第七章__烃源岩评价

一、烃源岩有机质丰度
（三）总烃
总烃是指氯仿沥青“A”族组分中饱和烃与芳香烃之和（以ppm为单位表示）。它 不仅是评价有机质丰度指标，也是判断烃源岩成熟度指标。
利用烃含量评价烃源岩比较表（尚慧芸等）
烃类含量，μg/g 0～50 50～100 100～500 500～1000 1000～5000 5000 菲利普 很差 差 良好 好 很好 少见 最好 一般到好 贝克Baker 差 挪威大陆架研究所 尚慧芸
有机质类型是评价烃源源生烃能力的重要参数之一。通过干酪根和可 溶有机质的有机岩石学与有机地球化学方法评价具体烃源岩有机质的母质 类型。
东濮凹陷沙一段干酪根元素范氏分布图
二、有机质的类型
中国中、新生代油（气）源岩有机质类型划分表
分析项目 饱和烃,% 氯仿 沥青 "A" 芳香烃,% 饱和烃/芳烃 非烃+沥青质,% (非烃+沥青质)/总烃 峰型特征 饱和 烃 主峰碳数 (nC21+nC21)/(nC28+nC29) OEP 实例 腐泥型 40～60 15～25 >3 20～40 0.3～1 前高单峰型 C17、C19 >2.0 1.2～0.9 1.5～2.0 >1.2 东营凹陷下 第三系沙三 段 陕甘宁盆地 上三叠统长 三段 1～1.5 1.2～1.5 >2 陕甘宁盆地 下侏罗统延 安组 腐殖腐泥型 20～40 5～15 1～3 40～50 1～3 前高双峰型 腐泥腐殖型 20～30 5～15 1～1.6 50～60 1～3 后高双峰型 腐殖型 5～17 10～22 0.5～0.8 60～80 3～4.5 后高单峰型
原始有机质=K×有机碳，其中K为转换系数
从有机碳计算有机质丰度的转换系数（Tissot等，1984） 演化阶段 成岩阶段 深成阶段末期 干酪根类型 煤 1.57 1.12
Ⅰ
1.25 1.2
Ⅱ
1.34 1.19
Ⅲ
1.48 1.18
一、烃源岩有机质丰度
1.泥质烃源岩有机碳含量下限标准
烃源岩是指源岩中有机质的生烃量已经满足了源岩本身的吸附而向外排烃的源 岩。烃源岩有机碳含量下限值是指单位重量烃源岩中有机质生烃量等于岩石的饱和 吸附烃量时所要求的有机质的含量。因此，烃源岩的吸附量越大，其要求的有机含 量下限质就愈高，而当烃源岩的有机质类型愈好，热演化程度高时，相应的有机碳 含量下限值就低。对泥质油源岩中有机碳含量的下限标准，目前国内外的看法基本 一致，为0.4%～0.6%，而泥质气源岩有机碳含量的下限标准则有所不同 泥质气源岩有机碳含量下限标准（刘德汉、盛国英等，1984） 演化阶段 未成熟 有机碳（%） 成熟 过成熟 干酪根类型 Ⅰ 0.2 0.1 0.05 Ⅱ 0.3 0.2 0.1 Ⅲ 0.4 0.3 0.2
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
一、烃源岩有机质丰度
有机质丰度是评价烃源岩生烃能力的重要参数之一。烃源岩的有机 质丰度是指单位重量的烃源岩中有机质的百分含量。烃源岩有机质丰度 评价常用有机碳含量、氯仿沥青“A”、总烃、岩石热解参数来加以评价。 （一）有机碳含量 有机质的丰度常用有机碳来衡量，有机碳是指岩石中与有机质有关 的碳元素含量，岩石中的实测有机碳含量是岩石中的剩余有机碳含量。 因此，岩石中有机质含量与实测有机碳含量有一定的比例关系，即： 原始有机质=K×有机碳，其中K为转换系数
三、有机质的成熟度
有机质成熟度标尺（LOM）与其它成熟度指标的关系
Ⅰ褐煤，Ⅱ1次烟煤，Ⅱ2高挥发性烟煤，Ⅱ3中挥发性烟煤，Ⅱ4 低挥发性烟煤Ⅲ1半无烟煤Ⅲ2无烟煤Ⅳ
三、有机质的成熟度
②干酪根颜色变化
③牙形石的颜色
干酪根热解法（Tmax）
用热解法研究有机质成熟度主要应用两个参数，即产率指数 （S1/S1+S2）和干酪根热解烃峰顶温度（Tmax）。随着岩石埋深增 加温度升高，生成的烃类总量不断增加，S1/S1+S2连续增大。由于热 稳定性小的物质在较低温度下已裂解，残留下来的物质为热稳定性较高 的干酪根，造成Tmax不断向高温位移，Tmax随深度变化并出现较明 显的拐点，故有助于划分演化阶段
20
10
4%
%
10
5
8%
