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(课件)烃源岩评价和油源对比

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烃源岩特征与油源对比

烃源岩特征与油源对比

取100-110℃为基准间隔，令n=0 (100110℃)其它间隔的指数为：
温度间隔（℃） 指数n
80-90
-2
90-100
-1
100-110
0
110-120
1
120-130
2
温度间隔内的地层厚度可能大致相等，但 相等厚度地层的沉积时间则可能区别较大，因 沉积速度不同所致。
时间因子 ∆t—每个温度间隔内的沉积时间 （Ma），任意温度间隔内的成熟度为
三、烃源岩的地球化学特征
（有机质丰度、类型、成熟度）
（一） 有机质的丰度
烃源岩中有机质的丰富程度。
常用指标 有机碳、 氯仿沥青“A”、总烃含量
1、有机碳（Toc)
岩石中与有机质有关的碳。 剩余有机碳含量：用单位重量的岩石中 Corg的重量百分数来表示。 泥岩中有机碳含量在1.16~1.60 %之间,平均 1.22 % ； 碳酸盐岩中的有机碳只要大于0.08%，就 被视为生油岩。
（2）Kerogen颜色及H/C、O/C原子比 随 有 机 质 成 熟 度 ↑ ， Kerogen 颜 色 加 深 ，
H/C↓、O/C原子比↓，向富C方向收缩。
三种干酪根产烃开始时的元素组成表
干酪根
Ⅰ
产
Ⅱ
油
Ⅲ
H/C O/C
1.45 0.05 产
1.25
0.08
湿 气
0.8 0.18
H/C O/C
0.7 0.05 产
P1：较低温度(<300℃)下样品释放的 游离烃；
P2：较高温度（300~500℃）下干酪 根热解生成的烃类；
P3：干酪根中含氧基团热解生成的 CO2
峰面积S1、S2、S3：表示相应产物的含 量，单位为mg/g。

油气源对比

油气源对比
第四章 石油天然气的生成与烃源岩
第七节 油气源对比
一、油源对比
油(气)与烃源岩的对比
油（气）与油（气）的对比
油(气)之间、油(气)与烃源岩之间的亲缘关系和成因联系
1．油源对比原理 （相似性原则）
①来自同一源岩的石油在化学组成上具有相似性
②烃源岩中的可溶有机质(氯仿沥青“A”)在成分 上与该烃源岩生成的石油具有相似性。
一、油源对比
一、油源对比
Relative Abundance
RT: 33.51 - 60.64 100 90 80 70
56.96 55.12
NL: 2.70E4
m/z= 216.50217.50 F: MS geoa13189 2
60 55.65
50
52.83
40 30 20 10
34.02 0
60 55.65
50
52.83
40
54.03 30
51.91
20
10 34.02
39.09
37.33 36.87
41.62 41.22
44.21 46.13
48.43 50.33
57.32 59.18
0
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
Time (min)
C27甾烷（胆甾烷）C28甾烷（麦角甾烷）C29甾烷（谷甾烷）
16000 14000
12000
10000 8000
6000 4000
2000 0
时 间 -->
46.00 48.00 50.00 52.00 54.00 56.00 58.00 60.00 62.00 64.00 66.00

