地球化学分析测试项目介绍

（一）沉积岩中总有机碳的测定 （二）氯仿沥青 “A”及族组份分析 （三）岩石热解（Rock—Eval） （四）干酪根分离和鉴定、 RO测定 （五）干酪根C、H、O、N元素分析 （六）干酪根碳同位素测定 （七）饱和烃气相色谱 （八）生物标志物色谱-质谱分析 （九）天然气组分及其碳同位素系列
烃源岩有机质丰度
干酪根高温（300～600℃）热解生成烃的数量
单位 mg/g岩石 mg/g岩石
岩石中干酪根含氧部分热解产生的有机二氧化碳
mg/g岩石
干酪根的最大热解烃量时的温度，反映干酪根的成熟度
℃
2.烃源岩热解分析参数的计算公式
（1）产烃潜量（生油势）PG（mg烃/g岩石）：PG＝S1+S2 （2）有效碳CP（％）： CP ＝0.083×（ S1+S2） （3）产率指数IP ： IP ＝S1/(S1+S2) （4）降解潜率D（％）： D＝（ CP /TOC）×100％ （5）氢指数IH（mg/gTOC）：IH＝S2/TOC （6）氧指数IO（mg/gTOC）：IO＝S3/TOC （7）烃指数IHC（mg/gTOC）：IHC＝S1/TOC （8）类型指数TI：TI＝S2/S3
➢ 族组分分离方法
执行标准：SY/T 5119-2008 岩石中可溶有机物及原油族组分分析 方 法：样品称取0.2mg（必须量），首先用氯仿活化24小时后，然 后用正己烷溶解，其沉淀物为沥青质。去除沥青质的可溶组分，通过硅胶－ 氧化铝层析柱，分别采用正己烷、正己烷—二氯甲烷、氯仿依次冲洗，分别 得到饱和烃、芳香烃和非烃馏分，蒸发掉溶剂，自然挥发干后，称重，计算 各组分在总量中的百分含量。
干气 >2 >490 >490 >505
（四）干酪根的分离和鉴定
1.执行标准与分析流程 ➢ 执行标准
GB/T 19144-2003 沉积岩中干酪根分离方法 GB/T 15590-2008 显微煤岩类型测定方法 SY/T 5125-1996 透射光－荧光干酪根显微组分鉴定及类型划分方法 SY/T 5124-1995 沉积岩中镜质组反射率测定方法
分析参数
S1 S2 Tmax S3
岩石热解各分析参数的分析条件
分析温度（℃）
起始
终止
300
300
300
600
300
600
300
390
恒温时间 （min）
3 1(600 ℃)
-
升温速率 （ ℃/min）
25或50 25或50 25或50
岩石热解各分析参数的含义
符号 S1 S2 S3 Tmax
含义
岩样加热不超过300℃时挥发出的烃，代表岩石中可抽提吸 附烃含量
执行标准： SY/T 5118-2005 岩石中氯仿沥青的测定 方 法：将岩石样品粉碎为小于0.09mm的粉末，在80℃条件下 不断地用氯仿（CHCl3）抽提，直至抽提溶剂荧光为三级荧光，过滤抽 提物，回收溶剂，抽提物自然干燥，称（恒）重，计算单位质量岩石 中氯仿沥青抽提物含量即为氯仿沥青“A”含量。
Ⅰ类有机质的S2大而S3小，其S2/S3比值大，而Ⅲ类有机质的S3大 而S2小，其S2/S3比值小。
我国烃源岩的类型指数范围（据邬立言等1986）
有机质类型
Ⅰ
Ⅱ1
Ⅱ2
Ⅲ
S2/S3
＞20
＞5~20
2.5~5
2.5＜
➢ 判断烃源岩的成熟度
烃源岩中的干酪根热降解生成油气时，首先时热稳定性最差的部分先 降解，对余下部分热降解就需要更高的温度，这样随着烃源岩成熟度的升 高，热解烃峰S2的峰顶温度Tmax也增高，由此Tmax值广泛用作判定烃源岩 成熟度的指标。
7
旺10井 507.66m 碳质泥岩 丰富的壳质组分 ×20 旺10井 507.66m 碳质泥岩 壳质组分荧光 ×20
3. 应用
➢ 干酪根显微组分判断有机质类型
Δ＝ a 100 b50 c 75 d 100 abcd
式中：Δ为类型指数，A代表无定形组分百分含量，B代表壳质组分 百分含量，C代表镜质组分百分含量，D代表惰质组分百分含量。
N 元 素
同 位 素 分 析
有机地化测试分析流程图
气
色
相
谱
色
－
谱
质
谱
二、取样及送样要求
（一）取样类型 生烃层取暗色泥岩（绿灰、灰、深灰、黑色）、深灰色泥质灰岩
