来。 地层倾角测井研究构造与沉积时，在矢量图上可以把地层倾角的矢量与深度的关系大致分为四类：红色、蓝色、绿色和白色模式。 在组合矢量模式中，对于每一种构造的不同形态都唯一地对应了一种组合矢量模式，但是反过来则不成立，即同一个矢量模式具有多解性，但是我们可以结合其它资料排除那些不正确的解。在井中经常钻遇多个构造，它们的组合模式将是各单个构造组合矢量模式的再组合。 （2）通过井壁成像技术获取地层产状。 井壁成像测井资料主要是井壁的数字成像图，用色彩及辉度来表现构造现象。由于裂缝和层面处岩性的突变，造成了岩石的电导性或岩石的密度有突然的变化，在成像测井的图像上就会表现为一条明显的暗色条带，追踪这个条带的变化趋势，可以计算出断层的产状及褶皱的要素。 4、裂缝的测井响应分析及其主要特征。 P179-186 5、裂缝型储层中裂缝的定量产状及储层参数识别方法。 P186－192 6、如何通过测井资料分析现今地应力场的方向。 P198 7、烃源岩的测井响应及其识别方法。
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。
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
显微组分组成 一、显微组分组成与有机质类型 根据源岩干酪根所表现出来的化学性质，源岩中的有机质被划分为腐泥型（Ⅰ型）、过渡型（Ⅱ型）和腐殖型（Ⅲ型）三种类型。这种有机质类型实际上是根据显微组分混合物的平均化学成分在van krevelen图解上的演化轨迹划分出来的。有机质类型的差别，实质上是显微组分的差别（表2-12），由于镜质组、惰性组、壳质组和腐泥组构成了源岩有机质的绝大部分，所以也就是它们组成上的差别。 造成显微组分组成差别的原因，一是原始物源不同，二是沉积环境和微生物改造作用的差异。对于煤层而言，有机质都是原地堆积的，原始物源的差别是最主要的。而对于碎屑岩和碳酸盐岩，沉积环境的控制作用更明显，腐泥物质的形成往往与滞留缺氧的特定环境有关；惰性组、镜质组和壳质组等腐殖物质则是沉积物的碎屑成分，必然按其颗粒大小，形状、比重和抗磨蚀性被分选。像惰性组分脆易碎，抗磨性差，经过不长距离搬运便成为细小的碎屑，但有时盆地边缘森林火灾形成的丝质体也可能被风力送至比较远的地方还见棱见角，呈比较大的碎片出现。壳质组分比重小、性韧抗磨，其化学成分对地表地质营力的侵蚀破坏非常稳定，故而在煤岩学中也被称为稳定组分（liptinite），壳质组分很容易被水流、风力运送，散布在各种环境的沉积物中。镜质
组分的性质介于惰性组分和壳质组分之间。若镜质组分的先质是腐殖溶胶的话，则可能出现在沉积盆地的较深水相带。源岩形成于不同环境中，自然也就是有不同的显微组分组成。 1.Ⅰ型有机质（图版Ⅷ-1,2） Ⅰ型有机质的显微组分组成简单。腐泥组含量60%以上，壳质组含量0—40%，镜质组+惰性组含量小于10%。常见的富集的Ⅰ型有机质，如各种腐泥煤（藻煤、烛藻煤等），主要的显微组分是藻类体和沥青质体，孢子体也是腐泥煤的常见组分。一般不存在惰性组分或偶尔见丝质体碎屑和惰屑体。沥青质体作为基质，而藻类体A和孢子体则是被基质“胶结”的形态分子。一些腐泥煤中，无结构镜质体含量可达15%左右，呈条带状、脉状出现。进入成熟阶段常见渗出沥青体和微粒体等次生显微组分，渗出沥青体充填于无结构镜质体的垂直楔形裂隙或孢子体的空腔中，微粒体分布在沥青质体中。 矿物沥青基质和沥青质体是Ⅰ型有机质分散的源岩中占优势的组分，但也常见藻类体和孢子体。含煤岩系的油页岩一般都有比较多的无结构镜质体和镜屑体，当无结构镜质体和镜屑体含量超过20—30%时，有机质的类型就会发生变化，成为过渡型Ⅱ型有机质。 我们对海相源岩的研究还很少，海相源岩的显微组分研究仍然是今后需要进一步开展的工作。目前研究过的少数海相源岩都属Ⅰ型有机质，显微组分几乎只有矿物沥青基质，
[收稿日期]2009205220 [作者简介]袁东山(19752),男,1998年江汉石油学院毕业,博士,现主要从事石油地质和油气地球化学方面的研究工作。 测井资料评价烃源岩方法及其进展 袁东山 南京大学地球科学系,江苏南京210093 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151 王国斌 (新疆油田分公司勘探公司,新疆克拉玛依834000) 汤泽宁 (新疆油田分公司风城油田作业区,新疆克拉玛依834000) 李 刚 (新疆油田分公司井下作业公司,新疆克拉玛依834000) [摘要]在经典烃源岩地球化学评价中,一般都是对所取烃源岩样品进行分析测试,通过得到的各种实验 数据判断烃源岩性质,有效的指导了油气勘探与评价。但是烃源岩具有的宏观和微观非均质性使得分析 样品一般只具有特殊性,解决该问题的理想方法是连续的取心及无间隔的样品分析,这从实际操作和研 究经费上来说都是不现实的。随着测井技术提高,利用测井资料分析烃源岩成为可能,并能克服取样有 限的缺点,使得烃源岩在纵向上能够得到连续性的分析,因此利用测井资料的解释成果并结合经典地球 化学分析测试数据,能够更有效的预测和评价烃源岩的性质。 [关键词]测井;烃源岩;地球化学;评价 [中图分类号]TE1221113[文献标识码]A [文章编号]100029752(2009)0420192203 石油地球化学因其在研究烃源岩中有机质的性质以及油气生成、运移和聚集等方面具有极其重要的作用,一直是为油气勘探提供有利地区和资源评价的重要技术手段。