第二章 2.6 烃源岩特征

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。

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。

若为混合来源的有机质，正构烷烃会出现前后两个峰，即为双峰型，如美国犹英他盆地始新统沉积物。

简述烃源岩层储集层盖层特征的差异性
1)烃源层:暗色、细粒、富含有机质及微体生物化石,常见分散状黄铁矿,偶见原生油苗。

暗色的泥质岩类和富含泥质的碳酸盐岩类。

2)储层:储集空间发育,孔渗性好,具有一定厚度,横向连续性好。

各类砂砾岩(砾岩粗砂岩中砂岩细砂岩粉砂岩)、储集空间发育的灰岩(内碎屑灰岩、生物灰岩、鲕粒灰岩、生物礁灰岩等)和藻屑白云岩、次生白云岩等。

3)盖层:岩性致密,孔隙度、渗透率低,排替压力高,分布稳定,且具有一定厚度的可塑性岩层。

泥页岩、膏盐岩、致密灰岩等。

烃源岩的名词解释烃源岩是指具有一定有机质含量的沉积岩，其中的有机质可以通过热解作用产生烃类化合物，包括石油和天然气。

它是石油和天然气形成的基础和主要来源，因此在能源领域具有重要的地位。

本文将从烃源岩的特征、分类、形成机制和应用等方面进行阐述。

1. 烃源岩的特征烃源岩具有以下几个主要特征。

首先，有机质含量较高。

这些有机质可以是藻类、植物残渣、腐殖质等，经过埋藏和压实作用形成有机质丰富的岩石。

其次，烃源岩具有一定的有机质类型，包括沥青质、干酪根和腐殖质等。

其中，沥青质是由微生物残体和分泌物形成的，干酪根则是植物残渣在高温高压下的变质产物，而腐殖质则是由腐殖作用形成的含氧高分子有机物。

2. 烃源岩的分类烃源岩的分类主要依据其有机质类型和含油气的能力。

根据有机质类型的不同，烃源岩可以分为沥青类（沥青质烃源岩）和泥类（干酪根烃源岩和腐殖质烃源岩）。

其中，沥青类烃源岩主要富含沥青质和干酪根，泥类烃源岩主要富含干酪根和腐殖质。

根据其含油气的能力，烃源岩可以分为常规烃源岩和非常规烃源岩。

常规烃源岩一般具有较高的孔隙度和可渗透性，可以直接向周围储层释放油气；非常规烃源岩则含油气的释放需要通过一定的技术手段，如压裂等。

3. 烃源岩的形成机制烃源岩的形成主要与生物、地质和环境因素有关。

首先，生物因素是烃源岩形成的基础。

有机质主要来自于水体中的藻类、浮游植物等生物残渣和分泌物，同时微生物的参与也对烃源岩的形成起到了重要作用。

其次，地质因素对烃源岩的形成起到了系统和动力学的作用。

岩石的堆积和埋藏过程以及地热演化对烃源岩的热解和演化产物的生成和保存起到了至关重要的作用。

最后，环境因素包括适宜的沉积环境和埋藏环境。

适宜的沉积环境可以提供充足的生物质和合适的保护条件，而适宜的埋藏环境则能够提供高温、高压和适宜的时间条件。

4. 烃源岩的应用烃源岩在能源领域具有广泛的应用前景。

其主要应用为石油和天然气的勘探与开发。

通过地质勘探技术，可以确定烃源岩的分布和资源量。

作业一烃源岩和储层特征研究1、据图1可知：1）、烃源岩层段：须家河一、三、五段储集层层段：须家河二、四、六段2）、岩性岩相特征：（1）烃源岩特征；须一段：岩性为深色泥和粉砂岩沉积，为湖泊沉积相——浅湖亚相；须三段：岩性以深色泥岩为主，其中夹部分灰色中细粒度砂岩，为三角洲相——三角洲前缘亚相——远沙坝微相；须五段：该段中部岩性为深色泥岩，上下部为灰色中细粒度砂岩，中部为三角洲相——三角洲前缘亚相——远沙坝微相，上部为湖泊相——湖沼亚相，下部为三角洲相——三角洲平原亚相——分支河道微相。

（2）储集层特征；须二段：岩性为灰色中细粒度砂岩，为三角洲相——三角洲前缘亚相——河口沙坝微相；须四段：岩性为灰色中细粒度砂岩，下部层段为三角洲相——三角洲前缘亚相——水下分支河道微相，上部为三角洲相——三角洲前缘——河口沙坝微相；须六段：岩性为灰色中细粒度砂岩，其上下部为三角洲相——三角洲前缘亚相——水下分支河道微相，中部为三角洲相——三角洲前缘亚相——河口沙坝微相。