0 0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 4.0
0 0 0.5 1 2 3 4 5 6 8 10 20 30 40
%
TOC (%)
205个TOC>0.4%的样品平均为0.84% 179个TOC>0.5%的样品平均为0.88%
TOC (%)
第八章 烃源岩评价
教学目的
掌握烃源岩评价的内容及其方法，熟悉烃源岩评价标准
教学内容
烃源岩评价内容
烃源岩评价方法及流程 烃源岩评价标准
重点及难点
烃源岩评价内容及方法
烃源岩：是指能够生成具有工业价值油气流的岩石 潜在烃源岩:是指能够生成但尚未生成具有工业价值油气流的岩石 有效烃源岩：是指已经生成并排出具有工业价值油气流的岩石 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
松辽盆地下白 垩统青一段
南海湛江 凹陷渐新统 -29
南海西南 凹陷中新统
-33
-31
-27
-25
-23
δ 13C ‰
陆相原油 大庆油 田白垩系 东营凹陷 渐新统 过渡相原油 海相原油
-33
-31
-29
-27
-25
-23
δ 13C ‰
陆相第三系原油
海相第三系原油
-33
-31
-29
-27
-25
-23
δ 13C ‰
561个TOC>0.5%的样品平均为4.72%
泥岩烃源岩是灰岩烃源岩的10倍
一、烃源岩有机质丰度
40
TOC=1.0%
30
矿山梁剖面 P2d 泥岩 样品数 24
40
6mg/g
30
%
20
%
4%
96%
平均TOC 8.42%
21% 中
很好/极好 21% 58%
广元矿山梁 P2d 泥岩 样品数 24
20
平均S1+S2 22.89mg/g
一、烃源岩有机质丰度
（二）氯仿沥青“A”
氯仿沥青“A”也是评价烃源岩丰度的常用指标之一。氯仿沥青“A”是岩石中用氯 仿抽提的可溶有机质。国内外对氯仿沥青“A "含量界限也作了大量的统计研究。对 我国主要含油气盆地烃源岩368个氯仿沥青“A”含量统计分析表明，中位值在0.1%左 右（l000ppm），高者可达l%，非烃源岩氯仿沥青“A”含量低于0.01%。我国主要含 油盆地如济阳、松辽、冀中等，氯仿沥青“A”含量在0.1%～0.4%之间。
一、烃源岩有机质丰度
2.碳酸盐岩烃源岩有机碳下限标准 对于碳酸盐岩来说，由于其排烃机理比泥岩的更复杂，目前对其有效烃 源岩的有机质丰度下限值确定尚未统一。对碳酸盐岩烃源岩下限标准的确定 存在较大的困难：①碳酸盐岩既可作为烃源岩也可作为储集层，岩石中普遍 有沥青污染，使所测得的有机碳含量失真。
一、烃源岩有机质丰度
一、烃源岩有机质丰度
不同岩石类型烃源岩有机碳含量下限标准 泥质岩 烃源岩级别 成熟阶段 非烃源岩 差烃源岩 较好烃源岩 好烃源岩 最好烃源岩 <0.4 0.4～0.6 0.6～1.0 1.0～2.0 >2.0 高过成熟阶段 <0.16 0.16～0.24 0.24～0.4 0.4～0.8 >0.8 成熟阶段 <0.1 0.1～0.3 0.3～0.7 0.7～1.7 >1.7 高过成熟阶段 <0.04 0.04～0.12 0.12～0.28 0.28～0.68 >0.68 碳酸盐岩
差
100-250良好
差
良好 好
250-500好，500丰 富
很好
值得注意的是，氯仿沥青“A”和总烃含量不仅受烃源岩的受成熟度的影晌，排烃条 件以及实验分析条件都有一定影响。它们一般在气源岩和未成熟以及过成熟阶段的 烃源岩都是偏低的
一、烃源岩有机质丰度
（四）岩石热解参数
一、烃源岩有机质丰度
二、有机质的类型
②碳酸盐岩中有机碳含量较低。TOC和S1+S2只相当于泥质烃源岩的1/8～1/10
上扬子 二叠系554个灰岩 平均TOC = 0.43%
30
上扬子 二叠系587个泥质岩 平均 TOC = 4.52%
上扬子地区 P 灰岩 样品数 554
20
92% 63% 29%
12%
84%
15
上扬子地区 P 泥质岩 样品数 587
<5.0
5.0～6.0 6.0～6.5 6.5～7.0 >7.0
高成熟晚期～ 过成熟
三、有机质的成熟度
有机质颜色变化 ①孢粉颜色及热变指数
SCI ai ni
i 1
6
ni
