烴源巖評價資料培訓講學

烴源巖評價資料1）Tissiot和Welte(1984)

能夠形成石油或已經生油的沉積巖稱為烴源巖。隨著烴源巖油氣地球化學研究的發(fā)展，人們認識到一些烴源巖盡管厚度比較大、有機質豐度也高，但實際上只有靠近儲層的頂底部分烴源巖才能有效排烴。因此，烴源巖的排烴效率也成為烴源巖研究和評價更重要的內容之一。2）K.E.Peters和M.R.Cassa(1994)

能夠、將能夠或已經經生油的沉積巖為烴源巖，有效烴源巖是正在生油或已經生油并排出原油的源巖。3）郝石生等（1996）根據沉積巖有無生烴能力劃分為非生烴巖和生烴巖兩大類；在生烴巖中又按能否向外排烴而分為烴源巖和非烴源巖，烴源巖中生烴產物的相態(tài)進一步分為油源巖和氣源巖。（一）什么是烴源巖？沉積巖中烴源巖和非烴源巖分類（郝石生等，1996）沉積巖非生烴巖生烴巖非烴源巖烴源巖不能排烴能夠排烴油源巖氣源巖4）J.M.Hunt(1979)

只有那些能夠生成和排出烴類、其數量足以保證經過運移、散失后仍能聚集成工業(yè)性油氣流的烴源巖，才是“有效烴源巖”。5）王捷等（1999）

從資源評價角度上強調了有效烴源巖的空間分布，將有效烴源巖定義為具有一定幾何形態(tài)和體積，具有生成工業(yè)性油氣的地質體。6）梁狄剛等（2000）

絕大多數沉積巖都含有機質，經演化總能生成一些烴。梁狄剛在“九五”國家重點攻關項目研究前期指出：“作為勘探家關心的不是生成一點點晶洞油、裂縫油的所謂‘烴源巖’；而只有那些生成和排出烴類的數量足以保證經過運移、散失后仍能聚集成商業(yè)性油氣藏的‘商業(yè)性烴源巖’，對勘探才有實際意義，這就決定了有機質豐度下限不能太低。這種“商業(yè)性烴源巖”被亨特稱為“有效烴源巖”有效烴源巖指烴源巖中有機質的生烴量已經滿足了烴源巖本身的吸附而向外排烴的烴源巖。生烴產物經過排烴、運移、散失后能夠形成工業(yè)性油氣藏的烴源巖。烴類產物的排出烴類產物的聚集Tissiot和elte(1984)；K.E.Peters和M.R.Cassa(1994)；郝石生等（1996）J.M.Hunt(1979)；王捷等（1999）；梁狄剛等（2002）（二）有效烴源巖定義的分歧有效烴源巖：是指沉積有機質的烴類產物已滿足了巖石本身吸附而向外排烴的細粒沉積巖，簡稱烴源巖。二、烴源巖有機質豐度評價1、有機碳含量2、可溶有機質含量源巖原始有機質的數量現在源巖有機質的數量已生烴并運移出去的數量+=殘余有機碳殘余有機碳通常作為油氣源巖有機質豐度的指標原始有機質豐度已無法測得有機碳（Organiccarbon）:是指巖石中除去碳酸鹽、石墨等無機碳以外的碳。有機碳=總碳-無機碳1、烴源巖有機碳含量美國力可公司CS230碳、硫分析儀能源學院年石油地質及開發(fā)工程實驗室2008從美國Leco公司引進的測定有機碳的分析儀器。主要參數來源現今熱解作用原始有機碳含量殘余有機碳含量排烴作用生烴門限殘余有機碳含量與原始有機碳的關系?有機碳含量與有機質豐度的關系?有機質豐度=轉換系數殘余有機碳因為有機質中除有碳元素外，還有其它元素（H、O、N、S），所以從殘余有機碳求原始有機質還需乘以轉換系數。原始有機碳含量恢復系數陜甘寧盆地奧陶系原始有機碳恢復系數0.11.010C%樣品數%我國中、新生代主要含油氣盆地生油層有機碳含量分布頻率圖1020沉積巖中氯仿瀝青和總烴含量對于表征有機碳豐度具有很大意義。氯仿瀝青和總烴可視為石油運移后留下的石油總烴/有機碳=烴轉化系數好的生油層總烴/有機碳（烴轉化系數）>6%2、烴源巖可溶有機質含量0.010.11.0A%樣品數%我國中、新生代主要含油氣盆地生油層氯仿瀝青“A”含量分布頻率圖1020根據我國386個陸相生油巖樣品的統(tǒng)計結果：氯仿瀝青的眾數值在0.1%，高者可達1%，好生油巖的含量為0.10%～

