烃源岩定量评价
烃源岩的定性评价
烃源岩的定性评价烃源岩评价主要回答研究区能否生烃、生成了多少烃类？即一个探区是否值得勘探、有利区在哪？烃源岩定性评价在第三～五篇中，已经分别介绍了有机质的产生、沉积及组成，有机质的演化和油气的生成及成烃模式，油气的组成、分类及蚀变。
这些内容构成了油气地球化学的理论基础。
不过，作为一门应用性学科，油气地球化学必需落实到应用上，其生命力也将与应用效果密切相关。
因此，本篇将集中讨论油气地球化学在油气勘探开发中的应用。
经典的油气地球化学以烃源岩为核心，它主要服务于油气勘探，其应用主要体现在两方面，一是烃源岩评价，二是油源对比。
烃源岩评价主要回答研究区能否生烃、生成了多少烃类？即一个探区是否值得勘探、有利区在哪？油源对比则主要回答源岩所生成的烃类到哪里去了？或者，所发现的油气来自哪里？从而为明确有利勘探方向服务。
现代油气地球化学的研究重心已逐渐向油气藏转移，需要回答油气藏形成的机理、历史、过程和组分的非均质性及其在油田开发过程中的变化。
它既可以服务于油气勘探，也可以服务于油气藏评价和油气田开发。
烃源岩对应的英文为Source rock，从本意上讲，它应该既包括能生油的油源岩，也包括能生气的气源岩，但过去多将它译为生油岩。
其中的重要原因可能在于国内早期的油气勘探主要瞄准着对油的勘探。
因此，油气地球化学所关注和研究的对象主要是油而不是气。
这可能是早期的有关专著和教材也多冠以“石油”而不是“油气”的原因所在。
相应地，生油岩这一术语在地化文献中得到了相当广泛的沿用。
随着我国对天然气重视程度的逐步、大幅提高，有关天然气的勘探和地球化学研究也越来越多，很多时候，需要区分油、气源岩。
因此，本教材中以烃源岩替代早期的生油岩来涵盖油源岩和气源岩。
由于这样便于“顾名思义”，目前已有不少学者都在这样使用术语，但不少文章、专著、科研报告广泛存在沿用和混用的情况。
关于烃源岩，不同学者的定义并不完全一致。
Hunt（1979）认为，烃源岩指自然环境下，曾经生成并排出过足以形成商业性油气聚集数量烃类的任一种细粒沉积物。
烃源岩测井评价研究概述
烃源岩测井评价研究概述摘要：目前围绕着烃源岩的测井评价开展了许多研究工作，本文从烃源岩测井评价的进展和评价方法两方面入手，系统的介绍了烃源岩评价的国内外研究现状和国内常用的评价方法，并指出了目前烃源岩评价中存在的问题，对今后研究工作的开展提出了建议。
关键词：烃源岩；测井资料；研究进展；评价方法引言烃源岩是油气藏和输油气系统研究的基础，国内外对于烃源岩的研究一直很重视。
在对烃源岩的研究过程中也取得也一定的成果。
但是，由于构造和沉积环境的影响，烃源岩具有很强的非均质性，给资源评价工作带来一定的困难，许多学者对烃源岩的评价做了进一步的研究。
本文对目前有关于烃源岩的测井评价进行总结分析，希望对今后的烃源岩评价工作有所帮助。
1 烃源岩的评价进展1.1 国外进展利用测井资料评价烃源岩的主要方面是确定烃源岩中的有机碳含量（TOC）。
早期关于烃源岩评价的研究主要集中在国外，1945年Beer就尝试应用自然伽马曲线识别和定量分析有机质丰度[1]。
Murry等（1968）作区块分析时得出异常大的地层电阻率是由于生油岩中已饱和了不导电的烃类[2]。
Swamson将自然伽马异常归因于与有机质相关的铀，他指出铀与有机质存在一定关系[1]。
在七十年代末期由Fertl（1979）、Leventhal（1981）等人相继找出放射性铀与有机质含量间的经验公式，这期间的研究主要以定性分析为主[1]。
Herron（1986）将C/O 能谱测井信息用于求解烃源岩的有机质丰度，但该方法误差较大并未真正应用到实际评价中[3]。
Schmoker在八十年代做了许多关于烃源岩的研究，他指出高的自然伽马值与烃源岩间的相关性、用密度测井信息来估算烃源岩有机碳含量、埋藏成岩作用引起的孔隙度减小过程就是一个热成熟过程、碳酸盐岩和砂岩的孔隙度之间呈幂函数等观点[4-6]。
Meyer（1984）等利用自然伽马、密度、声波和电阻率测井结合来评价烃源岩，总结出了测井响应参数与有机碳含量的岩石判别函数[7]。