第二章 2.7 油源对比

第二章 2.7 油源对比

8 6 4 2 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41
大王北地区同源原油的正构烷烃碳数分布曲线图
大北25-23 大北14-18 大北10-4 大371 大65-51 大65
由于正构烷烃 对细菌降解和热力 作用最为敏感，并 在一定程度上受运 移影响，所以正构 烷烃指标一般只对 低—中等成熟度， 生物降解不明显的 原油才有较好的效 果。
பைடு நூலகம்
冷湖4、5号原 油的延长值与 潜伏地区岩样 的偏离度小于 0.5‰,而与冷 湖J25样品偏差 较大，说明原 油不是来自J25 生油层，而是 来自与潜伏地 区相同的生油 岩
三个原油的稳定碳同位素类型曲线形态和变化 趋势一致，表明它们具有相关性，即同源。
3、生物标志化合物
生物标志化合物（Biomarker）是沉积物 中的有机质以及原油、油页岩和煤中那些来 源于活的生物体，在有机质演化过程中具有 一定稳定性，没有或很少发生变化，基本保 存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生 物母质特殊分子结构信息的有机化合物，也 称为分子化石。
在石油和沥青中存在着异戊二烯烷烃 系列，其中尤以iC15~iC20在色谱图上最为 明显。尽管它们远不及饱和烃含量高，但 是由于结构比较稳定，能够比正构烷烃更 好地抵抗微生物的降解，所以是一类重要 的对比参数。其中老鲛烷和殖烷丰富且稳 定，几乎在每个原油与生油岩抽提物中都 出现，运移作用又不改变其相对含量。
2、碳同位素：δ13C
13C取决于原始有机质性质、生成环境和演 化程度。不同成因的石油同位素组成差异较大 原油的饱和烃、芳烃、非烃和沥青质的13C 值依次增加。若油、岩有亲源关系，这些组分的 13C值延长线，应落在生油岩干酪根的13C值上及 其附近
δ13C干>δ13C沥≥δ13C油，

第五节 第四节 油源对比(1)

第五节 第四节 油源对比(1)

222 第四节 油源对比一、不同类型烃源岩的油源贡献分析（一）油源对比参数的选择1．成熟度参数甾、萜类系列化合物中αααC 29甾烷20S/(20S+20R)、C 31升藿烷22S/（22S+22R ）、芳烃化合物MPI 、MP/P 等主要受成熟度的影响，能较好地反映原油的成熟度特征。

本区无论是烃源岩还是原油αααC 29甾烷20S/(20S+20R)与C 31升藿烷22S/（22S+22R ）均具有较好的相关性（图5-4-1）。

Ts/（Ts+Tm ）与αααC 29甾烷20S/(20S+20R)、C 31升藿烷22S/（22S+22R ）的相关性并不十分显著（图5-4-2），表明Ts /（Ts+Tm ）不完全取决于成熟度，还受到其它因素的制约。

2．烃源岩热演化作用对生物标志物参数的影响为了分析烃源岩中生物标志物参数与成熟度的关系，分别对主要生物标志物参数与具代表性的两个成熟度参数[C 31升藿烷22S/（22S+22R ）、αααC 29甾烷20S/(20S+20R)]作了相关图5-4-1 烃源岩及含油砂岩抽提物中αααC 2920S/（20R ＋20S ）与C 31升藿烷22S/（22S ＋22R ）相关图图5-4-2 烃源岩中αααC 2920S/（20R ＋20S ）与Ts/(Ts+Tm)相关图性分析。

结果表明，（孕甾烷＋升孕甾烷）/αααC29甾烷、三环萜烷/藿烷、规则甾烷/藿烷、降藿烷/降莫烷等参数受成熟度影响较大（图5-4-3）；有机质热演化程度对Ts/（Ts+Tm）、（降藿烷＋降莫烷）/（藿烷＋莫烷）等参数有一定的影响（图5-4-4a、b）；伽马蜡烷/C30藿烷、Pr/Ph及C30重排藿烷/C29Ts和ααα20R甾烷C28/C29等参数受成熟度影响比较小（图5-4-4c-f），有些参数（如规则甾烷/藿烷、三环萜烷/藿烷）既与成熟度参数有相关性，又与其他参数有较好的相关性（图5-4-5、6）。

烃源岩 评价ppt课件

烃源岩 评价ppt课件


演化阶段 成岩作用 深成作用
干酪根类型 Ⅰ Ⅱ 1.25 1.34 1.20 1.19
煤 Ⅲ 1.48 1.18
1.57
1.12
有机质丰度指标
从分析原理来看，有机碳即包括占岩石有机质发部分的干酪根中的 碳，也包括可溶有机质的碳，但不包括已经从烃源岩中所排出的油气中 的碳和虽然残留与岩石中，但相对分子质量较小、因而挥发性较强的轻 质油和天然气中的碳。
有机质丰度指标
3、生烃势