2、根据所给实验分析数据（表1），确定烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度；据表1知：（1）须一段：A：有机碳平均含量为1.91%，烃源岩丰度好，生烃潜力好；B：据TI值计算公式：TI类脂组含量+0.5*壳质组-0.75*镜质组-惰质组可得：TI=-25.8%<0，则干酪根为III型；C：据0.7%<Ro=1.275%<1.3%，则该烃源岩处于成熟阶段；（2）须三段：A：有机碳平均含量为1.30%，烃源岩丰度中——好，生烃潜力中——好；B：据TI值计算公式：TI类脂组含量+0.5*壳质组-0.75*镜质组-惰质组可得：TI=-25.8%<0，则干酪根为III型；C：据0.7%<Ro=1.17%<1.3%，则该烃源岩处于成熟阶段；（3）须五段：A：有机碳平均含量为1.22%，烃源岩丰度中——好，生烃潜力中——好；B：据TI值计算公式：TI类脂组含量+0.5*壳质组-0.75*镜质组-惰质组可得：TI=-25.7%<0则干酪根为III型；C：据0.7%<Ro=1.095%<1.3%，则该烃源岩处于成熟阶段；定性评价：该烃源岩中有机质为III型，为腐殖型烃源岩，生油能力差，以生气为主，生烃潜力较大；有机质丰度较高；该烃源岩处于成熟阶段，是产气的主要阶段。

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。

烃源岩演化特征与烃源岩评价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图1-4 某坳陷Es3镜质体反射率等值线平面图图1-5 某坳陷Es3烃源岩综合评价图习题三天然气成因类型综合判别一、目的1、复习巩固天然气成因机制、形成特征和鉴别标志。

烃源岩的岩石类型引言烃源岩是指富含有机质，并能在一定条件下生成可通过热解或热转化过程产生石油和天然气的沉积岩。

石油和天然气是人类的重要能源，因此对烃源岩的研究具有重要意义。

本文将深入探讨烃源岩的岩石类型和其特征。

陆相烃源岩陆相烃源岩主要分布于陆地上，在陆地沉积环境中形成。

以下是几种常见的陆相烃源岩：1. 湖相烃源岩湖相烃源岩即形成于湖泊环境中的沉积岩。

湖相烃源岩通常富含有机质，特别是淡水湖中的生物残骸，如藻类、浮游植物等。

湖相烃源岩的形成条件是湖水环境相对封闭，有机质沉积速度较快，且缺氧程度高。

2. 河流相烃源岩河流相烃源岩是在河流沉积环境中形成的烃源岩。

河流是陆地上水系的重要组成部分，其水流能够带来大量有机质，如植物碎片、颗粒状有机物等。

河流相烃源岩的有机质一般富含腐殖质，其形成条件是河流水流速度适中，有机质输入量大。

3. 沙漠相烃源岩沙漠相烃源岩形成于沙漠地区的沉积环境中。

沙漠地区通常缺乏水源，植被稀疏，但是干旱环境并不意味着没有有机质的输入。

沙漠相烃源岩中的有机质主要来源于风尘沉积、露天火葬等，其形成条件是较低的降水量和较高的蒸发速度。

海相烃源岩海相烃源岩主要分布于海洋环境中，在海洋沉积过程中形成。

以下是几种常见的海相烃源岩：1. 钻探相烃源岩钻探相烃源岩即位于大洋深处的海底，底部以泥灭头为主的烃源岩。

由于大洋深处缺乏光照和氧气，导致有机质保存较好。

钻探相烃源岩通常富含有机质和硫化物。

2. 海陆转换相烃源岩海陆转换相烃源岩即位于陆海交界处的沉积岩，受陆地和海洋两个环境的影响。

这种类型的烃源岩通常有机质含量较高且多样性较大，例如海岸带的泥炭沉积、河口海域的植物残渣等。

3. 海洋有机碳质页岩海洋有机碳质页岩是一种富含有机质的泥质岩石，在海洋中广泛分布。

由于缺乏氧气和光照，有机质在海洋中较难分解，因此能够保存较长时间。

海洋有机碳质页岩通常富含有机质和石墨，是研究海相烃源岩的重要对象。

结论烃源岩是石油和天然气的重要来源，对其岩石类型的研究具有重要意义。

（五）证实柴达木盆地震旦系－下古生界发育良好的烃源岩（1）烃源岩地质特征柴达木盆地震旦系－下古生界发育稳定型、活动型两类沉积地层。

在柴北缘欧龙布鲁克地区稳定型沉积地层中，发育震旦系全吉群上部、下古生界两套烃源岩。

在柴达木盆地其它地区活动型下古生界沉积地层中，发育滩间山群a段、铁石达斯群A段烃源岩。

在柴北缘全吉山－欧龙布鲁克一带，震旦系－下古生界为稳定型沉积。

震旦系全吉群下部为一套紫红色砾岩沉积，中部为一套纯净的石英砂岩沉积部，上部发育灰黑色-黑色页岩夹泥质粉砂岩，碎屑岩总厚度为1179.44m，其中暗色页岩厚度为185.06m。

