烃源岩评价及地球化学对比
烃源岩石油地球化学评价方法
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第 38 卷 第 2 期 2017 年 4 月
国 外 测 井 技 术 WORLD WELL LOGGING TECHNOLOGY
Vol.38 No.2 Apr. 2017
㊃ 新技术介绍 ㊃
烃源岩石油地球化学评价方法
Kevin McCarthy Katherine Rojas 美国得克萨斯州休斯敦 Daniel Palmowski 德国 Aachen Martin Niemann 法国 Roissy-en-France Artur Stankiewicz 法国 Clamart Kenneth Peters 美国加利福尼亚州 Mill Valley
第 38 卷 第 2 期
Kevin McCarthy 等: 烃源岩石油地球化学评价方法
65
和准确描述分析具有开发前景的含油气系统的所有 要素。因此, 除了要正确评价其远景构造中的储层、 圈闭和盖层, 勘探与生产公司还必须评估源岩的生 油能力。石油地球化学通过分析控制烃源岩丰度和 分布的要素和过程, 能够帮助提高勘探与开发效率, 为盆地和含油气系统建模提供宝贵的输人资料。本 文介绍了地学家用来评价源岩质量、 数量和成熟度 的基本地球化学原理和方法。
随着油气远景区的勘探日趋复杂, 越来越多的勘探与生产公司正在转向采用地球化学方法来 评价烃源岩这一决定一口井成败的关键要素。 每个油气远景区都源于烃源岩。每个远景区 (无论是常规还是非常规远景区, 也不管是石油还 是天然气远景区) 是否具有开发前景都取决于其烃 源岩。如果不具备油气来源, 开发远景区所必须研 究的所有其他要素和过程都变得无关紧要。 从广义上讲, 烃源岩是指富含有机质的细粒岩 石, 在一定程度的温度和压力下能够生成油气。生 成石油的潜力直接取决于其体积、 有机质丰度和热 成熟度。尽管烃源岩的体积 (取决于层厚和面积) 也很重要, 但本文将主要讨论其他两个特征要素。 有机质丰度是指岩石中蕴藏的有机质种类和含 量。热成熟度是指烃源岩暴露于热过程的时间。 烃源岩在沉积层下埋藏越深, 积热越高。其中的有 机质经过热变而生成石油。 不同盆地其油气生成机理也不一样, 具体取决 于沉积相、 埋藏史、 构造特征及其他地质过程; 但大 致都沿袭相当简单的模式。富含有机质的沉积物 沉积后、 发生微生物发酵过程, 把部分有机质转化 成生物甲烷气。随着埋藏深度越来越深, 依据盆地 的地热梯度, 积热越来越大, 有机质渐渐热变成不 溶性物质, 即干酪根。随着热量的进一步积聚, 干 酪根继续热变。上述系列热变导致后期生成的石 油化合物的演变。随着热量继续积聚, 干酪根继续 转变, 最终生成沥青和石油。变成石油后, 干酪根 更加贫氢。成熟度增加也使原来比较复杂的石油 化合物结构变得简单-通常一开始是油, 然后变成 湿气, 最后是干气。 这一基本模型是油气勘探最重要的概念之一 (即含油气系统) 。这一概念解释了油气生成、 排 出、 运移和积聚过程, 而烃源岩是其基础 (图 1) 。常
鄂尔多斯盆地西南缘演67井烃源岩评价及油源对比
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赵 彦 德 , 罗安 湘 , 潇 . 张 海峰 , 忠 义 , 一惠 一 , 一张 一 齐亚 林 1 程 党性 一 , 2 , ,
孙 勃 , 时孜 伟 . 邓 静 1 一 , 一 , , 2
(. 1中国 石 油 长 庆 油 田分 公 司勘 探 开 发 研 究 院 ;. 渗 透 油 气 田勘 探 开 发 国家 工 程 实 验 室 ) 2低
l 区域地质特征
天环坳 陷南 段 地处鄂 尔 多斯 盆地 西南 部 ,西邻
西 缘 冲断 带和六 盘 山 冲断带 , 南接 秦祁 褶 皱带 , 受不
同性质 的构造单 元 影 响 .成 为盆 地西 南缘 多期 构 造
应 力 承接 释放 区 ,区域 构造 位 置 十分 独特 ( 1 。 图 ) 20 0 6年 以来 为 了 寻找新 的有利 勘探 目标 区 , 油勘 石
2 烃源岩特征
21烃 源岩 地质 学特 征 .
