有效烃源岩的识别与控制因素
摘要：有效烃源岩的研究是油气勘探中首先必须要解决的首要问题，然而目前烃源岩识别及其生烃潜力估算还存在一些问题，为了正确对盆地或凹陷的有效烃源岩进行识别，本文从有效烃源岩的定义出发，介绍了有效烃源岩的识别方法，阐述了它的发育环境和保存条件，探讨了有效烃源岩在油气藏形成和保存方面的重要意义，阐述了研究过程中应注意的问题。
关键词：有效烃源岩；识别标志；控制因素
1、有效烃源岩的定义
烃源岩是油气形成的物质基础，也是石油勘探过程中首先必须研究的问题。随着研究的深入，石油地质学家在烃源岩基础上进一步识别出了有效烃源岩。有效烃源岩是指既有油气生成又有油气排除的岩石，它在某种程度上控制着盆地内油气藏的分布[1]。必须强调的是，它们生成和排出的烃类应足以形成商业性油气藏[2]，否则有效烃源岩的定义将难以在生产实践中应用。可见，有效烃源岩的评价标准必须与勘探实践相结合。
2、有效烃源岩的识别
如何判断一个地区的烃源岩是否为有效烃源岩，或者如何让从大范围的烃源岩中识别出有效烃源岩，通过多年的研究地质学家总结了一些具体方法，概括起来，主要是地质手段和数值模拟，具体研究时是这两种手段的结合。有效烃源岩的识别主要从以下几个方面入手[3]：2.1、烃源岩发育的规模
烃源岩发育规模包括两个方面，一是平面上的烃源岩展布情况，一是剖面上烃源岩厚度。这两方面受当时沉积期水体发育的控制。中国东部中新生代盆地包括断陷和拗陷两类。断陷以渤海湾盆地为主，拗陷以松辽盆地为主。渤海湾盆地在断陷时期，湖盆大多为不对称箕状。陡坡一侧水体深，沉积厚度达，是有效烃源岩发育部位；缓坡区域水体相对浅，烃源岩一般发育规模小。松辽盆地是典型大型拗陷盆地，湖盆面积大，沉降中心和沉积中心一致。在沉积期内烃源岩大规模发育，面积广，厚度大，构成了大庆油田巨大的物质基础。总的来说，水体的发育影响着烃源岩的发育规模。
2.2烃源岩的排烃能力
在确定了有效烃源岩的规模后，还必须考虑它的排烃能力。一个地区的烃源岩规模大，
但如果排烃能力小的话，肯定不是有效烃源岩[4]。目前在烃源岩评价过程中，有效排烃能力是必须考虑的。王捷，陈发景提出，如果一个地区烃源岩层渗透率小，排烃动力不足油气，不能完全排出源岩，只有与储层接触的一定距离内的生油层中的烃类才能排驱出来。
2.3有机地球化学参数
2.3.1有机质的丰度：岩石中有机质的数量直接决定着烃类的生成量，因此，精确测定岩石中的有机质数量是评价烃源岩的关键。主要指标包括有机碳含量、氯仿沥青“A”、总烃和生烃潜量4项。有机碳是岩石中的可溶有机质和不溶于干酪根的碳含量，分布受岩性和岩相带控制。在陆相湖盆中，一般认为有机碳含量>0.5就可以是有效烃源岩；氯仿沥青“A”是岩石中的可溶有机质，由饱和烃、芳烃、非烃和沥青质组成。在陆相盆地中，一般认为氯仿沥青“A”>0.15就可以是有效烃源岩；总烃（HC）是氯仿沥青“A”中饱和烃和芳香烃之和；生烃潜量是指运移后剩余的自由可溶烃以及胶质、沥青质和干酪根在热降解过程中的热降解烃总和。有效烃源岩的生烃潜量应该>5kg/t。
2.3.2有机质的类型和成熟度
虽然国内外目前用来进行烃源岩有机质类型划分的方法很多，但都是通过分析岩石中可溶有机质的组成和不溶有机质（干酪根）的结构和组成来实现的，常见的分析方法及其特点如下：
（1）用Rock Eval热讲解分析方法直接测定出岩石中的吸附烃、干酪根热解烃和二氧化碳等含氧挥发组分的含量以及相应的温度，并根据有机碳含量算出其氢指数和氧指数，从而确定其有机质类型，该方法快速、简单、成本较低，但准确率比较低。
（2）用元素分析测定干酪根的元素组成，计算出干酪根的H/C原子比和O/C原子比，将相应的数据投在标准的范-克罗维纶坐标图上，即可确定其有机质的类型，该方法的准确率较高，但对高成熟生活岩有机质类型的确定比较困难。
