烃源岩评价

4200
三、有机质的成熟度——甲基菲指数
该指标是由Radke（1982）等人根据菲的甲基同系物 在有机质埋藏成熟过程中丰度发生变化而提出的。 未成熟样品：1-甲基菲、9-甲基菲占优势 随温度增高，有机质成熟，2-甲基菲、3-甲基菲丰度增加
1.5(2-MP+3-MP) 甲基菲指数Ⅰ(MPI-1)=
P+1-MP+9-MP
（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
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——残余有机碳含量
TI＝(类脂组×100＋壳质组×50－镜质组×75－惰质组×100) ／100
二、有机质的类型——干酪根类型
干酪根的元素组成分类
H /C
原子比 H/C
2 .0 0
1 .8 0
Ⅰ
1 .6 0 1 .4 0
ⅡA
1 .2 0
ⅡB
1 .0 0
0 .8 0
Ⅲ
0 .6 0
0 .4 0
核三段
0 .2 0
核二段
0 .0 0
Tissot（1978，1984）：指已经生成或有可能生成，或 具有生成油气潜力的岩石。
从原理上，任一岩石都会或多或少含有有机质，因而都会有生成或者 具有生成一定数量油气的能力，但他们并不都是烃源岩，只有对成藏作出 过贡献的才能成为烃源岩。但从应用上，商业性（工业价值）的油气藏本 身是一个随油价及勘探开发技术而变化的概念。同时，当对一个新区进行 早期地球化学研究时，人们往往事先并不知道某一地层是否已经生成并排 出过商业性的油气，但仍然将这种研究成为烃源岩评价。如某些地层可能 会归入差烃源岩。
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
干酪根类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
未成熟 0.2
0.3
0.4
有机碳（ %）
成熟
0.1
0.2
0.3
过成熟 0.05
0.1
0.2
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。 Tissot等认为与泥岩的标准相同（0.5%作为下限）；而Hunt 等认为碳酸盐岩中常见有从藻类转变而来的无定形有机质， 具有很强的生烃能力，0.3%的有机碳含量就可作为油源岩 的有机碳含量下限。而我国学者傅家谟采用0.1%-0.2%、陈 丕济采用0.1%，刘宝泉采用0.05%作为碳酸盐岩气源岩评 价的有机碳含量下限标准。
深度( m )
源岩中的沥青和烃类丰度，180确0 定有机质的成熟度，这是确定 2000
生油门限比较好的方法。 2200
2400
局限性：
2600
2800
1）难以取得同一层不同3302深0000度的样品；
3400
2）干酪根类型或地温梯36度00的改变会影响沥青的数量"A。"/TOC
3800
4000
THCs /TOC
＜0.5
8～3
3～1
＜1
* 引自胡见义，黄第藩，1991，中国陆相石油地质理论基础，石油工业出版社
二、有机质的类型
有机质类型是评价烃源岩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。
显微组分确定类型
干酪根类型
元素组成确定类型
热解参数确定类型
自由基浓度
三、有机质的成熟度——沥青和烃类指标
沥青和烃类C15＋丰度
沥青及总烃产率(mg/g) 0 100 200 300 400 500 600 700
600
采用指标：氯仿沥青“A”/总800有机碳 总烃/总有机碳
1000
有机质在演化过程中，120随0 埋深和温度的不断增加，有机 1400
质大量向石油转化，烃源岩160中0 沥青和烃类迅速增加。根据烃
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——干酪根成熟度指标
三、有机质的成熟度——干酪根成熟度指标
热解参数 热解烃
吸附烃
CO2
有机质成熟度参数 转化率：S1/S1+S2 最高热解温度Tmax
三、有机质的成熟度——干酪根成熟度指标
热 解 参 数
三、有机质的成熟度——干酪根成熟度指标
下限标准的确定直接关系到我国油气资源量预测。
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
0.15
干气阶段
>1.8
0.06
II B
1.0 500 Ⅱ2
1.0
400
400
III
300
300
200
0.5 200 Ⅲ
1.3
100 100
Ⅲ
0
0
50
100
150
200
Io
0.0 0.0
390 410 430 450 470
0.1
O/C0原T.2m子a比x (℃) 0.3
490
0.4
应用氢、氧指数、Tmax对源岩干酪根分类
二、有机质的类型——沥青组分类型
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 O /C
泌阳凹陷
2 1.8 1.6 1.4 1.2
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 0
Ⅰ
Ro=0.5
0.7
Ⅱ1
1.0
1.3 0.7
Ⅱ2
0.5
Ⅲ
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 原子比 O/C
南阳凹陷
二、有机质的类型——干酪根类型
中国中、新生代油（气）源岩有机质类型划分表
分析项目
腐泥型 腐殖腐泥型 腐泥腐殖型 腐殖型
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
