烃源岩评价
评价烃源岩的步骤
评价烃源岩的步骤
评价烃源岩要从其地质特征和地球化学特征两方面入手。
具体步骤如下：
1、根据测、录井及取心资料，并结合基础地质资料在纵向上识别、划分烃源岩；统计各个层位烃源岩的厚度，做出厚度等值线图，指出主要的烃源岩发育区。
2、根据油田上已有的资料以及我们取样、分析化验的资料，分层位做各套烃源岩有机质丰度指标（有机碳（TOC）、总烃（HC）、氯仿沥青“A”和生烃潜量（S1+S2））的等值线图。
如要确定生油门限，还要选择典型井做某些指标在剖面上的演化图。
3、根据收集的H/C、O/C资料或热解资料（I H和I O）做范式图，也可以收集类型指数资料，通过做散点图分析各套烃源岩的干酪根类型。
4、收集Ro资料，做平面等值线图，并分析平面上的烃源岩成熟区和生烃中心；选择典型井，做Ro剖面演化图，并指出生烃门限。
5、选择一种方法，计算资源量。
6、综合以上信息在纵向上指出主要的生烃层位，在平面上指出主要的生烃区。
第七章__烃源岩评价
一、烃源岩有机质丰度
（四）岩石热解参数
一、烃源岩有机质丰度
二、有机质的类型
有机质类型是评价烃源源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。
东濮凹陷沙一段干酪根元素范氏分布图
二、有机质的类型
中国中、新生代油（气）源岩有机质类型划分表
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
有机质的丰度常用有机碳来衡量，有机碳是指岩石中与有机质有关 的碳元素含量，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，岩石中有机质含量与实测有机碳含量有一定的比例关系，即：
Kc
1 (1 Kp D)
原始有机质=K×有机碳，其中K为转换系数
从有机碳计算有机质丰度的转换系数（Tissot等，1984）
演化阶段
干酪根类型
煤
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
成岩阶段
1.25
1.34 1.48 1.57
深成阶段末期
1.2
1.19 1.18 1.12
一、烃源岩有机质丰度
1.泥质烃源岩有机碳含量下限标准
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
烃源岩有效性评价
TOC =a×ΔlogR+b
ΔlogR= logR+log(Rmax/Rmin)/(Δtmax-Δtmin)×（Δt-Δtmax）-logRmin
计算TOC=a×ΔlogR+b
由于辽河西部凹陷的主体部位自沙四期以来 基本连续沉降，且处于持续增温状态，热液 和岩浆活动对辽河西部凹陷沙河街组烃源岩 热演化的影响较微弱，所以，可认为影响辽 河西部凹陷烃源岩热演化的主控因素为地层 埋深。由Ro实测值与埋深的相关性可得到Ro 与埋深的相关关系式：
2、建立该井区的“Ro-H”关系，并据此编制该井烃源岩层顶底 界面的成熟度（Ro）演化历史曲线，确定油气开始大量形 成的时期（分别以Ro=0.5%和1.2%为门限。）
3、提交文字报告（包括步骤过程的描述和结1）推荐的参考文献 2）岩屑录井和测井数据 3）实验室地化分析数据（TOC、Ro） 4）钻井分层数据 5）渤海湾地区新生代地质年代表
Ro =a×eb*H
1.筛选暗色泥岩 2.对泥岩基线（读值） 3.计算△logR 4.相关公式拟合 5.计算TOC
训练一、烃源岩有效性评价
目的
1.利用测井资料预测有机碳含量,认识烃源岩的非均质性；了 解优质烃源岩空间分布特点。
2.根据上覆地层和烃源岩现今成熟度，重塑烃源岩的生烃历史， 认识有效烃源岩的时效性。
3。学会使用相关软件（Excell、卡奔、Coredraw）
要求 1、提交有机碳测井预测结果数据表和纵向（柱状）分布图， 累计优质烃源岩（TOC>2%）厚度
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。
第9章 烃源岩评价(2010年改)
2）K.E.Peters和M.R.Cassa(1994):
能够、将能够或曾经能够生油的沉积岩为烃源岩，而有 效烃源岩是正在生油或已经生油并排出原油的源岩。
3）郝石生等（1996）:
根据沉积岩有无生烃能力划分为非生烃岩和生烃岩两大类； 在生烃岩中又按能否向外排烃而分为烃源岩和非烃源岩，烃 源岩中生烃产物的相态进一步分为油源岩和气源岩。
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
总有机碳（重量 % ）
75 马家沟组 60 频 45 率 (%) 30 15 0 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 2.0
泥灰岩