西 向和北 东 向断裂 活 动 明显 加 强 ,基 底 整体下 沉 剧
晚三叠 世受 印 支运 动 的影响 ,鄂 尔多斯 盆 地遭 受 了有 史 以来 的重 大变革 。 沉积 上实 现 了 由海 相 、 在
烈, 湖盆 发育 达鼎 盛期 , 割性 减弱 , 盆范 围扩 大 , 分 湖 水 体加 深 , 大水 深可 达 6 m。 殖 了大 量 的水生 生 最 0 繁
元 素 地 球 化 学 特 征 及 发 育 环 境 [. 球 化 学 ,0 8 3 ( ) 9 6 . J地 ] 2 0 ,7 1: — 4 5 【]张 文 正 , 华 , 剑 锋 , . 鄂 尔 多 斯 盆 地 长 7段 优 质 油 源 岩 在 7 杨 李 等论 低 渗 透 油 气 成 藏 富 集 中 的 主 导 作 用 — — 强 生 排 烃 特 征 及 机 理 分
油源对比及运移的地化指标
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油源对比及运移地化指标参考1.1气相色谱(GC)气相色谱广泛用于油与沥青的筛选和对比研究。
气相色谱对于有机质输入,生物降解、热熟化等次生作用是很敏感的。
1.1.1老鲛烷/植烷(Pr/Ph)Powell和Mckirdy(1973)指出,非海相源岩生成的高蜡原油和凝析油,Pr/Ph比的范围为5到11,而海相源岩生成的低蜡原油,Pr/Ph的范围只有1到3。
Pr/Ph比值会随成熟作用增加而象征性地增加(Alexander 等,1981)有些老鲛烷和植烷在成岩作用期间还可能来自除植醇以外的一些母源(ten Haven ,1987)1.1.2类异戊二烯烷烃类/正石蜡烃类在开阔水体条件下沉积岩石生成的石油,Pr/nC17 小于0.5,而源于内陆泥炭-沼泽相沉积的石油,该比值小于1。
Pr/nC17和Ph/nC18都随石油热成熟度而增加。
这比值也容易受生物降解等次生作用的影响。
通常正构石蜡烃类要先于类异戊二烯烷烃类受到喜氧菌的吞食。
1.1.3气相色谱“指纹”正构烷烃的双峰群分布,以及偏nC23至nC30的正构烷烃分布,通常与陆生高等植物腊有关。
与碳酸盐岩生油岩有关的沥青和油,通常表现为偶碳数正构烷烃优势;而与泥岩(页岩)相关的沥青和油一般表现为低于nC20的奇数碳正构烷烃优势。
正构烷烃的奇数碳优势通常见于许多源于页岩类生油岩的湖相油和海相油。
包括生物降解作用、熟化作用和运移作用在内的一些次生过程很容易改变这些化合物。
正构烷烃的双峰群分布以及偶碳数或奇碳数优势,会随着热成熟度的增加而消失。
1.1.4稳定同位素(1)相关的石油之间,成熟度差异引起同位素的变化可达2-3‰(2)碳同位素差值大于约2-3%的油,一般来说是不同油源的(3)一般来说,沥青的13C含量要比源岩干酪根低0.5-1.5‰,同理,石油要比相应的沥青低0-1.5%。
一种元素由重同位素形成的键发生断裂所需要的能量要比轻同位素形成的键要多。
这是同位素动力学效应的基础。
涠西南凹陷烃源岩地球化学特征及油源对比
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p l e s c a n b e d i v i d e d i n t o 3 t y p e s b a s e d o n t h e c h a r a c t e i r s t i c s o f b i o ma r k e r s . T y p e I o i l s we r e ma i n l v d e r i v e d f r o m
We i z h o u F o r m a t i o n a n d t h e 2 n d m e m b e r o f t h e L i u s h a g a n g F o r m a t i o n( L 2 ) h a s t h e h i g h e s t q u l a i t y . T h e L i u s h a g a n g
s h a g a n g F o ma r t i o n . Y y p eⅢ o i l s re a d i v i d e d i n t o 2 g r o u p s . G r o u p sⅢ1 o i l s s h o w e d a c l o s e r e l a t i o n t o t h e mu d s t o n e s
油源分 析是 油气 勘 探 过 程 中必 需 解决 的重 要
前人对 涠西 南 凹陷 的成藏 条件 、 沉 积及 原油 地
