烃源岩 评价

3、单体烃同位素组成 单体烃同位素是指原油或沥青中单一烃类化合物碳同位素。由GC— C—MS（气相色谱—氧化燃烧炉—同位素质谱）或称在线同位素分析仪 完成。 正构组分单体烃碳同位素有随相对分子质量增加而变轻的趋势（鹿 洪友等，2003）。用正构组分的单体烃同位素分布可以区分有的来源。
3、 有机质成熟度
烃源岩有机质丰度评价
2有机质的类型
有机质类型是衡量有机质产烃能力的参 数，同时也决定了产物是以油为主，还是以 气为主。
一、依据岩石（或干酪根）的Rock-Eval热解特征划分有机质的类型

利用Rock-Eval烃源岩评价仪所得到的热解三分资料可快速经济地直 接利用少量岩石获得许多参数，其中不少包含有烃源岩中有机质类型的 信息。如在物理意义上，氢指数（IH)、氧指数（IO）分别于H/C、O/C原 子比相近。因此，对成熟度较低的烃源岩而言， IH能较好地反映有机质 生烃能力的高低，母质类型指数也可反映有机质氢、氧的相对富集程度， 因而可成为良好的判识有机质类型的指标。下图为氢指数—氧指数关系 图
最好
>2.0
TOC(%)
＜0.2
<0.015
0.2 ~ 0.4
0.015 ~ 0.05
>0.8
>0.20 >100 0 >20
“A”(%)
HC(10-6)
(S1+S2)(mg/ g岩石)
<100
＜0.5
100 ~ 200
<2
注：表中评价指标适用于成熟度较低（Ro=0.5% ~ 0.7%）烃源岩的评价， 当热演化程度高时，由于油气大量排出以及排烃程度不同，导致上列有机 质丰度指标失真，应进行恢复后评价或适当降低评价标准。
二、依据红外光谱（官能团）特征划分有机质类型

有机质的红外光谱带可以分为脂族基团、芳香基团和含氧基团三大 类。对相近成熟度的有机质样品来说，脂族基团含量越高，而芳香基团、 含氧基团含量越低，则类型越好。因此，依据这些集团（谱带）的相对 强度，可以选择许多比值来表示有机质的类型。
红外光谱陆相烃源岩有机质类型划分表（SY/T5735—1995）
-30 -15~-20
四、依据干酪根的热失重特征判识干酪根的类型

干酪根在受热过程中会发生裂解，产生挥发性的产物，因此残余干 酪根的重量会随着受热温度的升高而逐渐减少。热失重，即是指受热前 干酪根的重量减去受热后干酪根的重量。不同类型的干酪根由于产烃潜 力不同，因而失重量也会不同。对成熟度相近的样品，干酪根的类型越 好（产烃潜力越大），相同条件下的失重量越大，即各类干酪根的热失 重量顺序为：Ⅰ型>Ⅱ型>Ⅲ型，这三类干酪根的最大失重量分别可达干 酪根原始重量的80%、50%和30%左右。

油气虽然是由有机质生成的，但有机质并不等于油气。从有机质到 油气需要经过一系列的变化。衡量这种变化程度的参数为成熟度指标， 这方面的研究即为有机质的成熟度评价。从原理上讲，无论是成烃母质， 还是其产物，只要在成熟演化过程中体现出规律性变化，反映这种变化 的参数即可能成为成熟度指标。
一、镜质组反射率（R0）作为成熟度指标
烃源岩评价
1有机质丰度
2有机质类型 3有机质的成熟度
1有机质丰度
有机质丰度是指单位质量岩石中有机质的数 量。衡量有机质的丰度所用的指标主要有有 机碳（TOC）、氯仿沥青“A”、总烃和生烃 势。 一、有机质丰度指标 二、烃源岩中有机质丰度评价
有机质丰度指标
1、总有机碳

总有机碳（TOC,%）有机碳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。通常用占岩石质量的百分比来表示。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。将 有机碳的量转换为有机质的量，需要补偿其他有机元素的量，常用的方法是乘以 校正系数K，即有机质=K· 有机碳。K值是随有机质类型和演化程度而变化额量。 Tissot等给出了经验的K值.
烃源岩中有机质丰度评价
二、烃源岩中有机质丰度评价


有机质丰度评价是烃源岩评价的重要组成部分。岩石中有机质含量 达到多少才能成为烃源岩，是有机质丰度评价的主要内容。 前苏联Ronov——含油区细粒岩石有机碳的平均含量是：泥岩为 1.37%，碳酸盐岩0.5%；非含油区泥岩平均为0.4%，碳酸盐岩平均为 0.16%。 根据大量经验数据统计，国外泥质烃源岩有机碳的下限值一般确定 为0.5%。 国内许多学者的相关研究表明，暗色泥质生油岩的有机碳含量下限 值约为0.4%，较好生油岩为1.0%。
二、碳酸盐岩有机质成熟作用标志与成熟度评价