对岩石热解分析得到的S1称为残留烃，相当于岩石中已由有机质生 成但尚未排出的残留烃， 也被称为游离烃或热解烃。分析所得S2为裂解 烃，本质上是岩石中能够生烃但尚未生烃的有机质，对应着不溶有机质 中的可产烃部分。所以（S1+S2）被称为Genetic Potential,中文译为生烃 潜力或生烃潜量，本书建议译为生烃势（油气地球化学）。它包括烃源 岩中已经生成和潜在能生成的烃量之和，但不包括生成后已经从烃源岩 中排出的部分，单位是mg/g。
有机质丰度指标
2、氯仿沥青“A”和总烃（HC，10-60）



氯仿沥青“A” 是指用氯仿从沉积岩中溶解出来的有机质。反映了沉 积岩中可溶有机质的含量，通常用占岩石质量的百分比表示。严格地讲， 它作为生烃和排烃作用的综合结果，只能反映烃源岩中残余可溶有机质 的丰度而不能反映总有机质的丰度。 总烃 氯仿沥青“A”中饱和烃和芳香烃之和称为总烃。通常用占岩石 质量的百万分作单位。它反映的是烃源岩中烃类的丰度而不是总有机质 的丰度。 从本质上看，氯仿沥青“A”和总烃是一个残油、残烃量的指标，因 此，其价值高，可能不一定表明生烃条件好，反而可能只是烃源岩的排 烃条件不好，即指示这类烃源岩对成藏的贡献可能有限。

油气地球化学第九章 油气源对比

油气地球化学第九章 油气源对比
2.分子对比：
轻烃（C2～C10）：原油中的重要组分，常占原油的1/3。研究表明，在 C2～C7烷烃组成中，来源于水生生物的干酪根链烷烃含量较高，且正 构烷烃相对支链烷烃占优势，而芳烃含量较低；陆源有机质生成的烃
类中芳烃含量较高，链烃相对较低，且支链烷烃相对正构烷烃占优势
庚烷值
正庚烷
100
环己烷至甲基环己烷之间的馏出物
Ø 具体做法 1. 选择在演化、运移和次生变化中受影响较小的生物标志化合物 2. 选择特征的生物标志化合物 3. 选择沸点、溶解度相近的化合物 4. 为减少非成因因素的影响，尽量采用化合物的分布形式及相对比值 5. 单一参数具有局限性，研究中应尽量选择多种参数进行综合对比，且
要考虑构造、岩相变化等多因素的影响
n油气源对比参数选择的依据
Ø油气源对比研究的对象：烃源岩中不溶的干酪根、烃源岩和储集层中的可 溶沥青、聚集在储集层（或圈闭）中的石油（凝析油）和天然气
Ø油气源对比参数选择的原则：为避免非成因因素的影响，尽可能选择一些 受运移、演化和次生变化影响较小、能直接反映原始有机质特征的化合物或 沸点和溶解度相近的化合物的相对浓度比值作为对比参数
பைடு நூலகம்
异庚烷值
2 甲基己烷 3 甲基己烷
（顺 1,3 反 1,3 反 1，2） 二甲基环戊烷
油砂岩
脂肪族曲线 芳香族曲线
根据庚烷值和异庚烷值区分原油成熟度
K1
2 甲基己烷 3 甲基己烷
2，3 2，4
二甲基戊烷 二甲基戊烷
P3 3 乙基戊烷 3，3 二甲基戊烷 2，3 二甲基戊烷 2，4 2，2 二甲基戊烷
P2 2 甲基己烷 3 甲基己烷
N2 1，1 二甲基环戊烷 顺1，3 二甲基环戊烷 反1，3 二甲基环戊烷

烃源岩评价PPT学习教案


氯仿 沥青 "A"
饱和烃,% 芳香烃,% 饱和烃/芳烃 非烃+沥青质,% (非烃+沥青质)/总烃 峰型特征
40～60 15～25
>3 20～40 0.3～1 前高单峰型
20～40 5～15 1～3 40～50 1～3 前高双峰型
20～30 5～15 1～1.6 50～60 1～3 后高双峰型
5～17 10～22 0.5～0.8 60～80 3～4.5 后高单峰型
下 限标准 的确定 直接关 系到我 国油气 资源量 预测。
第7页/共32页
一、烃源岩有机质丰度
我国碳酸盐岩油气源岩有机碳含量下限标准
成烃演化阶段
镜质体反射率Ro （%）
有机碳（%）
气源岩
油源岩
未成熟-低成熟
<0.75
0.2
0.3
成熟-生油后期 0.75～1.3
0.15
0.2
湿气阶段
1.3～1.8
0.1
（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。
定性评价与定量评 价
第2页/共32页
烃源岩评价概述 定性评价
有机质的 丰度
烃源岩的地 球化学特征 评价
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 。
Io
0.0 0.0
390 410 430 450 470 490