1.7～1.3 3.5～1.0 ＞0.12
＞500 ＞6.0 ＞8（20-8）
混合型（Ⅱ1） 混合型（Ⅱ2） 腐殖型（Ⅲ）
1.3～1.0
1.0～0.5
1.0～0.5
1.0～0.6
0.6～0.4
＜0.4
0.12～0.06
0.06～0.01
＜0.01
500～250
250～100
＜100
6.0～2.0
2.0～0.5
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 菲利普
贝克 Baker
挪威大陆架研究 所
0～50
很差
差
差
50～100
差
100～500
烃源岩评价概述
烃源岩(Source rock)：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。
烃源岩有两类：一类是细粒碎屑岩，泥岩，页岩；另一类是碳酸盐岩。
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。烃源岩评价主要包括两大方面：
干酪根类型
Ⅰ
Ⅱ
1.25
1.34
1.2
1.19
Ⅲ 1.48 1.18
煤
1.57 1.12
Tissot
& Welte ，泥质烃源岩有机碳含量下限标准
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。
烃源岩评价
• 教学目的
掌握烃源岩评价的内容及其方法，了解烃源岩评价标准。
• 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
烃源岩评价概述
烃源岩(Source rock) 定义：
Hunt（1979）：指在自然环境下，曾经生成并排出国 足以形成商业性油气聚集数量烃类的任一种细粒沉积物。
1～1.5
陕甘宁盆地 上三叠统长 三段
1.2～1.5
>2 陕甘宁盆地 下侏罗统延 安组
三、有机质的成熟度
干酪根的成熟度指标
镜质体反射率
有
有机质颜色及其荧光强度
机
干酪根热解法
质 成 熟
干酪根自由基的变化
沥青及烃类成熟度指标
沥青和烃类（C15＋）的丰度 轻烃成分的变化
度
甲基菲指数
指
生物标志化合物的成熟度指标
甲基菲指数Ⅱ(MPI-2)=
3×2-MP
P+1-MP+9-MP
P ：菲 MP：甲基菲
三、有机质的成熟度——甲基菲指数
这两个指数随埋藏深度产生由小到大再逐渐变小的变化。 Radke指出：当有机质演化达到Ro＝1.35%，各指数由峰值转 为下降。
0.12
一、烃源岩有机质丰度
烃源岩级别
不同岩石类型烃源岩有机碳含量下限标准
泥质岩
碳酸盐岩
成熟阶段 高过成熟阶段 成熟阶段 高过成熟阶段
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
<0.16 0.16～0.24 0.24～0.4 0.4～0.8
>0.8
<0.1 0.1～0.3 0.3～0.7 0.7～1.7
>1.7
<0.04 0.04～0.12 0.12～0.28 0.28～0.68
>0.68
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
（四）岩石热解参数
我国陆相泥质烃源岩有机质丰度评价标准
项目
好油源岩
中等油源岩
差油源岩
非油源岩
岩相
深湖-半深湖相 半深湖-浅湖相 浅湖-滨湖相
河流相
干酪根类型
腐泥型（Ⅰ）
H／C
有机碳含量 （%）
氯仿沥青“A” 含量（%）
总烃含量 （μg/g）
产烃潜能 （mgHC/gRock
总烃／有机碳 （mgHC/gTOC）
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
饱和 烃
实例
主峰碳数
C17、C19
(nC21+nC21)/(nC28+nC 29)
OEP
>2.0 1.2～0.9
松辽盆地下 白垩统青一 段
1.5～2.0
>1.2 东营凹陷下 第三系沙三 段
沥青组分类型
氯仿沥青“A”族组成 饱和烃色谱特征 生物标志化合物
二、有机质的类型——干酪根类型
干酪根的显微组分分类
类型
指标
Ⅰ型 Ⅱ1型 Ⅱ2型 Ⅲ型
第一种方法
类脂组，％
＞90
65～90 25～65
＜25
镜质组，％
＜10
10～35 35～75
＞75
第二种方法
TI值 ＞80 40～80 0～40 ＜0
标
异戊二烯类烷烃
甾类化合物
藿烷的异构化
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。
有机质的丰度常用有机碳来衡量，有机碳是指岩石中除去碳酸盐、石 墨中无机碳以外的碳，与有机质有关的碳元素含量即为有机碳，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，岩石中原始有机 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
演化阶段
成岩阶段 深成阶段末期
良好
一般到好 100-250良好
500～1000 1000～5000
5000
好 很好 少见
250-500好，500
最好
丰富
尚慧芸
差 良好
好 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
由热解色谱获得参数
IH
H/C
Hydrogen Index (mg/g)
Ⅰ
2.0
800
东部P2 p 东部南缘 P2l
1000 Ⅰ Ⅰ 900
东部P2p
R %
o=0.3东部南缘P2l
700 600
西北缘P1 f
Ⅱ
西北缘P2 w
1.5 800
700
II A Ⅱ1
0西.5北缘P1f 西北缘P2w
500
600