0.20%，非生油巖低于0.01%生油巖總烴的界限：我國陸相生油巖一般定為100ppm，較好的為500ppm，好生油巖的含量一般為1000ppm，國外有學者提出生油巖總烴的下限為50～150ppm好的可大于1500ppm我國陸相烴源巖有機質豐度評價表（引自黃第藩等，1982）

碳酸鹽烴源巖的有機質豐度特征1.有機質豐度低、瀝青含量高;2.有機質類型較好，但成烴轉化率受沉積環(huán)境因素控制;3.產烴作用的相對滯后。

烴源巖有機碳含量與原生瀝青和次生瀝分布關系

（據王可仁等，1995）

有機碳的下限:

有一定量的有機質是形成油氣的基礎，現代油氣運移理論認為生油巖中形成的烴類，必須滿足了母巖的吸附容量以后才能被有效的排出。

因而要求確定生油巖的有機質豐度必須有一個臨界值，這就要求界定生油巖有機碳的下限。泥質烴源巖碳酸鹽烴源巖有機碳的下限Toc=0.4～0.5%Toc=0.2～0.3%烴源巖有機碳含量下限值計算公式：Corg下—烴源巖有機碳含量下限值（%）；D—烴源巖有機質產烴率（%）；Qb—液態(tài)烴吸附量（kg/t）；Qg吸—氣態(tài)烴吸附量（l/t）；M—氣態(tài)烴分子量（g）；K—烴類與有機碳的換算系數（K=1.22）。

碳酸鹽巖烴源巖有機碳“理論下限”是指烴源巖生成的烴剛好能滿足烴源巖本身吸附對應的有機碳值。碳酸鹽巖烴源巖有機碳“工業(yè)下限”是指烴源巖生成的烴除剛好滿足烴源巖本身的吸附與運移聚集過程的散失對應的有機碳值就是有機碳“工業(yè)下限”。

容積法估算氣態(tài)烴的吸附量:

天然氣的摩爾分子量取20.0克孔隙度：630分析數據，泥晶灰?guī)r的孔隙度在0.5—2.5%之間，取平均值1.5%

殘余氣飽和度：參考塔河裂縫性灰?guī)r油氣藏的飽和度取為40-50%

計算出每噸烴源巖的吸附氣量為816—1020升（標準狀態(tài)）

化學抽提得到液態(tài)烴吸附量:

根據下奧陶統(tǒng)53個灰?guī)r烴源巖的抽提分析數據，瀝青A含量為0.0071—0.0545%，平均為0.0259%,瀝青“C”含量平均值為0.0178%下限值計算結果：高—過成熟階段的碳酸鹽巖烴源巖的有機碳含量：