（3）用有机岩石学方法在显微镜下直观地鉴定源岩中有机质的显微组成特征，划分源岩类型。
（4）根据岩石中可溶有机质的组成特征来划分有机质类型。
（5）根据特征的具有成因标志的生物标志化合物的相对含量来确定烃源岩的有机质类型。
上述方法都是近几十年以来精确的有机地球化学分析测试技术发展起来以后才逐渐建立起来的。但上述各种方法在确定烃源岩的有机质类型时都有各自的优点和不足之处。而今年来由于油气勘探工作日趋复杂化，用某一单一的方法来确定有机质的类型已不大可能，因
此，通常是将上述各种方法综合起来，相互取长补短，来确定烃源岩的有机质类型。另外在确定烃源岩的有机质时，干酪根的X光衍射、红外光谱特征及碳同位素组成特征等都可以作为定型的辅导手段[5]（表1）。
表1 常用干酪根类型与指标间的对应关系
烃源岩中有机质的成熟度研究是研究现代烃源岩研究的三大要素之一，尽管近几年来未熟油理论和低熟油理论的兴起和发展，对传统的“石油深成说”提出了挑战。但许多研究表明，在影响烃类生成的诸因素中，有机质的成熟作用仍然是最重要的因素之一。从近几年来国外勘探成功率的统计结果来看，在有机质成熟带找油的成功率可达25%—50%，在不成熟带则为2.5%-5%，而在过成熟带找到的主要是气。
2.3.3岩石生物标志化合物
湖盆发育的不同阶段，由于有机质来源、保存条件和水体的变化，造成烃源岩中生物标志化合物也存在着变化，因此，可以借助这些标志，反映有效烃源岩的存在。
2.3.4实验方法
国内外很多学者对烃源岩的生烃和排烃过程做了很多模拟实验，也取得了一些结果。王新等采用高压模拟方法尝试模拟烃源岩初始运移量[4]，张守春等人尝试利用单一地质地质因素模拟烃源岩生烃和排烃过程，美国Lewan用加水模拟实验方法试图确定生烃率和排烃率[5]。金强2001年设计了一种专门模拟装置，对同一岩性不同有机质含量的烃源岩生烃和排烃进行了模拟[6]。但是模拟实验也存在一些不足，比如陆相湖盆烃源岩发育的不均质性，烃源岩数量不能弥补质量的缺陷（有机质丰度）,以及模拟实验不精确。因此，在模拟过程中必须把地质观测和数值模拟结合起来[7]。
3、有效烃源岩形成的控制因素
研究已经证明，有效烃源岩的形成，和许多因素相关，如原始生产率、古水深、异地有机质供应、沉积速率、底水的含氧量等。沉积有机质只有在缺氧条件下才能保存下来，高水位体系域的深湖相最有利于有效烃源岩的发育[8]。
3.1古构造和气候
古构造和气候变化是控制湖相烃源岩沉积的2个主要因素。构造运动和断裂活动控制着盆地古地理面貌，决定着盆地蓄水空间的形成与消亡。而气候的变化控制着降水量、蒸发水量，从而控制着河水的注入及沉积物的供应，并进一步影响着湖盆面的变化[9]。
3.2高生物产率和缺氧环境
高生物产率和缺氧环境是形成有效烃源岩和优质烃源岩的必要条件[10]。优质烃源岩的形成与湖盆咸化作用或超盐度环境有关。咸化湖泊分层结构的稳定性导致缺氧水体与表层高生物产率水体在垂向上出现叠置区，形成有利于有机质沉积和保存的最佳环境，从而导致优质烃源岩的形成（如东非裂谷带中的基伍湖渗水部位沉积物TOC值可达17.5%，而且藻类占有机质的75%左右）。
3.3事件性因素
水下火山湓溢—喷流活动是断陷盆地主力生油岩形成的有利因素，岩浆、火山活动的高温无机气液对有机质成烃具有加氢催化等作用。藻类勃发可产生极高的生产力，有利于优质烃源岩的形成，现代海洋中藻类勃发的研究也证明了这一点。
3.4沉积相
在湖盆演化的不同时期，随着湖盆类型的不同，其沉积物和烃源岩表现出一定的差异。而在湖盆演化的同一时期，在湖盆的不同位置，由于湖盆古地形、水深、物源供应等地不同，也会造成烃源岩发育的差异性。借助于沉积相研究，可逐一分析湖盆演化不同阶段烃源岩的平面展布情况。
3.5水体发育和有利岩相带控制有效烃源岩展布范围