内容之一。其中, 烃源岩地球化学特征分析和油源
对 比是 油源分 析 的 2个必 要 内容 , 首 先通 过烃源 岩
球化 学特征等 方 面做 过大 量 的工作 l 4 . 也 取得 了 较为统一 的认 识 , 但 对 烃源 岩地 球化 学特 征 缺乏 系 统分析 , 油 源关 系也不 是 十分 明确 。本 文重 点讨 论 烃源岩地化 特征 , 依 据原 油地 化 特征将 原 油 分类 并 进行 油源对 比, 从有 机 质来 源 和有机 质保 存 环境 角 度来揭示该 区原油 的来源 , 为勘探 提供地质依据 。
烃源岩的定性评价
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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。
柴北缘东段中侏罗统烃源岩地球化学特征及评价
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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。
第二章 2.6 烃源岩特征
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(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
梨树断陷主力烃源岩判定及其地球化学特征
![梨树断陷主力烃源岩判定及其地球化学特征](https://img.taocdn.com/s3/m/52a5be202af90242a895e5bc.png)
J u 1 . , 2 0 1 3
d o i : 1 0 . 1 1 7 8 1 / s y s y d z 2 0 1 3 0 4 4 3 8
梨 树 断 陷 主 力 烃 源 岩 判 定 及 其 地 球 化 学 特 征
宋振 响 . 周卓 明
( 中国石 油化工股份有 限公 司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研 究所 , 江苏 无锡 2 1 4 1 2 6 )
I d e n t i ic f a t i o n o f c h i e f hy d r o c a r b o n s o ur c e r o c k s i n Li s hu
Fa ul t De p r e s s i o n a n d t h e i r g e o c h e mi c a l c ha r a c t e r i s t i c s
Abs t r a c t:Ba s e d o n t h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n p o t e n t i a l o f 4 s e t s o f s o u r c e r o c k s d e v e l o p e d i n t h e L i s h u F a u l t De — p r e s s i o n,t h e r e s u l t s i l l u s t r a t e d t h a t t h e c h i e f h y d r o c a r b o n s o u r c e l a y e r i s K1 s h a n d t he s e c o n d a r y l a y e r i s Kl y c; me a n wh i l e,t h e e f f e c t i v e s o u r c e r o c k s o f K1 h a n d K1 d f o r ma t i o n s o n l y d e v e l o p e d i n s o me c e r t a i n a r e a s .W e ma d e a
烃源岩的定性评价
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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。
第二章 2.6 烃源岩特征
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第六节 烃源岩特征与油源对比
一、烃源岩概念
二、烃源岩地质特征
三、烃源岩地球化学特征
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 ……