下限值為0.084—0.105%我國碳酸鹽巖油氣源巖有機碳含量下限標準

國內外主要海相碳酸鹽巖機碳下限標準

研究單位或研究者下限值（%）研究單位或研究者下限值（%）美國地球化學公司0.12陳丕濟0.10法國石油研究院0.24傅家謨0.10，0.20羅諾夫等0.20郝石生0.30挪威大陸架研究所0.20大港石油管理局研究院0.07~0.12龐加實驗室0.25四川石油管理局研究院0.1亨特0.29，0.33劉寶泉0.05蒂索0.30黃第藩0.10田口一雄0.20梁第剛等0.5帕拉卡斯0.40趙正璋、秦建中等0.3三、有機質的類型干酪根類型的研究顯微組分研究類型元素組成研究類型熱解組成研究類型碳同位素研究類型瀝青組分類型的研究飽和烴、芳烴組成研究類型用非烴組成研究類型用膠質組成研究類型用瀝青質組成研究類型基團組成研究類型干酪根顯微組分分類表石油天然氣行業(yè)標準組組分代號加權系數腐泥組腐泥無定形體、藻類體、腐泥碎屑體a+100殼質組樹脂體b1+80孢粉體、角質體、木栓質體、菌孢體、殼質碎屑體、腐植無定形體b2+50鏡質組結構鏡質體、無結構鏡質體c-75惰質組絲質體d-100（以濟陽坳陷新生界第三系為例）暗色泥巖－藻類體腐泥組暗色泥巖－無定形殼質組暗色泥巖－殼質組暗色泥巖－鏡質組和惰質組常見的干酪根生烴潛力表有顯微組分生油門限RO％生油高峰RO％生烴潛力文獻依據樹脂體0.350.40～0.70高王鐵冠等,1990;趙師慶等,1990;Snowdon和Powell,1982木栓質體0.350.35～0.60高Khorasani,1991鏡質體0.450.50～1.00中等Cook,1986;Powell等1991孢子體0.550.70～0.90高鐘寧寧和熊波,1991Cook,1986角質體0.500.70～0.90高Brooks,1970;Cook,1986藻類體0.700.75～0.95極高Cook,19860.600.80～1.10Tissot,1978殼屑體取決于母源組分的性質類型指數的計算及類型劃分用各組分的百分含量進行加權計算，按下列公式求出類型指數TI值：TI＝100×a+80×b1+50×b2+(-75)×c+(-100)×d干酪根類型劃分標準干酪根類型類型指數ⅠTI≥80Ⅱ180＞TI≥40Ⅱ240＞TI≥0Ⅲ＜0類型指數樣品塊數-20-0-40-20-20-0勝利和田探區(qū)干酪根鏡鑒結果柱狀圖ⅠⅡ2Ⅱ1Ⅲ新疆南部不同巖性烴源巖顯微組分組成三角圖025507510025507510000255010075腐泥組+礦物瀝青基質殼質組

鏡質組+惰質組泥巖煤粉砂質泥巖ⅡⅠⅢⅡ2～Ⅲ塔里木盆地石炭系干酪根類型分類圖(黃第藩,梁狄剛,1995)H/C原子比O/C原子比O/C原子比H/C原子比H/C原子比三疊系干酪根原子分布圖侏羅系干酪根原子分布圖干酪根熱解分類X圖形解（據黃第藩，1984）氫指數IH氧指數IOS2/S3不同類型干酪根的紅外光譜圖四、有機質的成熟度鏡質體反射率法有機質顏色及其熒光強度干酪根的元素原子比變化熱解產率指數和最大裂解溫度瀝青及烴類的演化指標甾萜化合物的成熟度指標甲基菲指數(MPI)指標

在波長546nm(綠光處)，鏡質體拋光面的反射光強度對與垂直入射光強度的百分比。反射率測量原理測定用的儀器是配有光度計和數字顯示儀的LeitzOrtholux-2型顯微鏡,使用50倍油物鏡和10倍目鏡,在油浸條件下通過546nm濾色鏡進行觀測,能夠測定5um以上的分散有機質。平均鏡質體反射率及其標準偏差按照Stach等人所述的方法計算樣品直方圖

每塊樣品測量20～50個鏡質體的Ro進行統(tǒng)計計算，用計算機劃出直方圖，尋找樣品的正態(tài)分布，取值求出測量有效點n、Ro平均值和標準偏差s。南海某井泥巖巖屑反射率實測結果的綜合解釋2170M2763M3158MN=20N=17N=24腐泥組鏡質組半絲質組影響鏡質組反射率可靠性的主、客觀因素影響因素影響結果主觀的鏡質組的識別RO值偏高或偏低客觀的地質因素再循環(huán)鏡質體、氧化鏡質體RO值偏高鏡質組反射率的抑制RO值偏低鉆探因素井壁坍塌掉塊巖屑樣品RO值偏低低熟、未熟樣品測試，有違晶體光學RO較離散,不確定性Ro的地質意義1、有機質的成熟度及與油氣分布的關系Ro