湖相泥质烃源岩的定量评价方法及其应用
２ Ｅｘｐ ｏ ａ ｉｎ ＆ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔＲｅｅ ｒｈ Ｉ ｓｉｕｅ， ｔｏ ｉａＬｉｏ ｅｏｉ ｉｌ ｏ ａ ｙ， ｎ ｉ ２ ０ ０， ｉａ ． ｌｒ ｔｏ ｖ ｌｐ ｎ ｓａ ｃ ｎ ｔｔｔ ＰｅｒＣｈ ｎ ａ ｈ ｕ ｅｄ Ｃ ｍｐ ｎ Ｐａ ｊ ｎ １ ４ １ ＣｈБайду номын сангаас ）
ａ ｄ ｉｓ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｎ ｔ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ
Ｍ Ｕ ｕ ｙ ｎ Ｇ ｏａ ＺＨ ０ Ｎ Ｇ ｉ ｇｎ ｎｇ Ｎ ｎ ｉ ＬＩ ｏ Ｕ Ｂａ Ｙ Ｕ ａ ｃ ｉ Ｔｉ ｎ ａ ＬＩ ａ Ｕ Ｙ ｎ
（ ． Ｓ ａｅＫｅ ａ ｏ ａｏ ｙ ｏ ｔｏｅ ｍ ｓ ｕ ｃｓａ ｄ Ｐｒ ｓ ｅｔｎ Ｃｈ ｎ ｉｅ ｓｔ ｆ ｔｏｅ ｍ ， ｉｉｇ １ ２ ４ ， ｈ ｎ １ ｔ ｔ ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔｒ ｆ Ｐｅｒ ｌｕ Ｒｅｏ ｒｅ ｎ ｏｐ ｃｉ ｇ， ｉａＵｎ ｖ ｒｉｙｏ Ｐｅｒｌｕ Ｂｅｊ ｎ ０ ２ ９ Ｃ ｉａ；
母 国 妍 钟 宁 宁 刘 宝。 于 天 财 刘 岩
（．中 国 石 油 大学 油气 资 源 与 探 测 国 家 重点 实 验 室 １ 北 京 １２ ４ ； ２ 中 国石 油 辽 河 油 田勘探 开 发研 究 院 ０ ２ ９ 辽 宁 盘 锦 １４ １ ） ２ ０ ０
摘 要 ：对地 层 层 序 、 震 相 、 积 相 、 化 分析 实验 数据 以及 热 演 化 程 度 进 行 了研 究 ， 出 了一 种 定 量评 价 泥 质 烃 源岩 的 有 效 方 法 。 地 沉 地 提 在 层 序 地 层 格 架 下 ， 重构 声 波 时差 曲 线为 约 束 ， 演 出各 沉 积 相 带 下 的 烃 源 岩 分 布 ； 用 盆 地 模 拟 技 术 ， 推 出无 实 测镜 质 体 反 以 反 采 外 射 率 （ 。值 井 区 的 Ｒ Ｒ） 。数 据 ， 由 中子 、 侧 向 电 阻 率 和 密 度 测 井 曲线 获 得 的成 熟度 指 数 的校 正 后 ， 出各 井 的 Ｒ 经 深 得 。数 据 ， 通 过 克 再
烃源岩评价注意的3个问题！
烃源岩评价注意的3个问题！烃源岩评价注意的3个问题！一般的，评价某种泥岩能否成为烃源岩的最主要的三个参数是：（残余）有机碳丰度（TOC）、成熟度（Ro，注：这个下标是英文o 决不是数字0，代表油镜下的反射光强度。
前几日看到某国内著名期刊的稿件修改意见中居然要求这里是0，有点惊愕了~）。
在评价一种烃源岩的优劣时，这至少这三个参数是要同时考虑的，才能得出最初的评价——不是最终的结论！一、有机碳丰度（TOC%）好的烃源岩一般具有高丰度的有机碳，但是反过来却是不成立的，即丰度高并不能代表好的烃源岩。
因为烃源岩要生烃，不仅要有碳，还要有氢。
如果烃源岩的氢含量极少（即HI或H/C原子比很小），那么这块源岩至多只能是气源岩，不足以生油。
烃源岩中氢的含量（用氢指数或氢碳原子比衡量）其实很大程度是决定了有机质的类型，即氢指数反映有机质类型。
如Ⅰ型有机质的HI一般在600~800mg/g （HImax=1200），Ⅱ型则是200~600,Ⅲ型一般就要小于200了。
在用有机碳丰度来评价烃源岩优劣时，不能不考虑成熟度的影响——烃源岩在生烃过程中，根所物质平衡的原则，有机碳丰度总是要降低的。
因此，如果不考虑有机质成熟度，而用简单的TOC的分级（如1~2中等，>2好烃源岩）评价烃源岩的优劣可能得出错误的结论。
笔者认为评价一种烃源岩首先要对其成熟度做出大致的评估。
如果一种有机质的成熟很低（小于0.6%），那么后续的评价没有多大的意义，有机碳丰度再高，类型再好有什么用呢？——这种源岩要生油，再过几Ma年再来吧。