水体发育情况对有效烃源岩存在至关重要。在层序格架中，高水位体系域最有利于有效烃源岩的形成。但是同一高位体系域，不同沉积相带上的有效烃源岩分布式不同的，它还受到物源供给，水体深浅等沉积环境的差异控制。一般来说有效烃源岩都是高水域体系域的深湖相沉积物，但是在高水位浅湖环境下形成的却只能是一般烃源岩甚至无效烃源岩。高水位之后的缓慢湖退过程中往往也能发育厚度较大，分布稳定的有效烃源岩。一般低水位体系域水体比较动荡，即使是半深湖—深湖环境，砂岩含量也可能较高，有机质含量相对较低，不会存在有效烃源岩[11]，。
4、结论
（1）有效烃源岩的识别是一项综合多学科的系统研究，必须结合各地区的实际地质情况。
（2）古构造和气候、高生物产率和缺氧环境、沉积相等因素对有效烃源岩的形成发育起着控制作用。
（3）虽然有效烃源岩的研究取得了很大进展，但是目前情况来看，还存在一些问题：如原型盆地和残留盆地有效烃源岩判定时的下限值不同；湖相盆地和碳酸盐烃源岩下限值不同；初次生烃和二次生烃的有效烃源岩差异等，所以我们对烃源岩的研究将要从更微观的方面入手，认识烃源岩的微观性质。
有效烃源岩的识别与控制因素 摘要：有效烃源岩的研究是油气勘探中首先必须要解决的首要问题，然而目前烃源岩识别及其生烃潜力估算还存在一些问题，为了正确对盆地或凹陷的有效烃源岩进行识别，本文从有效烃源岩的定义出发，介绍了有效烃源岩的识别方法，阐述了它的发育环境和保存条件，探讨了有效烃源岩在油气藏形成和保存方面的重要意义，阐述了研究过程中应注意的问题。 关键词：有效烃源岩；识别标志；控制因素 1、有效烃源岩的定义 烃源岩是油气形成的物质基础，也是石油勘探过程中首先必须研究的问题。随着研究的深入，石油地质学家在烃源岩基础上进一步识别出了有效烃源岩。有效烃源岩是指既有油气生成又有油气排除的岩石，它在某种程度上控制着盆地内油气藏的分布[1]。必须强调的是，它们生成和排出的烃类应足以形成商业性油气藏[2]，否则有效烃源岩的定义将难以在生产实践中应用。可见，有效烃源岩的评价标准必须与勘探实践相结合。 2、有效烃源岩的识别 如何判断一个地区的烃源岩是否为有效烃源岩，或者如何让从大范围的烃源岩中识别出有效烃源岩，通过多年的研究地质学家总结了一些具体方法，概括起来，主要是地质手段和数值模拟，具体研究时是这两种手段的结合。有效烃源岩的识别主要从以下几个方面入手[3]：2.1、烃源岩发育的规模 烃源岩发育规模包括两个方面，一是平面上的烃源岩展布情况，一是剖面上烃源岩厚度。这两方面受当时沉积期水体发育的控制。中国东部中新生代盆地包括断陷和拗陷两类。断陷以渤海湾盆地为主，拗陷以松辽盆地为主。渤海湾盆地在断陷时期，湖盆大多为不对称箕状。陡坡一侧水体深，沉积厚度达，是有效烃源岩发育部位；缓坡区域水体相对浅，烃源岩一般发育规模小。松辽盆地是典型大型拗陷盆地，湖盆面积大，沉降中心和沉积中心一致。在沉积期内烃源岩大规模发育，面积广，厚度大，构成了大庆油田巨大的物质基础。总的来说，水体的发育影响着烃源岩的发育规模。 2.2烃源岩的排烃能力 在确定了有效烃源岩的规模后，还必须考虑它的排烃能力。一个地区的烃源岩规模大，
专题一：烃源岩分布预测和质量评价方法及应用 油气资源量的大小（储量）—是进行勘探决策分析和勘探规划计划编制的基础和科学依据!烃源岩—能够生成石油和天然气的岩石。是生成油气的物质基础，烃源岩的质量和体积决定了生成油气的多少! 1.无井条件烃源岩分布预测 ①有井约束地震相②有井约束层序分析③有井约束地震反演④综合研究 2.判别源岩的最小有机碳含量下限标准：泥岩的有机碳≥0.5% 碳酸盐岩的有机碳≥0.3% 作为生油岩标准的最小有机碳下限值不能应用于成熟度高的地区。高成熟区目前所测得的有机碳只能反应有机质的残余数量，原始数量可能是它的两倍以上。 存在的问题 ①理论上 没有考虑有机碳的组成比例； （不同类型的有机质，生油岩干酪根中的有效碳含量不同：） ★没有考虑母质的转化程度； ★没有定量考虑母质类型； ★没有考虑排烃条件。 ②实践上 ★有些煤的有机碳丰度高，但不是有效的烃源岩； ★有些泥岩的有机碳低，但却是好的烃源岩（如柴达木盆地第三系）。 2.用氯仿沥青“A”等残留烃指标评价源岩品质 （1）理论依据 源岩排烃效率非常低（一般〈5%），源岩中目前残留烃量基本代表了原始的生烃量