第二章 2.6 烃源岩特征


（4）正烷烃分布特征和奇偶优势 ① 正烷烃分布曲线
由于有机质成熟转化是一个加氢裂解的过 程，随着热演化作用的加强，有机质成熟度↑， 生成烃类的分子量↓，正烷烃的低碳数组分含 量↑。 正烷烃分布曲线： 由锯齿形→光滑，主峰碳碳数降低
② 正烷烃奇偶优势
即在正烷烃中奇数碳原子正烷烃与偶数 碳原子正烷烃的相对丰度。
nmax nmin n nmax nmin n n n
不同温度间隔的温度因子
温度间隔 ℃ 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 90~100 指数值 n -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 温度因子 γ r-8 r-7 r-6 r-5 r-4 r-3 r-2 r-1 温度间隔 ℃ 指数值 n 0 1 2 3 4 5 …… 温度因子 r 1 r r2 r3 r4 r5 ……
泥质烃源岩评价 好
较好 下限
氯仿沥青“A”(ppm)
1000—4000
500—1000 >250—300
氯仿沥青“A”经分离可以得到：饱和烃、芳烃、 非烃、沥青质。 岩石中的“A”含量，与有机质丰度、类型、成 熟度都有关。受成熟度影响比较大，相互对比时应 考虑大体为同一演化阶段。
我国陆相淡水-半咸水沉积中，主力烃源岩的氯仿沥青“A”
TAI <2.5： 未成熟；
2.5—3.7：成熟—高熟；
>3.7： 过熟
TAI 1级 2级
3级 4级 5级
孢粉颜色 浅黄色
桔（橙）黄色
温度（℃） 30 50
150 175 >200
有机质变质程度 未变质 轻微变质
中等变质 强变质 深度变质
演化产物 干气 干气、重油

油源对比.ppt


0.61
0.16 0.13 0.2 0.18 0.22 0.23 0.24 0.24 0.22 0.41 0.28
0.39
0.01 0 0 0.04 0.13 0.1 0.12 0.12 0.12 0.52 0.24
0.96
0.98 0.98 0.97 0.97 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.97 0.97
在成岩 和热成 熟阶段
原在生物 中存在的 甾、醇、 酮化合物
达到热力 学上的稳 定来适应 新的地质 环境。
消除官能 团、加氢 还原、芳 构化、异 构化等等
几种重要的三环双萜
高等植物的重要组成部分。在褐煤、土壤、现代海 相沉积、石油和古代沉积物中都有
异戊二烯的长链
古代沉积物、油和煤中则以饱和烃形式存在。 这是地质体中最丰富的类异戊二烯烃类
已检出C1— C25到系列，其同系物可高达C40— C45。其中含量最多， 分布最广的是iC19姥鲛烷（Pristane）和iC20植烷（Phytant）。
法呢烷 法呢烷
C15
C152，6，10 三甲基十二烷
异十六烷 异十六烷
植烷系列演化三角图
4、生物标志化合物
生物标志化合物是沉积物中的有机质以及原油、油页岩、 煤中来源于生物体、具有明显分子结构特征、分子量相 当大的有机化合物。 化学稳 定性强 结构基本没 多大变化 或只发生 重排 保持原始生化 组成碳骨架
沉积物进 入成岩阶 段时，存 在两类有 机组分。
不溶于有机溶剂的有机质——干酪根（90%）
有机质成熟度对异戊 二烯烃的分布有影响
随成熟度提高
异构烷烃与相应正构烷烃含量比值下降
Pr/nC17,Ph/nC18明显降低