含量均在0.1%以上,平均值为0.1%~0.3%。
3、总烃:
从氯仿沥青“A”中分离出来的饱和烃+芳烃, 。
泥质烃源岩评价 总烃ppm 好 500—1000 较好 100—500 下限 >100
(二)有机质的成熟度 烃源岩有机质的热演化程度。 目前用于评价烃源岩成熟度的常规地球 化学方法: 干酪根的组成特征、可溶抽提物的化学 组成、岩石热解法、 TTI法等
(陈建平等,1996)
岩石类型 生油岩级别
差 中 等 好 非常好 极 好
泥质岩 (%)
<0.5 0.5~1.0 1.0~2.0 2.0~4.0 4.0~>8.0
碳酸盐岩 (%)
< 0.12 0.12~0.25 0.25~0.50 0.50~1.00 1.00~2.00
2、氯仿沥青“A”
岩样未经酸处理,直接用氯仿抽提的产物。
评价烃源岩的步骤
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评价烃源岩的步骤
评价烃源岩要从其地质特征和地球化学特征两方面入手。
具体步骤如下:
1、根据测、录井及取心资料,并结合基础地质资料在纵向上识别、划分烃源岩;统计各个层位烃源岩的厚度,做出厚度等值线图,指出主要的烃源岩发育区。
2、根据油田上已有的资料以及我们取样、分析化验的资料,分层位做各套烃源岩有机质丰度指标(有机碳(TOC)、总烃(HC)、氯仿沥青“A”和生烃潜量(S1+S2))的等值线图。
如要确定生油门限,还要选择典型井做某些指标在剖面上的演化图。
3、根据收集的H/C、O/C资料或热解资料(I H和I O)做范式图,也可以收集类型指数资料,通过做散点图分析各套烃源岩的干酪根类型。
4、收集Ro资料,做平面等值线图,并分析平面上的烃源岩成熟区和生烃中心;选择典型井,做Ro剖面演化图,并指出生烃门限。
5、选择一种方法,计算资源量。
6、综合以上信息在纵向上指出主要的生烃层位,在平面上指出主要的生烃区。
第五章烃源岩特征
![第五章烃源岩特征](https://img.taocdn.com/s3/m/d0b8e67b910ef12d2af9e7c5.png)
第五章烃源岩特征及油气源对比第一节烃源岩分布及地球化学特征一、烃源岩岩性、岩相及厚度1、岩性、岩相特征柴北缘早侏罗世断陷盆地为碎屑岩沉积区,烃源岩主要为湖泊、三角洲、沼泽相暗色泥岩、页岩及炭质泥页岩,富含有机质。
据研究,该地区烃源岩的主要岩相类型包括:(1)前扇三角洲暗色泥岩主要发育于湖西山组和小煤沟组,形成于湖水面相对较高、距物源区近、湖盆坡度相对较陡且受同沉积正断层控制的背景下,由冲积扇直接入湖形成。
前扇三角洲暗色泥岩的特点是沉积厚度大,在剖面上常与厚层或透镜状的砂砾岩互层,二者之间多突变接触。
前扇三角洲距河口近,有机质来源丰富,湖水较深,加上沉积速率较高、快速埋藏,有利于有机质的保存。
但陆源高等植物输入较多,有机质以Ⅲ型为主。
(2)湖相暗色泥岩主要为半深湖-深湖相,有机质既有陆源高等植物,也有湖相水生生物,其相对丰度取决于水体距物源的距离。
冷西次凹的北部在早侏罗世处于较深湖区,距物源区相对较远,陆源高等植物的输入减少,水生生物较发育,所形成的暗色泥岩中Ⅱ~Ⅰ型有机质较丰富。
如石深7井下侏罗统深水湖底扇暗色泥岩厚度为136m,占地层厚度的38%,有机质类型较好。
(3)沼泽相炭质泥岩沼泽相富含植物组分的炭质泥岩、页岩甚至煤层也是重要的烃源岩,但其生油潜力有限。
从现有资料看,下侏罗统最有利的烃源岩为湖泊相暗色泥岩;中侏罗统烃源岩除了J2d6-J2d7湖相泥岩、页岩和油页岩外,还有J2d5沼泽相煤系地层。
2、研究区的烃源岩厚度分布青海石油勘探开发研究院根据烃源岩发育的控制因素、利用测井方法识别和评价了生油岩的分布,编制了下侏罗统暗色泥岩厚度等值线图(见图5-1)。
下侏罗统具有多个生烃中心,其烃源岩厚度大,分布面积广。
烃源岩厚度变化规律与地层厚度类似。
其中,昆特依断陷北部的鄂博梁次凹和冷西次凹发育了巨厚的烃源岩,厚度达600~1200米,冷湖四、五号一带烃源岩厚度也较大,为400~900米左右,昆北斜坡100~200米左右,昆1井附近为200~400米左右;昆特依断陷中部厚度多为200米左右(图5-1)。
虎林盆地虎1井烃源岩评价及油源对比
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乐观[。通过选取大量烃源岩样品进行地化评价研究 , 并对原油样品进行色谱一 质谱分析及油源对 比,
为该 区油气勘 探提供 有利 证据 。
l 烃源岩特征
1 1有 机质 丰度 .