●反应了残烃的指标； ●反应了源岩生烃能力和残留烃能力的变化规律； ●反应了有机质的转化率。 （2）实际情况 ★在生烃量相同的情况下，氯仿沥青“A”、热解参数“S1”以及总烃含量“HC”数值越大，意味源岩排出的烃量越小； ★煤、欠压实地层中的“A”偏高并不意味源岩的生烃量大，而是表明源岩的排烃条件差 3.有效烃源岩的判识 二、有关烃源岩的几个术语和烃源岩评价标准 1.烃源岩（生油岩或母岩）—通常把能够生成石油和天然气的岩石，称为生油（气）岩，由生油（气）岩组成的地层为生油（气）层。 有效烃源岩是指对油气藏形成作出过直接或间接贡献的烃源岩。预测有效烃源岩分布发育对于评价资源潜力和油气藏分布具有现实意义。 优质烃源岩（excellent source rock）—有机碳含量大于3%的烃源岩作为优质烃源岩。或在几套烃源岩中其中其排烃量占总排烃量50%以上贡献的烃源岩。 2.排烃门限与与烃源岩最小有机质丰度下限的关系 结论： 1. 不存在一个固定不变的有机质丰度下限标准；不同盆地、不同有机质丰度、不同演化程度，源岩进入排烃地质门限的临界地质条件均不同； 2. 同一丰度源岩不同类型时，随源岩类型由腐泥型向腐植型转变，其进入排烃地质门限要求的演化程度增强。 3. 同一源岩其有机质丰度、演化程度、源岩厚度在源岩进入排烃地质门限的临界地质条件
元宝山凹陷烃源岩综合评价 元宝山凹陷烃源岩主要分布在九佛堂组下段、九佛堂组上段和沙海组，本文从烃源岩沉积时的古气候古环境、地球化学特征对烃源岩进行分析，并从有机相带划分、有机质类型、有机质成熟度、有机质丰度四个方面对该区烃源岩进行了评价。认为九佛堂组湖相暗色泥岩主要为一套低成熟烃源岩，是主要烃源岩段，沙海组湖相暗色泥岩为未熟～低熟生油岩，为一套次要的烃源岩。 标签：元宝山凹陷；烃源岩；有机质；有机相带 1 区域地质概况 元宝山凹陷位于内蒙古自治区赤峰市东，属赤峰市元宝山区、松山区所辖。构造属于赤峰盆地的一个次级负向构造单元，是在海西期褶皱基底上发育起来的中新生代断陷，构造走向北东向，凹陷面积650km2。地势西南高，东北低，中部近于平川。 2 烃源岩特征 2.1 烃源岩的分布 根据本区钻井揭示，元宝山凹陷在九佛堂组下段、九佛堂组上段和沙海组发育有湖相泥岩沉积，可作为本区的烃源岩系。九佛堂组下段（K1jf下）：为盆地早期发育的产物，湖盆基底凹凸不平，暗色泥岩分布受沉积中心控制，主要分布在凹陷的中央偏北西部；九佛堂组上段（K1jf上）：为湖盆扩大生长发育阶段，暗色泥岩分布广，厚度较大，一般150～250m。单层厚度变化大，最厚125m，一般10～20m，分布与地层展布基本一致。呈白云质泥岩与深灰色泥岩互层；沙海组（K1sh）：为湖盆发育鼎盛阶段，沙海组湖相暗色泥岩特别发育，厚度在160～437.5m之间，单层厚度一般20～30m，分布与地层基本一致。暗色泥岩厚度大，分布稳定。 2.2 烃源岩沉积时的古气候、古环境 根据元参1、宝地2井微量元素分析结果，元宝山凹陷在早白垩世处于潮湿、半潮湿的热带—亚热带古气候条件下，古湖盆水介质属半咸水—淡水环境，有利于水生生物和陆源植物繁殖，利于烃源岩的形成。九佛堂期至阜新期，地化环境由弱氧化—弱还原—还原—氧化渐次过渡。其中九上段和沙海组处于淡水、弱还原-还原环境，对有机质的保存和向烃类转化非常有利。 2.3 烃源岩地球化学特征 2.3.1 烃源岩中生成油气的母质显微组份