油源对比.分析

96 91.1 95.34
天然气组分（%）
C2
C3
C4
2.04
0.81
0.52
2.33
1.12
0.61
1.45
0.33
0.16
1.71
0.3
0.13
2.63
0.25
0.2
2.58
0.29
0.18
1.52
0.45
0.22
1.59
0.41
0.23
1.6
0.43
0.24
1.57
0.46
0.24
1.59
0.43
聂中(2)
99.5 0.035
-
0.45 2842.9 0.00045
达
木
涩中(6)
98.28 0.09
-
1.62 1092.0 0.0009
-66.4
长江三角洲
89.45
0.72
1.6 CO2+H2S
7.86
124.24
0.0080
-78.7- -68.3
我国油型热成因气地球化学特征：
原油伴生气：C1/C1 ～C5:0.4～0.99;
0.22
1.59
0.67
0.41
1.62
0.56
0.28
C1/C1~ δ13C1
C5
C5
‰
0.31 0.96 -28.6
柴达木盆地天然气同位素特征
地区
井深
涩北一号气田
涩北二号气田 1132.3~
1135.6ຫໍສະໝຸດ 盐湖气田马海气田 南翼山气藏
65~210
2882.6~ 3488.2
层位
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我国中新生代主要含油 气盆地烃源岩
氯仿沥青“A”含量频率 图（尚慧云等，1983）
我国中、新生代烃源岩总烃含量统计表明，好的烃源 岩一般为0.1%，较好的不低于0.05%，低于0.01%的为非烃 源岩。应该注意的是上述两项指标受烃源岩的类型和成熟 度的影响也较大，尤其是成熟度，未成熟和过成熟的烃源 岩其含量都是比较低的。总烃含量与有机碳含量的相关图 可以将烃源岩进行分级 。
C残
C原 1 D原
Rock-Eval可从320℃-550℃加热，使可降解成油气 的有机质全部降解，研究热解产物可得到三个峰：
总有机质
S1——300℃以前的产 物为岩石中可溶有机
可溶有机质
干酪根
质或吸附物；
热 解
氯仿沥青“A” 可降解生烃部分
有效碳
残余碳
无效碳
S2——300~550℃为 干酪根热解产物；
分
P2
S3——为整个热解过程
类型 参数
❖降解潜率：D=有效碳／有机碳（总碳中生烃的碳）
❖产率指数： IP= S1/ （S1+ S2） 成熟度参数 ❖最高热解峰温Tmax （℃）
（3）生烃潜量
S1+S2被称作生烃潜量，它表示烃源岩残余的和 潜在的产油气量，当分析的样品热演化程度较低时， 岩石尚未大量排烃，从而可以比较准确的反映岩石可 生成油气的总量。
测定有机碳时，常先用盐酸除去样品中的碳酸盐，然 后使样品在氧气中高温燃烧转化为CO2并测定其中的含碳 量。有机碳含量与有机质的含量之间有一定的比例关系， 即有机质含量=有机碳含量×K，K为转换系数。蒂索等综 合多方面的资料认为不同类型干酪根在不同演化阶段的K 值是不同的(如表)。
从有机碳计算有机质丰度的转换系数(K)
(4)
设D原为原始降解率，即D原=C原有/C原 ； D残为残余降解率，即D残=C残有/C残。
由(1)式得：
Kc
C原 C残
C原 / C无 C残 / C无
（5）
由(3)、(4)式得： C无=C原—C原有=C残—C残有
代入(5)得：
（6）
Kc
C残 C残有 C残
/ C原 C原有 C原
(1 C残有 ) /(1 C原有 ) 1 D残
烃源岩评价 油源对比
第一节 烃源岩研究与评价
烃源岩的研究与评价是油气地球化学理论在油气勘探 实践中应用的主要方面之一。从地球化学角度讲烃源岩是 指具备了生油气条件，已经生成并能排出具有工业价值油、 气的岩石。