下古生界寒武系为一套台型碳酸盐岩沉积，总厚度956.47m。

下奥陶统多泉山组下部亮晶灰岩与亮晶白云岩互层段，上部岩性以灰色-深灰色泥晶灰岩、细晶灰岩为主，厚度1187.44m。

石灰沟组发育厚层黑色页岩，厚度280m。

中奥陶统大头羊沟组为一套砾岩-含砾砂岩-砂质白云岩-角砾状灰岩-灰岩组成的滨海-浅海相沉积建造。

柴达木盆地其它地区下古生界为活动型沉积，在柴北缘为滩间山群，在柴南缘为铁石达斯群。

滩间山群、铁石达斯群是一套中基性火山岩,细碎屑岩(类复理石)和碳酸盐岩组成的弧后火山-浅海沉积建造，由海相碳酸盐岩、碎屑岩以及火山岩组成。

滩间山群分为五个岩段，包括b.d两个火山岩段以及a.c.e三个沉积岩段。

a岩段为泥岩夹结晶灰岩段，c.e都为砾岩段，c岩段中发育火山碎屑沉积且c岩段发生强烈动力变质作用。

滩间山群a段（O3tn a）、铁石达斯群A段发育黑色泥岩，部分已变质成千枚岩，主要出露在滩间山、石棉矿和纳赤台地区，其中滩间山地区黑色泥岩厚约70.01m，为好的烃源岩。

（2）烃源岩地球化学特征①有机质丰度A、欧龙布鲁克剖面：全吉群的黑色页岩TOC值为0.02～0.55%，平均值为0.27%；氯仿沥青“A”范围为0.001%～0.0041%，平均值为0.002%（图2-24）；生烃潜量S1+S2范围为0.01mg/g～0.05mg/g，平均值为0.02mg/g。

（五）证实柴达木盆地震旦系－下古生界发育良好的烃源岩（1）烃源岩地质特征柴达木盆地震旦系－下古生界发育稳定型、活动型两类沉积地层。

在柴北缘欧龙布鲁克地区稳定型沉积地层中，发育震旦系全吉群上部、下古生界两套烃源岩。

在柴达木盆地其它地区活动型下古生界沉积地层中，发育滩间山群a段、铁石达斯群A段烃源岩。

在柴北缘全吉山－欧龙布鲁克一带，震旦系－下古生界为稳定型沉积。

震旦系全吉群下部为一套紫红色砾岩沉积，中部为一套纯净的石英砂岩沉积部，上部发育灰黑色-黑色页岩夹泥质粉砂岩，碎屑岩总厚度为1179.44m，其中暗色页岩厚度为185.06m。

下古生界寒武系为一套台型碳酸盐岩沉积，总厚度956.47m。

下奥陶统多泉山组下部亮晶灰岩与亮晶白云岩互层段，上部岩性以灰色-深灰色泥晶灰岩、细晶灰岩为主，厚度1187.44m。

石灰沟组发育厚层黑色页岩，厚度280m。

中奥陶统大头羊沟组为一套砾岩-含砾砂岩-砂质白云岩-角砾状灰岩-灰岩组成的滨海-浅海相沉积建造。

柴达木盆地其它地区下古生界为活动型沉积，在柴北缘为滩间山群，在柴南缘为铁石达斯群。

滩间山群、铁石达斯群是一套中基性火山岩,细碎屑岩(类复理石)和碳酸盐岩组成的弧后火山-浅海沉积建造，由海相碳酸盐岩、碎屑岩以及火山岩组成。

滩间山群分为五个岩段，包括b.d两个火山岩段以及a.c.e三个沉积岩段。

a岩段为泥岩夹结晶灰岩段，c.e都为砾岩段，c岩段中发育火山碎屑沉积且c岩段发生强烈动力变质作用。

a）、铁石达斯群A段发育黑色泥岩，部分已变质成千枚岩，滩间山群a段（O3tn主要出露在滩间山、石棉矿和纳赤台地区，其中滩间山地区黑色泥岩厚约70.01m，为好的烃源岩。

（2）烃源岩地球化学特征①有机质丰度A、欧龙布鲁克剖面：全吉群的黑色页岩TOC值为0.02～0.55%，平均值为0.27%；氯仿沥青“A”范围为0.001%～0.0041%，平均值为0.002%（图2-24）；生烃潜量S1+S2范围为0.01mg/g～0.05mg/g，平均值为0.02mg/g。