及煤，利用综合录井图及井上实物剖面确定所取岩性并和实际岩心、 岩屑对照。油、气样取样必须按照国家标准相关执行。 （二）取样密度
进行生烃分析的目的层要求按照岩性变化系统采样。小样（简项） 分析可每50m取一个；大样（全项）分析每段可取两块。
3. 应 用
➢ 烃源岩产烃潜量（生油势）的定量评价分级
产烃潜量是指烃源岩中的有机质在全部热解完毕后最终所产生的油 气量，用此定量参数可对烃源岩进行分级。
法国石油研究院烃源岩定量评价分级（据Espitalie，1977）
烃源岩等级 极好烃源岩
好烃源岩 中等烃源岩
差烃源岩
产烃潜量PG（mg/g岩石） ＞20
有机质燃烧成二氧化碳。经红外检测器检测产生的二氧化碳量，并将其换算
成碳元素的含量，最终计算出有机碳的含量。
关注点： • 岩样中的轻烃会受热蒸发损失； • 可溶有机质会溶解进入盐酸而损失。
2.应用
➢ 烃源岩评价
有机质丰度评价标准（据黄第藩，1984 .有改动）
演化 阶段
干酪根 类型
富烃源岩或 很好烃源岩
镜质组反射率与有机质成熟度的关系 （据Tissot等，1982）
干酪根处理样品要求：
泥岩要求样品TOC大于1.0％，碳酸盐岩要求样品TOC大于0.2％。
➢ 干酪根分离流程
源岩样品
细粉碎
干酪根元素等
剧毒强腐蚀危险品
蒸馏水
Hcl、HF
粗粉碎
前处理
酸处理
重液浮选
样品前处理
冷冻、干燥
干酪根
干样
湿封备用
虫胶制样
镜检薄片
干酪根光片
显微组分
RO测定
分析流程需要30个工作日
2.干酪根显微组分分类
Δ
类
型
>80
划 分
40～80
标 0～40
准
0～－100
干酪根镜检分类表 c%+d％ <10 10～30 30～50 >50
类型 腐泥型 混合型Ⅰ 混合型Ⅱ 腐殖型
➢ 干酪根、煤岩镜质体反射率判断有机质热演化程度
镜质组反射率是指在波长546nm±5nm（绿光）处，镜质组抛光面的反射 光强度对入射光强度的百分比。它利用光电效应原理，通过光电倍增管将反 射光强度转变为电流强度，并与相同条件下已知反射率的标样产生的电流强 度相比较而得出。
高等植物强烈生物降解而成 高等植物木质纤维素凝胶化作用而成 在强还原环境下具有结构的木质——纤 维素经厌氧细菌强烈分解转变而成的凝 胶化物质，常被沥青物质等浸染
高等植物木质纤维经丝炭化作用而形成
高、过成熟阶段 微粒体A
原地各向异性体 镜质体 微粒体B
变化基本不大
丹48井 1507.80m 菌解无定形体 ×20
✓ 氢指数IH和Tmax图版划分有机质类型
用IH与Tmax图版划分有 机质类型，其优点在于同 时掺进成熟度指标Tmax对氢 指数的影响因素。随着Tmax 升高（成熟度升高）各类 有机质的氢指数沿着曲线 轨迹逐渐变小。
氢指数与Tmax划分烃源岩有机质类型图版 （据邬立言等，1986）
✓ 类型指数S2/S3划分有机质类型
（三）岩石热解
1.岩石热解分析基本原理
执行标准：GB/T 18602—2001 岩石热解分析 方 法：样品粉碎至0.2mm，以氮气为载气，无氧条件从300℃加热样 品至600℃，热解析出的吸附烃（S1）和热解烃（S2）经氢火焰离子化检测 器检测，热解排出的二氧化碳和热解后的残余有机质加热氧化生成的二氧 化碳由热导检测器检测。
➢ 区分不同母质类型 饱和烃／芳烃值越高，胶质,沥青质含量相对较低，原油和生
烃岩的母质类型相对较好。 ➢ 有机质转化率
氯仿沥青“A”/TOC（A/TOC）%、总烃/TOC（HC/TOC）%反映 原始有机质向油气转化的程度。一般认为，生油岩（A/TOC）% 在5-15之间， （HC/TOC）%在1-12之间，通常以3%作为成熟度 门限。
好烃源岩
中等烃源岩
wk.baidu.com
差烃源岩
非烃源岩
未成熟成熟
Ⅰ-Ⅱ1 Ⅱ2-Ⅲ
>2.0% >4.0%
1.0～2.0% 0.5 ～1.0% 0.3 ～0.5% <0.3% 2.5 ～4.0% 1.0 ～2.5% 0.5 ～1.0% <0.5%
高成熟过成熟
Ⅰ-Ⅱ1 Ⅱ2-Ⅲ
>1.2% >3.0%
0.8～1.2% 0.4 ～0.8% 0.2～0.4% <0.2% 1.5 ～3.0% 0.6 ～1.5% 0.35 ～0.6% <0.35%