%油氣分布Ro

＜0.5未成熟帶0.5≤Ro

＜1.3石油主要生成帶1.3≤Ro

＜2.0濕氣帶(甲烷.乙烷.丙烷和凝析氣）Ro≥2.0干氣帶(甲烷)2、解釋沉積構造史

繪制地質剖面的成熟曲線,由成熟曲線的變化，判斷沉積構造史。(1)地層剖面連續(xù)沉積時：

Ro值與深度關系曲線為直線關系。連續(xù)沉降盆地的成熟度剖面圖3.02.01.00.80.60.20.41500200045006000深度Ro（2）地層剖面出現不整合時

成熟度曲線的偏移。第三系與中生界的成熟度曲線斜率不同，約有500米的地層缺失表明為剖面有不同的地熱史。有侵蝕不整合存在盆地的成熟度剖面圖（印度尼西亞某井）Ro3.02.01.00.80.60.20.40150030004500深度(m)中生界500m第三系不整合面0.250.500.751.0015002000250030003500Ro深度(m)河口洼陷Es3羅家地區(qū)Es4河口洼陷Ro隨深度變化圖（3）地層剖面受火成巖侵入體的影響引起RO大幅度的增高，X為侵入體的厚度，接觸變質作用對圍巖的影響范圍通常是侵入巖厚度的兩倍。Ro受火成巖侵入體影響盆地的成熟度剖面圖（美國德克薩斯德拉瓦爾盆地）3.02.01.00.80.60.20.40150030004500深度(m)侵入體2x2x（4）有逆斷層存在曲線斜率明顯變化，其斷層垂直距離的估計方法與侵蝕不整合相同。有逆斷層存在盆地的成熟度剖面圖（南非某井）Ro3.02.01.00.80.60.20.40150030004500深度(m)200m200m500m700m斷層孢粉顏色劃分為6段根據鏡下觀察，計算顏色指數(SCI)式中∶SCI-顏色指數；a-級別，n-點數級別123456顏色淺黃黃深黃棕深棕黑色孢粉顏色變化圖123456孢粉顏色SCI成熟范圍淺黃、黃、深黃色<3未成熟深黃、桔黃色3~4低成熟桔黃、淡棕、棕色4~6成熟棕、深棕色6~7高成熟深棕、黑色7~8過成熟孢粉顏色指數與有機質成熟度關系