关于原始有机质丰度评价问题原始烃源岩的有机质丰度很难恢复，目前几乎所有的有机碳的恢复算法，不论复杂与否，其最核心内容都是对转换率进行估算。
而对转换率的估算往往会出现“乌龙球”的现象。
比如，K.E Peter（The Biomarker Guide,Vol1,P117）提出用HI来恢复原始有机碳，其公式推导很复杂，在他的生标物指南（上）中大概花了两个页面来推导，但是仔细看，就可以发现他的算法要完成有机碳恢复最关键的是给出原始HI的值。
烃源岩评价
总烃——指氯仿沥青“A”族组成中饱和烃与芳烃之和（常用ppm为单位）
➢有机质类型：有机质类型是评价烃源岩生烃潜力的重要参数之一，常 用的分析方法包括有机地球化学与有机岩石学两种方法，主要分析参数
➢有机质丰度：主要评价岩石中有机质含量的多少。评价有机质丰度的 主要参数包括有机碳含量、氯仿沥青“A”、总烃
有机碳含量——有机碳是指岩石中与有机质有关的碳元素含量；常用的 分析方法包括燃烧法和岩石热解色谱；值得注意的是实测的有机碳含量 仅仅表示岩石中剩余的有机碳含量，因此在利用有机碳含量评价烃源岩 时，确定其下限标准必须考虑成熟度的影响
MPI1
1.5(2 甲基菲 3 甲基菲） 菲1甲基菲 9 甲基菲
MPI2
3 2 甲基菲 菲1甲基菲 9 甲基菲
Ro 0.60 MPI1 0.40 0.65%≤Ro<1.35% Ro 0.60 MPI1 2.30 1.35%≤Ro<2.00%
烃源岩评价标准 对烃源岩有机碳含量下限标准的确定取决于国家的政治、经 济状况和各地区的不同情况，就目前的现状而言，总体来说， 我国各地区确定的有机碳含量下限标准较国外偏低，且尚不 完全统一，仍有较大的争议
不同岩石类型烃源岩有机碳含量下限标准
烃源岩级别
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
烃源岩的定性评价
烃源岩地化特征评价烃源岩地化特征评价摘要：烃源岩对应的英文为Source rock，从本意上讲，它应该既包括能生油的油源岩，也包括能生气的气源岩，但过去多将它译为生油岩。
其中的重要原因可能在于国内早期的油气勘探主要瞄准着对油的勘探。
因此，油气地球化学所关注和研究的对象主要是油而不是气。
这可能是早期的有关专著和教材也多冠以“石油”而不是“油气”的原因所在。
相应地，生油岩这一术语在地化文献中得到了相当广泛的沿用。
随着我国对天然气重视程度的逐步、大幅提高，有关天然气的勘探和地球化学研究也越来越多，很多时候，需要区分油、气源岩。
因此，本文中以烃源岩替代早期的生油岩来涵盖油源岩和气源岩。
关键词：机质的丰度；有机质的类型；有机质的成熟度。
前言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。
本人主要介绍烃源岩的地球化学特征评价方面：1.有机质的丰度有机质丰度是指单位质量岩石中有机质的数量。
在其它条件相近的前提下，岩石中有机质的含量（丰度）越高，其生烃能力越高。
目前，衡量岩石中有机质的丰度所用的指标主要有总有机碳（TOC）、氯仿沥青“A”、总烃和生烃势（或生烃潜量Pg,Pg=S1＋S2）。
1.1有机质丰度指标1.1.1总有机碳（TOC，％）有机碳是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。
通常用占岩石重量的％来表示。
从原理上讲，岩石中有机质的量还应该包括H、O、N、S等所有存在于有机质中的元素的总量。
但要实测各种有机元素的含量之后求和，并不是一件轻松、经济的工作。
考虑到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。
烃源岩评价
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、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。 （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 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。