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM 烃源岩综合评价报告 班级 姓名 学号 指导教师 2015年10月25日
前言 通过对某坳陷背斜及西部斜坡进行钻探取样，得到的各探井S3顶面深度、泥岩厚度及各项地化指标数据（见表1-1）分析，所得各项结果如下： 1、根据各探井数据及取样地化特征得到该坳陷S3暗色泥岩厚度、有机碳含量及镜质体反射率得到等值线分布平面图，再综合分析得到烃源岩综合评价图。 2、根据总烃/有机碳、“A”/有机碳、饱和烃、镜质体反射率、OEP及地温与深度关系，得到该坳陷S3烃源岩演化剖面图，据此将烃源岩演化分为未成熟阶段、成熟阶段和高成熟阶段。 由各项结果可知，该地区有利烃源岩分布多集中在背斜的翼部且深度较深的坳陷部位，分布面积较广，有很好的油气勘探前景。 一、烃源岩的演化特征 (一)烃源岩生油门限 根据绘图烃源岩演化剖面图可以看出，总烃/有机碳、“A”/有机碳和饱和烃随深度有相同的变化趋势（见附图1），在深度1400—1900m有较大值，氯仿沥青“A”在1200m处开始大量增加，代表此时的烃源岩开始大量生油。三者都在1600m处达到最大值。 据各井位镜质体反射率和地温数据拟合镜质体反射率—深度曲线和地温—深度曲线，从曲线上得出Ro=0.5时生油门限为54oC，对应的深度为1200m，意味着埋深达到1200m时该烃源岩达到成熟开始生烃。 而从OEP曲线也可以看出，生油门限以上，其随深度加深而骤降，生油门限以下下降较缓慢。在生油门限处OEP约为1.7，当烃源岩达到成熟阶段其值几乎都集中在1.2以下且幅度变化范围小，即奇数碳占优势，代表岩石中有机质向石油转化程度高，这也验证了前面所判断，此时烃源岩已经达到成熟。 (二)烃源岩演化阶段 参照镜质体反射率曲线根据有机质成熟度将烃源岩演化分为三个阶段： 未成熟阶段：深度<1200m，温度<54oC，Ro<0.5； 成熟阶段：深度1200m—2140m，温度54oC--85oC，0.5
柴北缘东段中侏罗统烃源岩地球化学特征及评价 X 林 武,刘汝强,周 丽,栾守亮,颜小宁,王 琴 (胜利油田分公司西部新区研究中心,山东东营 257015) 摘 要:通过对柴北缘东段中侏罗统烃源岩有机质丰度、有机质类型以及成熟度有机地球化学特征研究表明,侏罗系烃源岩有机质丰度较高,综合评价为中等-好烃源岩,具有较大生烃潜力。其中半深湖相油页岩有机质类型为I-II型,生油潜力大;湖沼相煤系烃源岩有机质类型以III型为主,生气潜力大。中侏罗统烃源岩总体处于低熟-成熟热演化阶段,推测洼陷带深部(3500m以下)进入成熟阶段,已大量生烃。 关键词:柴北缘东段;中侏罗统;烃源岩;有机地球化学 中图分类号:P618.130.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)06—0022—02 柴达木盆地是一个中、新生代陆相含油气盆地,柴北缘块断带是盆地一级构造单元。柴北缘西段以下侏罗统烃源岩为主,柴北缘东段以中侏罗统烃源岩为主。目前针对柴北缘西段下侏罗统烃源岩相关研究较多[1-3],而东段中侏罗统烃源岩研究程度总体较低。因此本次对柴北缘东段中侏罗统烃源岩进行系统的有机地球化学特征研究,评价其生烃潜力,为本区中侏罗统烃源岩油气勘探提供科学依据。 1 烃源岩地球化学特征 柴达木盆地中侏罗统烃源岩主要有两种类型,一种为半深湖相油页岩,另一种为湖沼相煤系烃源岩(泥岩、碳质泥岩和煤)。湖相油页岩主要发育在中侏罗统大煤沟组七段,煤系烃源岩在大煤沟组一二三五段均发育。 由于柴北缘东段钻遇侏罗系烃源岩探井较少,因此本次研究分析样品主要为柴北缘东段大煤沟、绿草山、鱼卡、旺尕秀等地区露头样品。烃源岩地球化学特征研究主要包括有机质丰度、类型和成熟度三个方面。 