75 马家沟组 60 频 率 (%) 30 15 0 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 2.0
J.M.Hunt(1979)；
王捷等（1999）； 梁狄刚等（2002）
有效烃源岩的不同概念
二、烃源岩有机质丰度评价
1、有机碳含量 2、产油潜量 3、可溶有机质含量
1、烃源岩有机碳含量
有机碳（Organic carbon）: 是指岩石中除去碳酸盐、 石墨等无机碳以外的碳。
有机碳=总碳-无机碳
源岩原始有 机质的数量
高—过成熟阶段的碳酸盐岩烃源岩的有机碳含量：
下限值为 0.084—0.105%
国内外主要海相碳酸盐岩机碳下限标准
研究单位或研究者 美国地球化学公司 法国石油研究院 罗诺夫等 挪威大陆架研究所 下限值（%） 0.12 0.24 0.20 0.20 研究单位或研究者 陈丕济 傅家谟 郝石生 大港石油管理局研究院 下限值（%） 0.10 0.10，0.20 0.30 0.07~0.12
烃源岩有效性评价(报告)
训练一、烃源岩有效性评价目的：1、利用测井资料预测有机碳含量,认识烃源岩的非均质性；了解优质烃源岩空间分布特点；2、根据上覆地层和烃源岩现今成熟度，重塑烃源岩的生烃历史，认识有效烃源岩的时效性；3、学会使用相关软件（Excell、卡奔、Coredraw）要求：1、提交有机碳测井预测结果数据表和纵向（柱状）分布图，累计优质烃源岩（TOC>2%）厚度。
2、建立该井区的“Ro-H”关系，并据此编制该井烃源岩层顶底界面的成熟度（Ro）演化历史曲线，确定油气开始大量形成的时期（分别以Ro=0.5%和1.2%为门限。
）3、提交文字报告（包括步骤过程的描述和结论）具体步骤：一、ΔlogR法预测TOC1. 选择基线自然电位测井曲线不变，改变声波时差测井曲线左右值使得两条曲线达到最大程度的重合。
然后读出Rmax=100Ω·m，Rmin=1Ω·m，△tmax=650US/M，△tmin=200US/M（分别为选择好基线后测井曲线表头的左右值）图1 砂三段基线重合图2. 计算△logR根据测井所得的声波时差与深侧向值带入下面公式计算（其中R max=100Ω·m，R min=1Ω·m，△t max=650US/M，△t min=200US/M）ΔlogR=logR+log(R max/R min)/(Δt max-Δt min)·(Δt-Δt max)-logR min 根据excel的公式计算得出沙三上层的△logR数值。
然后从沙三段所有计算出的△logR值中筛选出给定深度点的△logR值（运用excel高级筛选功能进行筛选）。
3. 计算拟合系数由于TOC与ΔlogR具有线性关系，故根据实验室测定的TOC与对应点计算的ΔlogR数据进行线性拟合,求得拟合系数。
运用excel 根据给定深度点的△logR值与测定的TOC数据作图，然后对图像进行线性拟合。
拟合出来的图如下图所示：图2 ΔlogR与TOC拟合图拟合公式为TOC =0.516×ΔlogR+2.3554. 根据推导出的拟合公式计算沙三段所有烃源岩TOC将沙三段所有计算△logR代入公式3中拟合公式，运用excel表格计算TOC。
烃源岩评价
干酪根显微组分 －藻类体
干酪根显微组分 －腐泥无定形体
干酪根显微组分 －壳质组
左图：十万山晚二迭世 右图：羌塘早白垩世
干酪根显微组分 －镜质组和惰质组
干酪根类型鉴定
方法原理∶利用具有白光和荧光功能的生 物显微镜，对岩石中的干酪根显微组分进 行形态学观察和荧光描述，从而实现干酪 根的个体类型鉴定；
主要成分：C、H、O，占总量的93%（440 样品的平均）
成分非常复杂
元
素
组
成
图
干酪根的 基本化学
结构
Ⅰ型干酪根 的结构图
A、低熟阶段 B、高熟阶段
Ⅱ型干酪根 的结构图
A、低熟阶段 B、高熟阶段
Ⅲ型干酪根的 结构图
A、低熟阶段 B、高熟阶段
类
有 机 类
过渡类 无机类
烃源岩显微组分分类表
干干酪酪根根：：油油气气母母质质及及其其化化学学组组成成
生物碎屑的物质组分
脂类化合物
分布广，涉及动植物类型多
碳水化合物
分布广，植物为主
蛋白质
量大（1/3），但不稳定
木质素和丹宁
芳香结构，植物细胞壁，稳定
干酪根的定义
干酪根(kerogen)一词来源于希腊语， 意 指 生 成 油 和 蜡 状 物 的 物 质 。 A.Crum-Brow(1912) 首 先 用 该 词 来 描 述 苏 格 兰 Lathiaus的油页岩中的有机质，这些有机质 在干馏时能产生类似石油的物质。以后多次 用来代表油页岩、藻煤中的有机质。直到60 年代以后才明确规定为代表沉积岩中的不溶 有机质。目前，干酪根所采用的广泛定义是： 不溶于常用有机溶剂和非氧化无机酸、碱的 沉积有机物。
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