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， 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（S1）、干酪根热解烃（ S2）和二氧化 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℃（图3－31）
氢指数（S2／有
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 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。 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。镜质体反射率的主要类型有最大 （Rmax）、最小（Rmin）和随机（R e）3种，
（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）和可溶有机质 （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，常用的研究 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。
1.元素分析 Tissot和
Durand等根据 干酪根的元素 组成分析,利用 范氏图上H/C和 O/C原子比的演 化路线将干酪 根分为Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ型,如图3－ 30所示：
第十一章烃源岩评价
100～500
500～1000
良好
好
一般到好
100-250良好
250-500好，500 丰富
良好
好
1000～5000
5000
很好
少见
最好
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
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 >1.8
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
一、烃源岩有机质丰度
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
干酪根类型
Ⅰ 0.2 0.1 Ⅱ 0.3 0.2 Ⅲ 0.4 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，
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
CO2 吸附烃
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
成烃（油、气）转化率X
1.热模拟实验法 2.化学动力学法 3.物质平衡法
1.热模拟实验法
2．化学动力学法
ELeabharlann K AeRTK——反应速度常数，它同原始物质的浓 度随时问的变化有关： A——频率因子； E——活化能(千卡／摩尔)； T——绝对温度(凯氏温度)(=273+℃)； R——气体常数(1．987卡／克分子.度)。
设干酪根（KEO）成烃过程由一个系列（NO个） 平行一级反应构成，每个反应对应的活化能为EOi， 指前因子AOi，并设对应每一个反应的原始可反应潜 量（这里用反应分率表示）为XOi0，i=1，2…NO， 即
KEO
XO 1
10
KO
1
O 1 XO
1
KEO
XO i
i0
要求Xi的近似解，可构造目标函数：
Q（Xi）=ABS(M0－∑Xi·i） M
通过数学上提供的优化算法，即可求得使 Q（Xi）最小（趋近于0）的一组Xi的取值， 从而可求出各种产物的生产量（或生成率）。
三、Rock－Eval分析所得的生烃势法