1、沥青反射率（Rb） 影响沥青反射率的主要地质因素是沥青的成因及其热演化特征。 Jacob(1985)根据镜质组反射率与沥青反射率大量数据对比研究提出 下列相关关系式： Ro=0.618Rb+0.4 丰国秀（1988）用四川盆地样品分别通过热模拟实验和自然演化系 列建立了两个相关关系式： Ro=0.3195+0.6790Rb (根据热模拟） Ro=0.336+0.6569Rb （根据自然演化）
吸光度比
2920cm-1/1600cm-1
Ⅰ1
—
Ⅰ2
>4.3 >1.00
Ⅱ
1.6~4.3 0.40~1.00
Ⅲ1
0.5~<1.6 0.15~<0.40
Ⅲ2
<0.5 <0.15
1460cm-1/1600cm-1
—
3、依据干酪根的稳定碳同位素组成判识干酪根的类型
总体来讲，相同条件下，水生生物较陆生生物富集轻碳同位素，类 脂化合物较其他组分富集轻碳同位素。因此，较轻的干酪根碳同位素组 成一般反映较高的水生生物贡献和较多的类脂化合物含量，即对应着较 好的有机质类型。干酪根的碳同位素组成应该了以反映其有机质的来源 及有机质类型。下表列出了代表性的由于干酪根同位素组成鉴别干酪根 类型的方案。
五、依据氯仿沥青的特征识别有机质


1、氯仿沥青“A”的族组成及正构烷烃组成 氯仿沥青“A”是各种烃类和非烃类的混合物，通常可将其进一步分 离成饱和烃、芳香烃、非烃和沥青4个组分。不同类型干酪根所生成的 氯仿沥青“A”的族组成存在一定的差异，一般来说，类型越好的干酪根， 所生成的氯仿抽提物中饱和烃含量越高；同时，由于藻类等水生生物的 正构烷烃一般以较低碳数不具奇偶优势的组分为主，而高等植物生源的 饱和烃中以高碳数具奇碳优势的正构烷烃为主，因此，在有利的条件下， 可以由此间接判识有机质的类型。如下表所示


2、海相镜质组反射率（Rmv) 海相镜质组是碳酸盐岩中“自生”的镜质组分。其反射率与煤中的 镜质组反射率有极好的相互关系，是海相碳酸盐岩最理想的成熟度之一。 海相镜质组反射率与煤镜质组反射率的换算关系： Rmv=0.805R0-0.103 （0.50%<R0≤1.60%） Rmv=2.884R0-3.63 （1.60%<R0≤2.00%） Rmv=1.082R0+0.025 （2.00%<R0≤5.00%）
有机质丰度指标
2、氯仿沥青“A”和总烃（HC，10-60）



氯仿沥青“A” 是指用氯仿从沉积岩中溶解出来的有机质。反映了沉 积岩中可溶有机质的含量，通常用占岩石质量的百分比表示。严格地讲， 它作为生烃和排烃作用的综合结果，只能反映烃源岩中残余可溶有机质 的丰度而不能反映总有机质的丰度。 总烃 氯仿沥青“A”中饱和烃和芳香烃之和称为总烃。通常用占岩石 质量的百万分作单位。它反映的是烃源岩中烃类的丰度而不是总有机质 的丰度。 从本质上看，氯仿沥青“A”和总烃是一个残油、残烃量的指标，因 此，其价值高，可能不一定表明生烃条件好，反而可能只是烃源岩的排 烃条件不好，即指示这类烃源岩对成藏的贡献可能有限。


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虽然镜质体并非是十分有力的成烃母质，R0的增大与烃类的生成并 没有必然的内在联系，但由于镜质组反射率随热演化程度的升高而稳定 增大，并具有相对广泛、稳定的可比性，使R0成为目前应用最为广泛、 最为权威的成熟度指标。 依据镜质组反射率作为有机质成熟作用的指标来划分有机质演化阶 段： （1）Ro<0.5%-0.7%为成岩阶段，有机质未成熟 （2）0.5%-0.7%< Ro<1.15%-1.3%为深成阶段，有机质从低成熟到成 熟，为主要的生油阶段。 （3）1.15%-1.3%< Ro<2%为深成阶段后期，有机质达到高成熟，主要 产湿气和凝析油。 （4）Ro>2%为有机质变质阶段，有机质过成熟，主要产干气。干酪根 则经强烈的芳构化、缩聚而趋向于形成仅含碳元素的石墨。
烃源岩有机质丰度评价

