烃源岩评价
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2.孢粉和干酪根颜色法 2.孢粉和干酪根颜色法 在显微镜投射光下,孢子、 在显微镜投射光下,孢子、花粉和其它微体化石随成熟度 作用的增加而显不同的颜色。未成熟阶段为浅黄至黄色, 作用的增加而显不同的颜色。未成熟阶段为浅黄至黄色, 成熟阶段为褐黄至棕色,过成熟阶段为深棕至黑色。 成熟阶段为褐黄至棕色,过成熟阶段为深棕至黑色。 干酪根颜色的应用实例如图3 34所示 所示。 干酪根颜色的应用实例如图3-34所示。
中国陆相油源岩评价标准
油源岩类别 好油源岩 项目 岩相 干酪根类型 H/C原子比 H/C原子比 有机碳含量% 氯仿沥青A 氯仿沥青A% 总烃含量/10 总烃含量/10-6 总烃/有机碳/% 深湖-半深湖相 腐泥型 1.7~1.3 1.7~ 3.5~1.0 3.5~ 0.12 500 6 半深-浅湖相 中间型 1.3~1.0 1.3~ 1.0~0.6 1.0~ 0.12~ 0.12~0.06 500~250 500~ 6~3 浅湖-滨湖相 腐殖型 1.0~0.5 1.0~ 0.6~0.4 0.6~ 0.06~0.01 0.06~ 250~100 250~ 3~1 河流相 腐殖型 1.0~0.5 1.0~ 0.4 0.01 100 1 中等油源岩 差油源岩 非油源岩
1.元素分析 1.元素分析 Tissot和 Tissot和 Durand等根据 Durand等根据 干酪根的元素 组成分析, 组成分析,利用 范氏图上H/C H/C和 范氏图上H/C和 O/C原子比的演 O/C原子比的演 化路线将干酪 根分为Ⅰ 根分为Ⅰ、Ⅱ、 如图3 Ⅲ型,如图3- 30所示 所示: 30所示:
(三)
有机质的成熟度
评价有机质成熟度的方法有多种,其中常用的有:镜质体 评价有机质成熟度的方法有多种,其中常用的有: 反射率( 孢粉和干酪根的颜色法、岩石热解法、 反射率(R0)法、孢粉和干酪根的颜色法、岩石热解法、 可溶有机质的化学法。 可溶有机质的化学法。
1.镜质体反射率法 1.镜质体反射率法 镜质体反射率也称镜煤反射率(R0),它是温度和有效加 镜质体反射率也称镜煤反射率( ),它是温度和有效加 热时间的函数且不可逆性, 热时间的函数且不可逆性,所以它是确定煤化作用阶段的 最佳参数之一。 最佳参数之一。 镜质体反射率可定义为光线垂直入射时, 镜质体反射率可定义为光线垂直入射时,反射光强度与入 射光强度的百分比。 射光强度的百分比。镜质体反射率的主要类型有最大 Rmax)、最小(Rmin)和随机( e) )、最小 (Rmax)、最小(Rmin)和随机(R e)3种,
4.可溶有机质的化学法 4.可溶有机质的化学法 (1)演化曲线 根据氯仿沥青A 根据氯仿沥青A、总烃含量和氯 仿沥青A 有机碳、总烃/ 仿沥青A/有机碳、总烃/有机 碳等转化率绘制随深度的演化曲 线,这些曲线可反映有机质的成 熟度随深度的变化。 熟度随深度的变化。 (2) C2-C6轻烃 C2-C6轻烃数量和组成能很好地 判断烃源岩中有机质的成熟度。 判断烃源岩中有机质的成熟度。 (3)C15+烃类 Bray和Evens(1965) Bray和Evens(1965)研究了近 代沉积、古代沉积和原油中C 代沉积、古代沉积和原油中C15+ 奇数碳和偶数碳正烷烃的分布, 奇数碳和偶数碳正烷烃的分布, 发现有明显的差别
黄骅凹陷烃源岩元素分选图 (据卢松年,1989) (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。 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。 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、 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。
图3-34
成熟度与干酪根颜色的关系 (据Staplin,1969) (据Staplin,1969)
3.岩石热解法 3.岩石热解法 利用岩石热解分析资料中S 利用岩石热解分析资料中S1/(S2+S3)和热解峰温Tmax 两个参数可确定烃源岩的未成熟带、 (℃)两个参数可确定烃源岩的未成熟带、成油带和成气 34)。 带(图3-34)。
3.岩石热解分析 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 等发展了一种快速评价烃源岩特征的热解方法, 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, 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( )、干酪根热解烃 干酪根热解烃( 出所含的吸附烃(S1)、干酪根热解烃( S2)和二氧化 与水等含氧挥发物以及相应的温度, 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℃ 550℃( 31) 步加热到550℃(图3-31)