Rock-Eval分析所得的S1代表源岩中已经生成的 烃类化合物的含量（或称之为游离烃或热解烃），S2 则代表源岩中能够生烃但尚未生成的有机质的含量 （从实验分析的角度讲，称之为裂解烃），两者之和 （S1＋S2）称为生油势。 包括源岩中已经生成的和潜在能生成的烃量之和， 但不包括生成后已从源岩中排出的部分。而将（S1＋ S2）/TOC 称为生烃势指数。显然，源岩的生烃势是 其中有机质数量、性质和排烃效率的综合反映。而生 烃势指数则只与有机质的性质和排烃量有关。
（ S 1+ S2） / T O C
(m g /g )
S1-可溶烃量； S2-裂解烃量； TOC-有机碳含量；
排烃门限
埋 深 (或 转 化 程 度 ）
S2
S1
Qe-各阶段源岩 排出烃量； Qp-源岩生烃潜 量
Qe
生烃潜力 最大值
Qp
生烃量＝残烃量＋排烃量，而排烃量可由上图求出，残烃量 可由S1求出，对源岩生烃量的定量评价。
K运＝Q运/Q生＝（S0－（S1＋S2））/(S0－S2)
S0表示岩石中吸附的C1～C7烃类
S1表示岩石中吸附的C8-C32液态烃量
S2 热解烃
未熟样品的S2（或S1+S2）作为未排烃状态 的最大生烃潜力S0
1）高－过成熟的烃源岩，不适用； 2）不能评价生气量；
二、基于成烃机理的成烃率法
按照现代油气成因机理，单位源岩中油气的生成量取决于有 机质的丰度（数量）、类型（反映单位重量有机质的生烃能 力）和成熟度（反映有机质向油气转化程度的成烃转化率）。 Q＝S· · · OC· X HρT IH· 式中，S· · ——源岩的重量； Hρ TOC——源岩中有机碳含量，可采用恢复后的原始有机碳； IH——单位质量有机质的原始生烃潜力（如mgHC/gTOC 或kgHC/tTOC,反映有机质的类型）；TOC· IH则反映了单 位重量源岩的生烃潜力； X——成烃转化率（无量纲，或用％百分数表示）计算生油 量时用成油转化率，计算生气量时用成气转化率。 IH· X则反映了单位重量有机碳的生烃量；
KO
i
O i XO
i
KEO
NO
XO
NO 0
KO
NO
O
NO
XO
NO
至时间t时，第i个反应的生烃量为XOi， 则有i=1，2…，NO
dXO dt
i
KO
i
XO i 0
XO
i
KO
i
EO i AO i exp RT
i=1，2„，NO
CH m0O n0(原始有机质)→X1CH m1O n1(残余有 机质)＋X2CH m2 O n2(油)＋X3CH m3(烃气) + X4CO2+ X5H2O+ X6H2
设M0、M、M油、M气、MCO2、MH2O、MH2分别为原始有机质、残
余有机质及各种演化产物的“摩尔分子量”，
M0=X1· X2· 油＋X3· 气+X4· CO2+ X5· H2O + X6· H2 M＋ M M M M M
T
AO D
i
T0
EO i exp DT RT
NG个平行反应生气量的计算公式
NG NG T
XG
i 1
XG
i
i 1
( XG
(1 exp( i0
AG D
i
exp(
EG D
i
) dT ))
T 0
3．物质平衡法
有机母质转化前的初始重量（M0）等于转化后 的残余有机母质重量（M）和各种产物重量（Xi， i代表不同的产物组分）之和。
其中KOi为第i个干酪根成烃反应的反应速率常数，R为气 体常数（8.31441J/mol•k），T为绝对温度（K），当实验 （或地质条件）为恒速升温（升温速率D）时
NO个平行反应的总生烃量则为
NO
NO
XO
i 1
XO
i
i 1
XO
1 exp i0
第十五章 烃源岩定量评价
一、氯仿沥青法 二、基于有机质成烃机理的成烃率法
1. 模拟实验法 2. 化学动力学法
3. 物质平衡法
三、基于Rock－Eval分析所得的生烃势法
一、氯仿沥青法
Q总＝S· · · /(1-K运) HAρ
式中，Q总——为评价目标的总生油量； S——烃源岩的面积； H——烃源岩的厚度； A ——氯仿沥青A的平均含量（％）； ρ ——烃源岩的比重； K运——烃源岩中石油的运移系数。 将评价目标划分为有限个评价单元，分别计算各个单元 的生烃量后求和。