（1）
Qg = H•S•TOC•ρ•Pg(Ro)
（2）
式中：Qo为生油量，单位为t； Qg 为生气量，单位为m3；H为烃源岩
厚度，单位为m； S为烃源岩面积，单位为m2；TOC为有机碳含量，单位为
％；Po对应镜煤反射率（Ro％），单位有机碳生气量（m3/t）。
（二）氯仿沥青“A”及族组分分析
1.分析方法 ➢ 氯仿沥青“A”分析方法
（三）取样重量 小样（简项）每个10-15g，大样（全项）岩屑500g，岩心250g。
（四）送样要求 岩心或岩屑样品要清洗干净，除去表面污染物。 岩屑样品必须经过严格挑选。
注：（小样简项只做热解和有机碳分析，小样分析后，如果泥岩有机碳大于0.4%,碳 酸盐岩大于0.1%时可继续进行大样全项分析）
三、主要分析测试项目介绍
＞6～20 2～6 ＜2
➢ 划分烃源岩的有机质类型
✓ 氢指数和氧指数图版划分有机质类型
I类有机质热解时产 生大量热解烃S2而贫二氧 化碳S3，而III类有机质则 只产生少量热解烃S2而富 S3。只要把烃源岩的IH和 IO按坐标位置点在图上， 便可判断其有机质类型。
氢指数与氧指数划分烃源岩有机质类型图版 （根据邬立言等，1986）
族组份计算公式如下：
(G1-G2)-G3
W（S,A,N,B)=
×100％
m
W(S,A,N,B)－各族组分的质量分数，S为饱和烃、A为芳烃、N为非烃、
B为沥青质； G1－称重瓶加组分加空白值的质量，mg； G2－称重瓶质量，mg； G3－空白值，mg； m－试样质量，mg。
2. 应用
➢ 确定有机质丰度指标－氯仿沥青“A”及总烃含量 一般来说岩石中可溶有机质含量高其有机质丰度也比较高。
大类
水生 生物
陆 源 高 等 植 物
显微组 分组 腐泥组
壳质组
镜质组 惰质组
低成熟阶段
显微组分
母质来源
层状藻类体 结构藻类体 腐泥无定形体
孢粉体 树脂体 角质体 壳屑体 腐殖无定性体 正常镜质组
腐泥镜质组
惰屑体 粗粒体 丝质体/半丝质体
海（湖）生藻类 藻类等的强烈菌解产物
高等植物的表皮组织、分泌物等
旺9井 720.01m 腐泥无定形体褐色荧光 ×20
34
召71井 山22 2761.45m 基质镜质体
召71井 山23 2784.34m 孢粉体，角质体，碎屑壳质体，粗粒体，镜质组等
丹49井 1533.20m 黑色泥岩 藻类无定形体 ×20 庄50井 1943.0m 油页岩 典型灰白色微粒体 ×50
➢ 比较油气生成有利阶段
利用剖面上总有机碳值的变化，可以比较烃源岩的有利层段。
丹48井长91烃源岩测井-有机地球化学剖面图
➢ 计算油气生成量
对于某一含油气盆地，若已知单位面积烃源岩的厚度、有机质丰度、
有机质演化程度和母质类型，就可依据下面的数学模型计算其油气生成量：
Qo = H•S•TOC•ρ•Po(Ro)
有机地球化学常规分析测试 项目简介
勘探开发研究院分析试验中心 2010.6
提纲
一、生油常规分析项目及流程 二、取样及送样要求 三、主要分析测试项目介绍
一、生油常规分析项目及流程
气样
气有 相机 色碳 谱
热 解
干酪根
岩样
氯仿抽提物
沥青质 非烃
油样
芳烃 饱和烃
碳
显
同
微
位
组
素
分
分
鉴
析
定
镜
质
C
体
HO
反 射 率
烃源岩有机质类型 及热演化程度
可溶有机质特征及油 源对比 天然气特征及成因分析
（一）沉积岩中有机碳的测定
1. 有机碳测定的基本原理
执行标准：GB/T 19145-2003 沉积岩中总有机碳的测定 。
方
法：将岩石样品粉碎至粒径小于0.2mm，用5%盐酸加热煮沸，
除去碳酸盐岩后的剩余残渣（除去无机碳），在高温（＞800℃）条件下将
我国烃源岩的Tmax（℃）范围（据邬立言等，1986）
热演化阶段
未成熟
生油
凝析油
湿气
镜质组反射率（％）
<0.5
0.5～1.3 1.0～1.5 1.3～2
Tmax （℃）
I类有机质
II类有机质 III类有机 质
<437 <435 <432
437～460 450～465 460～490 435～455 447～460 455～490 432～460 445～470 460～505