i 1
6
其中，ai为孢粉颜色级别；ni某一颜色级别的点数。显微镜下观察到的颜色由浅黄、 黄、深黄、棕、深棕和黑色变化分为1到5个级别。
一、烃源岩有机质丰度
碳酸盐岩烃源岩有机碳含量下限标准的选择应主要考虑如下几方面因素：
①应将油源岩与气源岩分开考虑，油源岩的有机碳含量的下限标准应比气源 岩高得多。
②应考虑我国碳酸盐岩烃源岩的区域地质背景。我国具有极大勘探前景的碳 酸盐岩，主要属早古生代，集中分布在三大沉积盆地内：塔里木盆地，鄂尔多斯 盆地与四川盆地。这些碳酸盐岩的沉积相主要是浅水台地与斜坡相，尚未发现真 正的盆地相。其有机碳含量低，按国外评价方案，绝大部分属非烃源岩或差烃源 岩，但其中蕴藏了丰富的油气资源。成为我国寻找大中型油气田的希望之光。因 此，对这套巨厚的碳酸盐岩地层，可适当降低其有机碳下限的含量。 ③应考虑成熟度的影响。我国海相碳酸盐岩成熟度高，尤其是在早古生代， 普遍达生油后期～过成熟阶段，因此，在不同成烃演化阶段，有机碳的下限标准 是不同的。模拟实验结果表明，对于Ⅰ型与Ⅱ型烃源岩，到干气阶段，有机碳损 失量在40％～60％。
10
20
10
6mg/g 中 43% 好 14%
广元矿山梁 P2 d 灰岩 样品数7
平均S1+S2 2.57mg/g
%
0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 3 4 5 6
%
0 0 0.5 1 2 4 6 10 20 30 40 60
TOC (%)
生烃潜量
S1+S2 (mg/g)
泥岩是灰岩的 8 倍
烃源岩中常用残余有机碳来反映有机质含量 方法：
Hcl
样品 碳酸盐 剩余
高温燃烧 CO2
根据烃源岩有机质在生烃、排烃过程中有机碳的质量平衡原理，在单位重 量的烃源岩中可得:
根据以上方程可以推导出原始有机碳含量和恢复系数的计算公式：
C源
C残 (1 Kp D)
Kc
1 (1 Kp D)
10
10
差
0 2
好
6 10 20 30 40 60 80 100 120
0 0 0.5 1.0 2.0 4.0 6.0 10 15 20 30 40
0
TOC (%)
30
生烃潜量 S1+S2 (mg/g)
矿山梁剖面 P2d灰岩 样品数 7
50 40 30
TOC=1.0%
57% 43%
差 43%
20
平均TOC 1.09%
图9-16 苏北盆地阜宁组烃源岩热演化剖面图
三、有机质的成熟度
油气演化阶段
镜质组Ro （％）
沥青组Ro（%） 来源于Ⅰ型与Ⅱ型沥青 质 来源于Ⅲ型沥青质
未成熟
低成熟 成熟 高成熟早期
<0.5
0.50～0.75 0.75～1.0 1.0～1.30 >1.30
<5.0
5～5.5 5.5～6.10 6.10～6.50 >6.50
一、烃源岩有机质丰度
③由于我国古生代碳酸 盐岩地区热演化程度高，对 什么样的碳酸盐岩能够成烃 还认识不清，从而更增大了 研究难度。
在岩石薄片中已经观察 到一些富含藻席的陆棚碳酸 盐岩，沥青沿层面分布，是 没有外来沥青的污染，其有 机碳含量较高，可能是较好 的碳酸盐岩烃源岩。 ④对碳酸盐岩的成烃机 理还认识不清
海相与陆相原油碳同位素的比较（廖永胜，1982）
当C27甾烷占优势时则为 偏腐泥型有机质，而C29 甾烷占优势时则为偏腐植
型有机质，藻类生源的输
入也有影响。
规则甾烷与有机质来源关系图
三、有机质的成熟度
烃源岩有机质成熟度是衡量烃源岩实际生烃能力的重要指标之一，是评 价一个地区或某一烃源岩系生烃量及资源前景的重要依据。表征烃源岩成熟 度已有多种的指标，如光学的、化学的和生物标记物的等多方面的参数，其 中镜质体反射率(Ro)、热解峰顶温度(Tmax)是常用的成熟度指标。
④应考虑有机质演化的阶段性。
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
镜质体反射率Ro （%） <0.75 0.75～1.3 1.3～1.8 Βιβλιοθήκη Baidu1.8
有机碳（%） 气源岩
0.2 0.15 0.1 0.06
成烃演化阶段
油源岩
0.3 0.2 0.15 0.12
未成熟-低成熟 成熟-生油后期 湿气阶段 干气阶段