煤系泥岩（TOC<6%）与一般湖泥相比，有机质以陆生植物为主， 类脂组含量低，富碳贫氢，虽然有机碳含量高，但生烃潜力底低；较高 的有机质丰度也使其对可溶有机质的吸附能力比一般泥岩强；单位有机 碳的生烃潜力地，但单位岩石的生烃潜力又较高，煤系泥岩的这些基本 特点决定了其评价标准与泥岩不同。下表为主要依据热解生烃潜量和烃 指数给出的煤系碳质泥岩（6%<TOC<40%)评价标准。
烃源岩有机质丰度评价
陆相烃源岩有机质丰度评价指标（SY／T5735-1995)
湖盆水 体类型 淡水－ 半咸水 咸水－ 超咸水
指标
非生油 岩 <0.4
生油岩类型
差
0.4 ~ 0.6
中等
>0.6 ~ 1.0 >0.4 ~ 0.6 >0.05 ~ 0.10 >200 ~ 500 2~6
好
>1.0 ~ 2.0 >0.6 ~ 0.8 >0.10 ~ 0.20 >500 ~ 1000 >6 ~ 20
有机质丰度指标
3、生烃势

对岩石热解分析得到的S1称为残留烃，相当于岩石中已由有机质生 成但尚未排出的残留烃， 也被称为游离烃或热解烃。分析所得S2为裂解 烃，本质上是岩石中能够生烃但尚未生烃的有机质，对应着不溶有机质 中的可产烃部分。所以（S1+S2）被称为Genetic Potential,中文译为生烃 潜力或生烃潜量，本书建议译为生烃势（油气地球化学）。它包括烃源 岩中已经生成和潜在能生成的烃量之和，但不包括生成后已经从烃源岩 中排出的部分，单位是mg/g。

演化阶段 成岩作用 深成作用
干酪根类型 Ⅰ Ⅱ 1.25 1.34 1.20 1.19
煤 Ⅲ 1.48 1.18
1.57
1.12
有机质丰度指标
从分析原理来看，有机碳即包括占岩石有机质发部分的干酪根中的 碳，也包括可溶有机质的碳，但不包括已经从烃源岩中所排出的油气中 的碳和虽然残留与岩石中，但相对分子质量较小、因而挥发性较强的轻 质油和天然气中的碳。



2、氯仿沥青“A”及原油的碳同位素 氯仿沥青“A”作为干酪根的演化产物，应该在一定程度上集成了先 质的特征，但由于成烃反应中碳同位素的分馏作用，氯仿沥青“A”的碳 同位素组成略轻。由于在石油从生油层向储层运移过程中的碳同位素分 馏作用和组分分馏作用，储层中聚集的石油的碳同位素组成 也往往较氯 仿沥青“A”中的略轻。 通常存在如下关系 δ13C干酪根- δ13C氯仿沥青“A”=0~1.5% δ13C氯仿沥青“A”-δ13C石油=0~1.5% 一般情况，氯仿沥青的各组分之间存在以下关系： δ13C氯仿沥青“A”> δ13C非烃> δ13C芳香烃> δ13C饱和烃
现代海洋、湖泊和陆地各种生物中碳元素C（据黄汝昌，1997）
环境 陆相 海相 高等植物 植物
浮游生物
植物类脂 组
-28.7~-32 -17.8~-22
藻类
-27~-32 -17~-28
浮游生物
-27.6~-32.6 -18.2~-28.5
-21.6~-26.7 -21.0~-30.0 -9.3~-15.8 -10.0~-20.0
烃源岩中有机质丰度评价
样 品 数 %
20 10
0.1

1.0
10
C%
我国中、新生代主要含油气盆地生油层 有机碳含量（1080个样品）分布频率图（尚慧云，1981）
烃源岩有机质丰度评价


黄第藩对我国主要陆相含油盆地的有机质丰度进行了总结，结果表 明，在陆相淡水一半咸水沉积中，主力油源层的有机碳含量均在1.0%以 上，平均值在1.2%~2.3%之间变化，可高达2.6%以上；氯仿沥青“A”含 量均在0.1%以上，平均值在0.1%~0.3%之间变化， 烃含量均在 410×10-6以上，平均值大多变化在（550~1800）×10-6 之间。总的来 看，我国陆相主力烃源岩是一套灰黑、灰色泥岩、页岩，所含碳酸盐岩 极少。 根据我国勘探实践，黄第藩提出了适用于我国陆相含油气盆地的烃 源岩评价标准。