虎 1井虎林 组 三段烃 源岩有 机 质丰度 较低 , 机碳 平均 < .% , 有 1O 生烃潜量 为 0 6 r / ; .8 gg虎林 组二 段 源 a 岩样 品有机碳 平均 为 10 % , 仿沥 青“ 为 00 6 , .2 氯 A” .0 % 生烃 潜量 平均 为 0 8mgg丰度 较低 ; .7 / , 虎林组 一段
泥岩有机质丰度高 ,O T C平均为 72 % , .3 氯仿沥青“ ” 0 11 , A 为 .3 % 生烃潜量平均为 2 .m / , 57 g g评价为好 烃源 岩 。 白垩 系下 云 山组 烃源 岩有机 质丰 度 高 , 机 碳 含量 平均 为 3 1% , 有 .9 氯仿 沥 青 “ 为 00 1 , A” .5 % 生
第3 2卷
第3 期
大庆 师范学院学报
9 A I G N R LU I E ST FD Q N O MA NV IY
V12 o3
.
No 3 .
虎 林盆 地 虎 1井烃 源 岩评 价 及 油 源对 比
张晓畅
( 大庆 油 田有 限责任公 司 勘探开发研究院 , 黑龙 江 大庆 13 1 ) 67 2
烃源岩有较强的相似 性, 认为该 井原油即来 自于虎 一段源岩。 关键词 : 地球化学 ; 油源对 比; 生标 化合物 ; 虎林盆地; 烃源岩 作者简 介: 张晓畅(9 6 ) 女, 18 - , 黑龙江大庆 人, 大庆油 田有 限责任公 司勘探开发研 究院助理工程 师 , 事油 气地 球 从
烃源岩
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(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。
烃源岩
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(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。
东濮凹陷南部古近系烃源岩地球化学特征与油源对比
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东濮凹陷南部古近系烃源岩地球化学特征与油源对比东濮凹陷位于渤海湾盆地西南缘,属临清-东濮坳陷的一部分,其西侧超覆于内黄隆起之上,东侧以兰聊断裂与鲁西隆起为界,南为兰考凸起,北与莘县凹陷相连。
东濮凹陷地理上横跨河南、山东两省,是一个呈北东向延伸、南宽北窄、总面积约5300km<sup>2</sup>。
本文以石油地质理论为指导,依据先进的测试手段对东濮凹陷古近系南部地区烃源岩及原油样品进行分析,在系统收集录井资料、TOC与岩石热解数据的基础上,判识南区的有效烃源岩的分布层段。
在现有南区沉积相研究基础上,针对有效烃源岩分布层段,从岩石的矿物组成、有机质的显微组份研究其有机相特征,并分别从有机岩石学、分子地球化学角度剖析南部地区烃源岩的生烃特征,在南区纵向烃源岩连续取样基础上,分别利用饱和烃色谱-质谱及芳烃色谱-质谱测试,等分析手段,精细剖析不同环境不同岩性烃源岩的分子组成特征,为南区典型油田油源条件解剖奠定基础,最后以东濮凹陷南部马厂地区的高蜡原油为主要研究对象,精细分析南部马厂地区原油分子组成特征,并采用气相色谱-质谱技术,通过多种分子标志物参数对该区原油成熟度进行综合分析。
主要取得了以下认识:1.东濮凹陷南部烃源岩地球化学数据统计结果中,生烃潜量(S1+S2)主要分布在0.10<sup>0</sup>.15 mg/g,平均0.08mg/g,其中沙河街组三段下亚段有机质丰度最高,且Tmax值主要集中在430°C左右,已达到相对成熟阶段;部分沙河街三段中亚段1-4与沙河街三段中亚段5-9主要为Ⅱ2型干酪根;总体来看,南部烃源岩样品中,沙河街组三段下亚段存在中-好烃源层,具有一定的生烃潜力,应为主力烃源层。