級別顏色指數受熱時間(Ma)234567892.53.02.0160150140130802012011010090℃70605040301050100500達到的最高溫度O∈DSCTJPE1KE2N1N2孢子顏色級別、顏色指數與溫度關系孢子、花粉等在熱變過程中顏色逐漸加深，具有不可逆性。根據熱變指數，可求得其所經受的最高古地溫。右圖表明隨溫度升高孢子顏色和熱變指數的變化情況。證明與鏡質體反射率的資料非常吻合。松遼盆地白堊紀孢粉顏色與有機質成熟度關系地層深度％孢粉顏色鏡質組反射率％古地溫℃有機質成熟階段油氣演化顏色指數主要顏色白堊系明水組＜100100~5001.1~1.8淺黃~黃0.3<60未成熟生化甲烷四方臺組嫩江組500~10002.5黃~棕黃0.3~0.5姚家組1000~15001500~20002.5~4.5棕黃~深棕0.5~0.960~110低成熟重質油青山口組泉頭組2000~3005深棕0.9~1.3110~140高成熟輕質油登婁庫組3000~40005.0~5.8深棕~棕黑1.3~2140~170濕氣>40006.2~7棕黑~黑>2>170過成熟干氣塔里木盆地石炭-二疊系成熟度演化剖面（據張水昌等）腐泥型混合型腐植型鏡質體反射率RO（％）最大熱解峰組S：TMAX（℃）孢粉顏色指數（SCI）42545047050012345678910435石油濕氣干氣石油底界濕氣底界干氣保存極限0.20.30.40.50.60.70.80.91.01.201.352.03.04.05.0成熟度指標與石油生成和演化關系圖生油巖熱解烴峰頂溫度與生烴作用的關系隨溫度增加高溫峰面積減少，低溫峰面積增加埋藏深度大的樣品埋藏深度淺的樣品檢測器的響應熱解產率指數和最大裂解溫度不同時代烴源巖熱演化對比圖（據黃第藩、程克明等，1982）成熟度增加引起的異構化和芳構化反應（據A.S.Mackenzie,1984)成熟度分子指標與成烴曲線和鏡質體反射率關系圖（據A.S.Mackenzie,1981)蘇北盆地阜寧組甾烷成熟參數分布圖甾萜化合物的成熟度指標未成熟區(qū)低成熟區(qū)成熟區(qū)松遼盆地青山口組熱演化特征圖（根據李永康、高瑞琦等）TTI=7.67TTI=241.1克拉瑪依艾參1井古地溫與熱演化史生油區(qū)間渤南成烴史AB濟陽坳陷沙四下—孔店組生油巖成熟度圖洼子中心最高Ro=1.7邊緣最低Ro=0.3五、有機質的生烴強度估算“瀝青A”，“總烴法”“熱解法”“蒂索法”“干酪根元素法”“三T法”、“有機碳產烴率法”化學動力法TTI-Ro法生烴強度干酪根A重雜元子化合物CO2、H2O等CO2、H2O等CO2、H2O等CO2、H2O、H2S天然氣B1B2原油烴類膠質瀝青質碳殘余物碳殘余物碳殘余物碳殘余物干酪根成烴演化流程（據Tissot和Espitalie,1975)

根據容積法原理，利用烴源巖的厚度、有機碳含量和有機質的油氣產率等主要參數通過隨機抽樣來模擬計算單位面積內的烴源巖生烴量。成因體積法計算烴源巖生烴強度的公式：

Q=A·H·Rc·Co·D/(1000-D)

式中Q—

烴源巖生烴強度（106噸/km2）；

H—

烴源巖厚度(m)；

R—

烴源巖的巖石密度(t/m3)；

Co—

烴源巖的殘余有機碳含量(%)；

D—

有機碳的產烴率(kg/t)；

A—

單位換算系數(A=10-2)。成因體積法（1）確定各地質參數的概率分布在成因體積法中，烴源巖的厚度、殘余有機碳含量、有機碳的油氣產率、總產烴率以及油氣排、聚集系數等都可以看著不是一個確定值，而是按一定概率大小分布的，即屬于隨機變量。隨機變量的概率分布有多種類型，如均勻分布、三角分布、經驗分布、正態(tài)分布和對數正態(tài)分布等。3）計算步驟烴源巖參數的隨機分布受到沉積環(huán)境、有機質類型、熱演化程度等因素的影響，確定各參數的分布類型需要大量的樣本數據。由于烴源巖主要分布在盆地的坳陷中心及附近一帶地區(qū)，鉆井資料一般較少。因此，根據已有的鉆井資料往往難以確定烴源巖各參數的隨機分布類型。在勘探程度相對較低地區(qū)，通常采用三角分布來描述烴源巖各隨機變量的概率分布。三角分布的密度函數和概率分布函數計算公式為：密度函數：分布函數：（2）采用蒙特卡羅法抽樣計算

蒙特卡羅法又稱為統(tǒng)計試驗模擬法。它是研究隨機現象的一個強有力的工具。該方法自二十世紀七十年代提出來，已經在許多領域得到廣泛應用。蒙特卡羅法的基本特點是用數學方法進行數字抽樣，產生隨機變量的樣本。當研究的隨機變量Y是m個相互獨立的隨機變量x1、x2…xm的函數，通過xi各隨機變量的概率分布進行大量抽樣試驗，可計算出一組關于隨機變量Y的樣本。在成因體積法中，油、氣資源量是抽樣研究的對象，在每次抽