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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：
图3－34
成熟度与干酪根颜色的关系 （据Staplin,1969）
3.岩石热解法 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、成油带和成气 带（图3－34）。
3.岩石热解法
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、成油带和成 气带（图3－34）。
沉积物和原油的碳优势指数的分布 （据
Bray等，1965 ）
（4）环烷烃 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。 （5）生物标志化合物 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，其含量随成 熟度的增加而减少。
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 有机碳含量％ 氯仿沥青A％ 总烃含量／10-6 总烃／有机碳／％ 深湖－半深湖相 腐泥型 1.7～1.3 3.5～1.0 0.12 500 6 半深－浅湖相 中间型 1.3～1.0 1.0～0.6 0.12～0.06 500～250 6～3 浅湖－滨湖相 腐殖型 1.0～0.5 0.6～0.4 0.06～0.01 250～100 3～1 河流相 腐殖型 1.0～0.5 0.4 0.01 100 1 中等油源岩 差油源岩 非油源岩
机碳，IH）和氧指 数（S3／有机碳， I0）与干酪根元素 组成分析能进行很 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 型,如图。
氢指数和氧指数确定烃源岩类型 （据Espitalie等，1974）
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
黄骅凹陷烃源岩元素分选图 （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。 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、镜质组和惰质 组。
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 烃的组成和丰度所得成熟指标的对应情况 （Tissot据Durand改编，1978）
R0<0.5％～0.7％为成岩作用阶段，生的烃未成熟； 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％<R0<2％为深成作用阶段的高成熟凝析油和 湿气带； R0>2% 为准变质作用阶段，为只产甲烷的干气带。
2.孢粉和干酪根颜色法 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， 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。
在煤岩显微组成中，镜质体最丰富，反射率居中，而壳质 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）
干酪根的类型不同，其各成熟阶段R0值也有一定差别，如 图3－33所示。
图3－33
镜质体反射率确定油气近似界限 （据Tissot ,1978）
利用岩石热解分析资料中S1/（S2+S3）和 热解峰温Tmax（℃）确定烃源岩的成熟度 （据Espitalie等，1977）
4.可溶有机质的化学法 （1）演化曲线 根据氯仿沥青A、总烃含量和氯 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。 （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。 （3）C15+烃类 Bray和Evens（1965）研究了近 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， 发现有明显的差别
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，较常用 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 3）色谱－质谱分析
（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 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。