2.东濮凹陷南部烃源岩生物标志化合物特征中,正构烷烃分布形式多数呈现前峰单峰态,少数热演化程度偏低的烃源岩存在双峰态分布,高分子量的正构烷烃化合物含量普遍较低,显示其成熟度基本已经达到成熟阶段,有机质来源主要以浮游低等水生生物为主。
烃源岩地球化学研究论文
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烃源岩地球化学研究论文1有机质含量对比本次采集的烃源岩样品包括钻井和露头的泥质岩(泥岩)与碳酸盐岩(石灰岩),其中野外露头8个,钻井6口(图1)。
对采集的钻井和露头样品分别进行了有机碳含量(TOC)测定、氯仿沥青“A”抽提与计量、族组分分离与定量、岩石热解、饱和烃气相色谱等分析测试。
其中,有机碳含量通过LECOCS-400碳硫测定仪进行测定;氯仿沥青“A”含量通过索氏抽提法利用氯仿溶剂进行抽提获得;族组分采用层析柱法进行分离、定量;岩石热解数据通过OGE-II油气评价仪(Rock-Eval)进行测定;饱和烃组成主要通过日本岛津GC-17A气相色谱仪进行分析。
将测试数据与前人分析数据相结合,其中石炭系露头石灰岩、钻井泥岩和下二叠统露头泥岩的样品分析较多,其他样品的分析数据较少,样品少其实与该类可能烃源岩样品不发育有一定关系。
露头与钻井不同岩性的有机碳含量与氯仿沥青“A”含量总体成呈正相关特征(图2)。
据图2和表1可以较清楚地观测到钻井样品与露头样品的有机质含量差异。
总体来看,钻井样品的可溶有机质氯仿沥青“A”含量偏高,位于上部区域。
露头样品氯仿沥青“A”含量偏低,位于左下部和右下部区域。
仔细观察可以看到,左下部区域主要为石炭系和下二叠统露头石灰岩样品,右下部区域的样品主要为下二叠统露头泥岩样品。
很显然,二者相比,露头泥岩的有机碳含量和氯仿沥青“A”含量均总体高于石灰岩,所有石灰岩有机碳含量在0.01%~0.83%,均值为0.09%;氯仿沥青“A”含量分布在0.0004%~0.0247%,均值为0.0034%。
下二叠统露头泥岩有机碳含量在0.08%~4.45%,均值为1.79%;氯仿沥青“A”含量0.0002%~0.0108%,均值为0.0042%(表1)。
钻井样品主要是石炭系泥岩、石灰岩与下二叠统泥岩,其中石炭系石灰岩有机碳和氯仿沥青“A”含量偏低,但是钻井石灰岩的氯仿沥青“A”含量仍高于露头石灰岩,而有机碳含量最高值分布于露头石灰岩(图2)。
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机碳,IH)和氧指 数(S3/有机碳, I0)与干酪根元素 组成分析能进行很 好的对比。因此, 可利用这两个指数 绘制范氏图确定烃 源岩中有机质的类 型,如图。
氢指数和氧指数确定烃源岩类型 (据Espitalie等,1974)
烃源岩中的干酪根分类
4.可溶沥青分析 可溶沥青的研究也能反映烃源岩中有机质的类型,较常用 的参数如下: 1)烃源岩氯仿抽提物中组分组成特征 2)饱和烃气相色谱特征 3)色谱-质谱分析
有机质演化过程主要是一个生物化学和化学作用的过程, 影响其演化的因素很多,有温度、时间、细菌、催化剂和 压力等因素,其中起主要控制作用的因素是温度和时间。 1、温度 化学动力学定律的一级反应方程:-dc/dt=KC 速度常数k由阿氏方程求得: k=Ae-E/RT E:为活化能,与键强度成正比,同温下,E越大,反应 越慢;只有超过E值,才能反应,相应的温度为门限温度, 与有机质类型有关。 T:为绝对温度,决定其活化分子数和碰撞几率,同活化 能条件下,温度增高,速度增加。 A:为频率因子。 R:气体常数。
三、干酪根成油理论的新进展 1)、未—低成熟油的成因系指非干酪根晚期热降 解成因的各种低温早熟的非常规油气。包括在生 物甲烷生烃高峰后,在埋藏升温达到干酪根晚期 热降解大量生油之前(Ro<0.7%),经由不同生烃 机制的低温生物化学或低温化学反应生成并释放 出来的液态和气态烃。