从岩石学观点看，烃源岩可以分为两类，一类是粘土 质岩石，另一类是碳酸盐岩。一个地区(盆地)或层系的含 油远景如何，首先就取决于烃源岩的生烃潜力，所以烃源 岩研究的主要任务就是确定目的层系的生烃潜力。
析
P1
P3
中放出的CO2。原源自理 示 意 图S1
样品中烃
S2
干酪根热
S3
捕集释出
其中干酪根热解 的S2峰最大值时的温 度Tmax称为热解峰温，
它与有机质成熟
类的挥发
解生烃
的CO2
度成正比。但是若S2
300℃ Tmax 550℃
太小时， Tmax无意
义。
程序升温过程
降温过程
（2）分析结果处理和指标的应用
烃源岩分级 极好 好 中等 差
定量评价分级
S1+S2（mg/g岩石） CP （%）
＞20
＞1.66
6~20
0.5~1.66
2~6
0.17~0.5
＜2
＜0.17
（4）有机碳含量和原始生烃潜力的恢复
热解分析方法还可以帮助恢复原始有机碳含量 和原始生烃潜力。设C原为原始有机碳，C残为残余 有机碳(分析实测值)，(S1+S2)原为原始生烃潜力， (S1+S2)残为残余生烃潜力(热解实测值)。
C原=C残×Kc
(1)
(S1+S2)原=(S1+S2)残×Ks
(2)
Kc为有机碳恢复系数，Ks为生烃潜力恢复系数。 因为有机碳可以分为两部分，一部分是可以降解生 烃的，在原始有机碳和残余有机碳中分别称之为C原 有和C残有，另一部分是不能生烃的称之为C无，因而 有：
C原=C无+C原有
(3)
C残=C无+C残有
烃源岩的研究主要包括：
（1）时空展布；（2）岩石中有机质的数量；
（3）有机质的类型； （4）成熟度 ；
一、烃源岩有机质的数量
烃源岩中的有机质是油气形成的物质基础。目前用 于评价有机丰度的指标和方法主要有如下三个项目：
1．有机碳(Organic Carbon)含量
有机碳含量是指岩石中所有有机质含有的碳元素的总 和占岩石总重量的百分比。
❖潜在生油量=S1+ S2 （mg/g岩石）
丰 度
❖有效碳（%）：CP=（ S1+ S2 ）×0.083（生烃潜量 的单位为mg /g,烃类中碳的平均含量为83%）
参 数
❖类型指数： It = S2/ S3
❖烃指数 IHC—(S1/TOC) mg/g有机碳 ❖氢指数 IH—(S2/TOC) mg/g有机碳 ❖氧指数 IO—(S3/TOC) mg/g有机碳
10000 1000
油浸或污染
C15+烃（×10-6）
100
非烃 源岩
10 0.10
生气岩
1.0
10
有机碳（%）
烃源岩评价图（王启军等，1988）
3．岩石热解分析及生烃潜力
（1）岩石评价仪（Rock-Eval）及其分析原理 由法国石油研究院Espitalie和Tissot等人设计的。
是井场用快速热解生油岩有机质或干酪根的一 种仪器， 它的特点是小巧、快速、经济。
氯仿沥青“A”是指岩石中可溶于氯仿的有机质的总称， 约占岩石中有机质的2-15%。
氯仿沥青“A”是一种混合物，根据它们对不同溶剂有 选择性溶解的特点，可以用柱色层法等将其分离成饱和烃、 芳香烃、非烃(胶质)和沥青质等族组分，其中饱和烃和芳 香烃在岩石中的含量和称为总烃含量。
氯仿沥青“A”和总烃含量不仅可以反映有机质的丰度 和有机质向石油转化的程度。因此以有机碳含量为基础， 结合氯仿沥青“A”和总烃含量，可以将有机碳含量很高， 但烃转化率并不高的碳质页岩和煤层与好的烃源岩区分开， 好的烃源岩不仅有机碳含量高而且烃转化率也较高。
演化阶段
干酪根类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
煤
成岩阶段
1.25
1.34
1.48
1.57
深成阶段未期 1.20
1.19
1.18
1.12
现代运移学说认为烃源岩中形成的烃类必须在满足 了岩石本身吸附容量以后才能有效的排驱出去，所以烃 源岩存在一个有机质丰度的下限值。
国内外目前对各种烃源岩的下限标准很不一致。
2．氯仿沥青“A”和总烃含量