1.1 有机质丰度 有机质丰度是烃源岩评价最重要的指标之一。本次烃源岩评价参考陆相烃源岩评价标准[4]和柴北缘侏罗系烃源岩评价标准[5]。由于主要为露头样品,油页岩、泥岩、碳质泥岩以抗风化能力最强的T OC 指标为主,煤岩(井下)以S1+S2评价指标为主。 从分析结果来看,油页岩TO含量为%～16.69%,平均为6.03%,T OC含量均大于1%,主要分布在4%～6%区间,属于好烃源岩。泥岩TOC含量为0.23%～7.41%,平均为2.40%,中等以上烃源岩为75%。碳质泥岩TOC含量为0.35%～17.56%,平均为6.60%,中等以上烃源岩达到90%。煤岩S1+ S2为32.86mg/g～198.03mg/g,主要分布在60mg/ g～120mg/g之间,中等以上烃源岩为75%。总体看来,油页岩有机质丰度最高,为好烃源岩,煤系烃源岩有机质丰度较高,为中等-好烃源岩。 1.2 有机质类型 干酪根的显微组分可以划分为腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组。根据各组分的含量,将干酪根可划分为I型、II1型、II2型和III型。I型干酪根含类脂组分较高,生油潜力大;III型干酪根主要由高等植物的木质素和纤维素形成的镜质体、纤维体组成,生油潜力小,但具有一定的生气能力。II型干酪根生烃潜力介于I型和III型干酪根之间。 柴北缘东段中侏罗统油页岩镜鉴结果显示以腐泥组为主,其次为镜质组,壳质组和惰质组含量非常低。煤系烃源岩以镜质组为主,其次为腐泥组,壳质组和惰质组含量较低。同时结合油页岩Tmax与HI 相关图解(图2),综合分析认为柴北缘东段中侏罗统油页岩有机质类型以I型和II型为主,含有部分III 型,具有较大的生油潜能。中侏罗统煤系烃源岩有机质类型以III型为主,含有部分I型和II型,生气潜力大。 22内蒙古石油化工 2012年第6期 X收稿日期 C 1.70 :2011-12-22
作业一烃源岩综合评价 1、根据所给某钻井地层剖面（图1），确定烃源岩的层位（段）； 自然伽马测井原理：曲线是测量地层放射性的测井曲线，地层中的泥质含量越高曲线的值越高，岩石的颗粒越细，说明沉积时水体的环境就越安静，水体动荡幅度小，有机质就越容易保存；而在砂岩中，由于水体动荡水中含氧量高，有机质会被氧化，保存下来的就少。 据钻井剖面图在一、三、五段中自然伽马相对呈高值，视电阻率呈低值，因此烃源岩层主要位于一、三、五段，其它层段含有很少的烃源岩，可以忽略不计。 2、统计各层段烃源岩的厚度； 第一层的烃源岩厚度约为12m，第三层的烃源岩厚度约为30m，第五段烃源岩厚度约为30m。 3、根据所给地球化学分析数据（表1），确定烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度；
C：有机质成熟度：通过镜质体反射率Ro求得
4、根据已有资料，计算各层段烃源岩的生烃强度； 由于题中未给出烃源岩的面积和厚度因此只能计算单位体积的烃源岩生烃
5、烃源岩综合评价 由以上可知有机质为Ⅲ型干酪根，为腐殖型有机质。Ⅲ型干酪根在生成烃类时主要是产气。干酪根成熟度大都在成熟阶段，只有一个在高成熟阶段，说明此烃源岩已经生成过原油，但还有一定的生油潜力。单位体积生烃强度以须一段、须三段、须五段较大，而须二段、须四段、须六段的单位体积生烃强度较前面三段小，说明在生油潜力方面前面三段较好，后面两段的生烃潜力较前面三段更差一些。据岩性柱状图可知一、三、五段的烃源岩的厚度较大，而二、四、六段的厚度较小，说明一、三、五段的总的有机质含量更高，最后生成的烃类也更多。 二、四、六段烃源岩的生烃量要比一、三、五段少得多，但还是有一定的烃类生成。 总体来说须一段、须三段、须五段是较好的烃源岩，须二段、须四段、须六段较差一些。