★ 强还原咸化环境藻类成烃 ★ 盐湖相沉积有机质在低温条件下转化成烃 ★ 含煤岩系特殊的富氢显微组分早期成烃 内因:有机质类型
黄骅凹陷烃源岩元素分选图 (据卢松年,1989)
Ⅰ-腐泥型; Ⅱ1-腐殖腐泥型; Ⅱ2-腐泥腐殖型; Ⅲ-腐殖型
2、光学分析 在显微镜下对干酪根进行光学分析是从光学性质上和形貌 上把握其类型。光学分析方法包括孢粉学法和煤岩学法。 孢粉学法将其分成藻质、草质、本质和煤质。 煤岩学法是将干酪根的显微组成为壳质组、镜质组和惰质 组。
硫化氢:由火山喷发形成。
氦气:放射性气体衰变形成,岩浆中铀和钍放射性蜕变的 产物。
2、无机成因气的特征 化学组成甲烷占优势,非烃含量 较高;δ13C值大于-20‰。 3、无机成因气的分布 多分布在大断裂、岩浆体。
第四节
烃源岩及其评价
一、烃源岩的概念 烃源岩包括油源岩、气源岩和油气源岩。 Hunt(1979)对烃源岩的定义:在天然条件下曾经产生并 排出了足以形成工业性油、气聚集之烃类的细粒沉积。
Ro
Ro<0.5%
物化作用
微生物分解
主要产物
生物甲烷气 0.6%<Ro<1.3%,
成熟 阶段 高成 熟阶 段
长焰煤→瘦煤
0.5%<Ro<1.9%
热化学裂解
CH4、CO2 和重烃 1.3%<Ro<1.9%, CH4 气体
贫煤→无烟煤
Ro>1.9%
芳香核之间 的缩合为主
CH4 气体
R0 0 基质镜质体藻类体 0.4 0.3 0.1 0.2
这种大地构造环境主要分布在:
板块的边缘活动带
板块内部的裂谷、坳陷 造山带的前陆盆地、山间盆地。
陆相环境: 滨湖—沼泽区、浅湖区、半深 湖区、深湖
半深湖区、深湖:水体较深,水体表层处于 动荡回流状态,其底部水流停滞,由于水底有机 质的分解,氧气又得不到及时补充,便形成稳定 的还原环境,是有利的生油区。 这种大地构造环境主要分布在:
2、时间
对一级反应方程积分得: ln(CO/C)=kt 阿氏方程取对数:lnK=lnA*(E/R)*(1/T) k=(1/t)ln(CO/C)
上式代入下式整理得:lnt=(E/R)*(1/T)-b 反应时间的对数与反应温度成反比,表明反应温度和时间可互 补。 从以上化学定律的原理可以得出: ①有机质在反应过程中,温度起决定作用,时间有补偿作 用; ②时间的补偿是有限的,温度所产生的热量应超过活化能E。 ③压力大阻碍有机质转化,但影响不大。 因此,门限温度的高低取决于有机质类型,Ⅰ型 < Ⅱ型 < Ⅲ 型;而门限深度的大小取决于地温梯度,地温梯度高,门限深 度低。
0.2
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3
0
角质体 0.4 0.2
孢子体
0 0.2 0.4
木栓体
0.1 0.3 0
沥青质体 0.6 0.2 0.4
树脂体
0.1 0.3
煤
Ⅰ
Ⅱ
1.4
1.5
生油门限
主生油带
显微组分生油模式 (程克明,1993)
四、油气生成的影响因素
二、岩相古地理环境
海相环境: 滨海、浅海大陆架、大陆坡、深海 平原 浅海大陆架:阳光、温度适宜,生物繁盛,并接 受河流搬运来的大量陆源有机质,有机质异常丰 富的聚集。有机质的大量存在,消耗水中的氧, 形成还原环境,保证了剩余有机质和新补充的有 机质免受分解破坏。大陆 架上的泻湖、海湾以及 闭塞的深海盆地等也是良好的低能还原环境,既 有利于有机质的堆积,又有利于有机质的保存, 是良好的生油区。
煤种
Ro %
褐煤 长焰煤 气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 无烟煤三号 无烟煤二号 无烟煤一号
<0.5 0.5--0.65 0.65--0.9 0.9--1.2 1.2--1.7 1.7--1.9 1.9--2.5 2.5--4.0 4.0--6.0 >6.0
泥炭:Ro<0.1 %
泥炭:Ro<0.2%