在常规烃源岩性质的研究中,一般通过对有针对性采集的烃源岩样品(岩心、岩屑和露头样品)的有机地球化学分析,采用一系列系统的参数来评价有机质的丰度、类型以及成熟度,为油气勘探部署和资源评价提供了科学依据。但在研究过程中,烃源岩地球化学研究的缺点也逐渐显现:①随着技术的发展以及科学研究的需要,烃源岩地球化学分析项目和样品数逐渐增多,但钻井取心井段和岩心(泥岩)样品有限而且分析费用昂贵、分析周期长;②岩屑样品存在不确定性和不稳定性,分析所得数据可能存在较大误差;③某些研究区探井取心样品因研究和保存等方面的原因,样品基本不存在或已经无法准确使用;④某些研究区勘探程度较低,没有很好的井下岩心样品供于研究;⑤露头样品因长期曝露于地表,已经不能准确反映烃源岩的原始面貌;⑥烃源岩因多种因素使之存在明显的宏观和微观上的非均质性[1]。测井技术的发展使烃源岩纵向上的连续性、准确的研究得到可能,因此常规地球化学研究与测井技术的结合,能有效的解决以上问题,从而更科学的评价烃源岩。 1 测井评价烃源岩的理论依据 烃源岩的测井研究工作最早开始于20世纪40年代,早期主要涉及于烃源岩层段的识别[2]以及有机质丰度的预测,目前利用测井资料研究烃源岩的有机质丰度[3～17]、类型[18]和成熟度[15,18～23]的研究均可见,但是烃源岩岩性的复杂性(泥页岩烃源岩、碳酸盐岩烃源岩和煤系烃源岩)以及烃源岩的成熟程度都对测井资料评价烃源岩提出挑战,但也取得了重大进展。 测井资料用来评价烃源岩的理论依据是烃源岩含有大量的有机物质,使其具有不同于其他岩石特征的地球物理属性。理论假设烃源岩由岩石骨架、固体有机质和充填孔隙的流体3部分组成,而非烃源岩?291?石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2009年8月 第31卷 第4期Journal of Oil and G as T echnology (J 1J PI ) Aug 12009 Vol 131 No 14
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
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
第四章优质烃源岩的分布特征及资源贡献 第一节优质烃源岩的分布特征 一、优质烃源岩的评价依据与地球化学特征 陆相泥质烃源岩一般都存在比较明显的非均质性，其中有机质丰度高、生烃潜力大的、已有生烃排烃过程的为有效烃源岩，有机质丰度特别大、生烃潜力特别高的称为优质烃源岩（金强，2002）。也有人把有机质丰度与类型俱佳的烃源岩称为优质烃源岩，如济阳坳陷下第三系的优质烃源岩和塔里木盆地的优质气源岩等（周杰等，2004）。国内外的一些研究实例也已证实，并非烃源岩厚度大，分布广，生烃潜力就大，而部分薄层的优质烃源岩层段对油气成藏起决定性作用。对于陆相含油气盆地而言，优质烃源岩是指在生物勃发期和缺氧的湖相环境中形成的有机质特别富集，演化程度适中的烃源岩，常为薄层状(有时为纹层状)以某种生物为主的有机质富集层，以不规则状分布在有效烃源岩中。由于不同盆地优质烃源岩的成因不同，所以优质烃源岩没有统一的标准，不同盆地优质烃源岩标准的制定要考虑该盆地烃源岩的沉积环境和母质来源等因素。作为优质烃源岩，一般要求烃源岩中有机质相对富集，有机质丰度指标达到好－极好烃源岩的标准，有机质类型较好（以I型或II1型为主），烃源岩中富含藻类体、壳质体等显微组分。 通过对溱潼凹陷优质烃源岩和非优质烃源岩地化特征的对比，我们认为溱潼凹陷优质烃源岩地球化学特征为：TOC一般大于1.5％，S1+S2大于10mg/g，氢指数大于400mg/g，氯仿沥青“A”大于0.1％，Ph含量高（远高于Pr），β-胡萝卜烷含量中等～很高，伽马蜡烷含量很高，有机质类型较好（以Ⅰ型或Ⅱ1型为主），烃源岩中富含藻类体、壳质体等显微组分。溱潼凹陷阜二段、阜四段、泰州组部分MA类烃源岩大部分已达到这一标准。这些烃源岩中TOC一般大于1.5%，S1+S2大于10mg/g，壳质体和矿物沥青质体含量较高，富含黄色层纹层状藻类体、黄色沥青及液态包体、亮绿黄色、团状小孢粉体，分布有黄色荧光—亮黄色孢粉体及动物沥青壳壁体和动物沥青。干酪根类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主。可溶有机质中伽马蜡烷、β-胡萝卜烷相对含量较高，Pr/Ph一般小于1。沉积岩主要形成于相对咸化的还原环境，沉积有机质以低等水生生源输入为主。岩石类型以暗色泥岩或泥灰岩、灰质泥岩为主。进入成熟阶段，Ro大于0.7%的优质烃源岩为成熟优质烃源岩。 二、不同层位优质烃源岩在纵向上的分布特征 溱潼凹陷优质烃源岩主要分布在阜二段和阜四段，从苏153井、苏259井、苏169井、苏120井、苏241井等井阜二段和阜四段烃源岩地化特征分布规律的分析表明，阜二段优质烃源岩占总段烃源岩的45％左右，分布在阜二段中部；阜四段优质烃源岩占总段烃源岩的 119
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。