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]。上面这些国外学者虽然提出了一些计算有机碳含量的经验公式，但是并没有建立定量的数学模型。直到1990年，passey研究出了对碳酸盐岩烃源岩和碎屑岩烃源岩都适用的方法，能够计算出不同成熟度条件下的有机碳含量值[8]。目前该方法依然被很多学者作为研究烃源岩的基础模型。lang等（1994）研究认为在泥页岩正常压实带，实测镜质体、反射率与声波时差间存在很好的半对数关系[9]。但是，由于反射率与声波时差的关系受许多地质因素影响，阻碍其普遍应用。mallick（1995）将实测的有机碳含量与地层密度用最小二乘拟合发现它们呈反比关系[10]。 1.2 国内进展 鉴于烃源岩研究的重要性，国内学者也进行了一系列研究工作。
习题一烃源岩演化特征与烃源岩评价 一、目的 1、复习巩固现代油气成因理论，用以讨论沉积盆地的生油气情况。 2、学会综合应用地质和地球化学资料，分析烃源岩的演化特征，评价烃源岩的优劣，预测有利的烃源岩分布区。 二、要求 1、根据表1-1中的数据作出某坳陷Es3烃源岩演化剖面图，在演化剖面上确定出生油门限深度，划分出有机质的演化阶段； 2、绘制暗色泥岩厚度、有机碳含量、镜质体反射率等值线平面图，根据丰度指标和演化指标对烃源岩进行评价，预测出有利烃源岩分布区。 三、具体步骤 某坳陷背斜及西部斜坡上所钻各探井Es3顶面深度、泥岩厚度及各项地化指标数据已列入表1-1。 1．根据深度、总烃／Ｃ、氯仿沥青“A”/C、饱和烃、镜质体反射率、正烷烃OEP等数据绘制该坳陷Es3烃源岩演化剖面图，在演化剖面上标出生油门限深度，划分出有机质的演化阶段（图1—1）。 2．绘制Es3暗色泥岩厚度等值线平面图（图1—2） 3．绘制Es3暗色泥岩有机碳含量等值线平面图（图1—3）； 4．以Ro=0.5%，1.2% 勾出Es3镜质体反射率等值线，并以此为界限用不同的颜色划分出有机质演化和成熟程度不同的区域（未成熟区、成熟区、高成熟区）（图1—4）； 5．综合分析暗色泥岩厚度、有机碳含量、镜质体反射率等值线平面图，把上述三张图的信息叠合，绘制该坳陷Es3烃源岩综合评价图，预测出有利烃源岩分布区（图1—5）； 6．根据该坳陷Es3烃源岩演化剖面图和综合评价图，编写简单的烃源岩综合评价报告。 表1-1 某坳陷各探井Es3泥岩厚度及其各项地化指标数据表
图1-1 某坳陷Es3烃源岩演化剖面图 图1-2 某坳陷Es3暗色泥岩厚度等值线平面图 图1-3 某坳陷Es3暗色泥岩有机碳含量等值线平面图
显微组分组成 一、显微组分组成与有机质类型 根据源岩干酪根所表现出来的化学性质，源岩中的有机质被划分为腐泥型（Ⅰ型）、过渡型（Ⅱ型）和腐殖型（Ⅲ型）三种类型。这种有机质类型实际上是根据显微组分混合物的平均化学成分在van krevelen图解上的演化轨迹划分出来的。有机质类型的差别，实质上是显微组分的差别（表2-12），由于镜质组、惰性组、壳质组和腐泥组构成了源岩有机质的绝大部分，所以也就是它们组成上的差别。 造成显微组分组成差别的原因，一是原始物源不同，二是沉积环境和微生物改造作用的差异。对于煤层而言，有机质都是原地堆积的，原始物源的差别是最主要的。而对于碎屑岩和碳酸盐岩，沉积环境的控制作用更明显，腐泥物质的形成往往与滞留缺氧的特定环境有关；惰性组、镜质组和壳质组等腐殖物质则是沉积物的碎屑成分，必然按其颗粒大小，形状、比重和抗磨蚀性被分选。像惰性组分脆易碎，抗磨性差，经过不长距离搬运便成为细小的碎屑，但有时盆地边缘森林火灾形成的丝质体也可能被风力送至比较远的地方还见棱见角，呈比较大的碎片出现。壳质组分比重小、性韧抗磨，其化学成分对地表地质营力的侵蚀破坏非常稳定，故而在煤岩学中也被称为稳定组分（liptinite），壳质组分很容易被水流、风力运送，散布在各种环境的沉积物中。镜质