板块的边缘活动带 板块内部的裂谷、坳陷 造山带的前陆盆地、山间盆地。
第三节 天然气的成因类型
天然气按成因可分为四种类型: 生物成因气、油型气、 煤型气和无机成因。
一、生物成因气
1、生物成因气的形成 生物成因气是指成岩作用阶段早期,在浅层生物化学 作用带内,沉积有机质经微生物的群体发酵和合成作用形 成的天然气,主要是甲烷气及部分 CO2 和少量 N2。有时 也混有早期低温降解形成的烃气。
二、油型气
1、油型气的形成 油型气是指成油有机质在热力作用下以及油热裂解形成的 各种天然气。包括湿气(石油伴生气)、凝析气和裂解气。
2、油型气的特征 (1)化学组成:重烃含量大于5%,最高可达 40 ~ 50%
(石油和凝析气阶段);过成熟气以甲烷为主,重
烃气一般小于2%。
(2)δ13C值:随着成熟度的增高而增大,由石
外因:局部咸化环境、较高的地温梯度
1.树脂体早期生烃 2.木栓质体早期生烃 3.细菌改造陆源有机质早期生烃 4.高等植物蜡质早期生烃 5.藻类类脂物早期生烃 6.富硫大分子有机质早期降解生烃
2)、煤成烃理论
由煤和煤系地层中的有机质,在煤化作用的同时 所形成的液态烃,称为煤成油。 1.煤的有机组成及其生烃潜力 目前研究认为煤究竟生气还是生油取决于其显微 组分,富含富氢显微组分的无定形体、藻质体及 其它壳质体的煤均有生成液态烃的潜力。一般认 为壳质组生烃潜力最大,镜质组次之,惰质组最 差。
2、煤型气的特征
(1)化学组成:重烃含量可达10%以上,甲烷 一般占70%~95%;非烃CO2 量最大,N2 次之,H2S 最少。
(2)δ13C值:一般为-41.‰ ~-24.9‰。 3、煤型气的分布 煤型气多分布在煤系地层发育区。
四、无机成因气
1、无机成因气的形成 由地壳内部、深海大断裂、深海沉积物形成,包括氮气、 二氧化碳 、硫化氢、氦气等。 氮气:高温高压条件下,含氮化合物裂解形成。 二氧化碳:碳酸盐在深埋高温或岩浆活动提供的热源下分 解形成。
(据胡见义等,1991)
(二) 有机质的类型 有机质的类型常从不溶有机质(干酪根)和可溶有机质 (沥青)的性质和组成来加以区分。 干酪根类型的确定是有机质类型研究的主体,常用的研究 方法有元素分析、光学分析、红外光谱分析以及岩石热解 分析等。
1.元素分析 Tissot和
Durand等根据 干酪根的元素 组成分析,利用 范氏图上H/C和 O/C原子比的演 化路线将干酪 根分为Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ型,如图3- 30所示:
2、生物成因气的特征 (1)化学组成 甲烷含量大于98%,重烃含量 一般小于1%,少量的 N2 和CO2,为典型的干气。 (2)δ13C值 一般为 –55 ~ -90‰。
Tissot据Durand改编,1978)
3、生物成因气的分布 生物成因气的分布层位主要在白垩系 以上,埋深在地表到2000米左右。区 域上白垩系生物气主要分布在东北地 区,第三系分布在渤海湾和三水盆地, 第四系主要分布在柴达木盆地和长江 沿海地区和现代湖泊中。
2.煤成烃的地球化学特征 煤成烃一般具有饱和烃含量高、非烃和沥青质含 量低的特点。煤成烃最明显的特征是具有姥鲛烷 优势。其它特征还有高碳数峰更突出;富含三萜 烷,具明显的藿烷类和C29甾烷优势;含丰富的各 种芳香烃类。 3.煤的生烃模式 煤及煤系地层中陆源有机质有两种演化途径,向 煤演化称为煤化作用,向生液烃方向演化,称为 沥青化作用。沥青化作用结果是产生石油和天然 气,另一方面是固体残余物进行芳构化和缩聚作 用。
3.岩石热解分析 Espitalie等发展了一种快速评价烃源岩特征的热解方法, 即烃源岩评价仪,它是用岩石热解分析仪直接从岩样中测 出所含的吸附烃(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,温度可逐 步加热到550℃(图3-31)
氢指数(S2/有