(据胡见义等,1991) (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) 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。 (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, 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、 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。 分析等。
在煤岩显微组成中,镜质体最丰富,反射率居中,而壳质 在煤岩显微组成中,镜质体最丰富,反射率居中, 组反射率低,惰质组最高( 32) 组反射率低,惰质组最高(图3-32)
图3-32 卢森堡中里阿斯统页岩有机质 不同组分反射率分布直方图 (据 Hagermann,1978) Hagermann,1978)
3.岩石热解法 3.岩石热解法 利用岩石热解分析 资料中S 资料中S1/(S2+S3) 和热解峰温Tmax (℃)两个参数可 确定烃源岩的未成 熟带、 熟带、成油带和成 气带( 34)。 气带(图3-34)。
利用岩石热解分析资料中S 利用岩石热解分析资料中S1/(S2+S3)和 热解峰温Tmax( 热解峰温Tmax(℃)确定烃源岩的成熟度 (据Espitalie等,1977) (据Espitalie等,1977)
干酪根的类型不同,其各成熟阶段R 值也有一定差别, 干酪根的类型不同,其各成熟阶段R0值也有一定差别,如 33所示 所示。 图3-33所示。
图3-33
镜质体反射率确定油气近似界限 ,1978) (据Tissot ,1978)
R0<0.5%~0.7%为成岩作用阶段,生的烃未成熟; <0.5%~0.7%为成岩作用阶段,生的烃未成熟; %~0.7 0.5%~0.7% <1.1%~1.3% %~0.7 %~1.3 0.5%~0.7%<R0<1.1%~1.3%为深成作用阶段的成油主 带; 1.1%~1.3% <2% %~1.3 1.1%~1.3%<R0<2%为深成作用阶段的高成熟凝析油和 湿气带; 湿气带; 为准变质作用阶段,为只产甲烷的干气带。 R0>2% 为准变质作用阶段,为只产甲烷的干气带。
氢指数(S2/有 氢指数( 机碳, 机碳,IH)和氧指 数(S3/有机碳, 有机碳, I0)与干酪根元素 组成分析能进行很 好的对比。因此, 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 如图。 型,如图。
氢指数和氧指数确定烃源岩类型 (据Espitalie等,1974) Espitalie等 1974)
沉积物和原油的碳优势指数的分布 (据 Bray等,1965 ) Bray等
(4)环烷烃 随埋深的增加,环烷烃的环数从以三- 随埋深的增加,环烷烃的环数从以三-四环为主变为以单 双环为主。 -双环为主。 (5)生物标志化合物 随埋深和温度的增加, 随埋深和温度的增加,干酪根热降解的新生烃类使来自生 物的烃类受到稀释,与其相邻的正烷烃比较, 物的烃类受到稀释,与其相邻的正烷烃比较,其含量随成 熟度的增加而减少。 熟度的增加而减少。
下两图是各种成熟度指标综合应用时的对应情况
干酪根分析所得各成熟指标的对应情况 (据Tissiot等,1978) (据Tissiot等,1978)
据 烃的组成和丰度所得成熟指标的对应情况 (Tissot据Durand改编,1978) Tissot据Durand改编,1978)
各种干酪根的分类和特征综合在表3 各种干酪根的分类和特征综合在表3-7中。
表3-7 烃源岩中的干酪根分类
4.可溶沥青分析 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, 可溶沥青的研究也能反映Leabharlann Baidu源岩中有机质的类型,较常用 的参数如下: 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 色谱- 3)色谱-质谱分析
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。
二、烃源岩的评价
通常从有机质数量、 通常从有机质数量、有机质类型和有机质成熟度等三个方 面对其作出定性和定量评价。 面对其作出定性和定量评价。 (一) 有机质的数量 有机质的数量包括有机质的丰度和烃源岩的体积。 有机质的数量包括有机质的丰度和烃源岩的体积。有机质 丰度是烃源岩评价的第一位标志,其主要指标为有机碳、 丰度是烃源岩评价的第一位标志,其主要指标为有机碳、 氯仿沥青A和总烃的百分含量。 氯仿沥青A和总烃的百分含量。