组分的性质介于惰性组分和壳质组分之间。若镜质组分的先质是腐殖溶胶的话，则可能出现在沉积盆地的较深水相带。源岩形成于不同环境中，自然也就是有不同的显微组分组成。 1.Ⅰ型有机质（图版Ⅷ-1,2） Ⅰ型有机质的显微组分组成简单。腐泥组含量60%以上，壳质组含量0—40%，镜质组+惰性组含量小于10%。常见的富集的Ⅰ型有机质，如各种腐泥煤（藻煤、烛藻煤等），主要的显微组分是藻类体和沥青质体，孢子体也是腐泥煤的常见组分。一般不存在惰性组分或偶尔见丝质体碎屑和惰屑体。沥青质体作为基质，而藻类体A和孢子体则是被基质“胶结”的形态分子。一些腐泥煤中，无结构镜质体含量可达15%左右，呈条带状、脉状出现。进入成熟阶段常见渗出沥青体和微粒体等次生显微组分，渗出沥青体充填于无结构镜质体的垂直楔形裂隙或孢子体的空腔中，微粒体分布在沥青质体中。 矿物沥青基质和沥青质体是Ⅰ型有机质分散的源岩中占优势的组分，但也常见藻类体和孢子体。含煤岩系的油页岩一般都有比较多的无结构镜质体和镜屑体，当无结构镜质体和镜屑体含量超过20—30%时，有机质的类型就会发生变化，成为过渡型Ⅱ型有机质。 我们对海相源岩的研究还很少，海相源岩的显微组分研究仍然是今后需要进一步开展的工作。目前研究过的少数海相源岩都属Ⅰ型有机质，显微组分几乎只有矿物沥青基质，
第五章烃源岩特征及油气源对比 第一节烃源岩分布及地球化学特征 一、烃源岩岩性、岩相及厚度 1、岩性、岩相特征 柴北缘早侏罗世断陷盆地为碎屑岩沉积区，烃源岩主要为湖泊、三角洲、沼泽相暗色泥岩、页岩及炭质泥页岩，富含有机质。据研究，该地区烃源岩的主要岩相类型包括： （1）前扇三角洲暗色泥岩 主要发育于湖西山组和小煤沟组，形成于湖水面相对较高、距物源区近、湖盆坡度相对较陡且受同沉积正断层控制的背景下，由冲积扇直接入湖形成。前扇三角洲暗色泥岩的特点是沉积厚度大，在剖面上常与厚层或透镜状的砂砾岩互层，二者之间多突变接触。前扇三角洲距河口近，有机质来源丰富，湖水较深，加上沉积速率较高、快速埋藏，有利于有机质的保存。但陆源高等植物输入较多，有机质以Ⅲ型为主。 （2）湖相暗色泥岩 主要为半深湖－深湖相，有机质既有陆源高等植物，也有湖相水生生物，其相对丰度取决于水体距物源的距离。冷西次凹的北部在早侏罗世处于较深湖区，距物源区相对较远，陆源高等植物的输入减少，水生生物较发育，所形成的暗色泥岩中Ⅱ～Ⅰ型有机质较丰富。如石深7井下侏罗统深水湖底扇暗色泥岩厚度为136m，占地层厚度的38%，有机质类型较好。 （3）沼泽相炭质泥岩 沼泽相富含植物组分的炭质泥岩、页岩甚至煤层也是重要的烃源岩，但其生油潜力有限。 从现有资料看，下侏罗统最有利的烃源岩为湖泊相暗色泥岩；中侏罗统烃源岩除了J2d6－J2d7湖相泥岩、页岩和油页岩外，还有J2d5沼泽相煤系地层。 2、研究区的烃源岩厚度分布 青海石油勘探开发研究院根据烃源岩发育的控制因素、利用测井方法识别和评价了生油岩的分布，编制了下侏罗统暗色泥岩厚度等值线图（见图5－1）。 下侏罗统具有多个生烃中心，其烃源岩厚度大，分布面积广。烃源岩厚度变化规律与地层厚度类似。其中，昆特依断陷北部的鄂博梁次凹和冷西次凹发育了巨厚的烃源岩，厚度达600～1200米，冷湖四、五号一带烃源岩厚度也较大，为400～900米左右，昆北斜坡100～200米左右，昆1井附近为200～400米左右；昆特依断陷中部厚度多为200米左右（图5－1）。对冷湖一号至三号构成有意义的下侏罗统烃源岩主要分布于冷西次凹。
烃源岩有机质成烃阶段的划分 一、理论知识回顾 油气现代有机成因理论指出，油气是由经沉积埋藏作用保存在沉积物中的生物有机质，经过一定的生物化学、物理化学变化而形成的。富含有机物质的细粒沉积物，随着埋深加大，温度不断升高，有机质逐渐向油气转化。由于不同深度范围内促使有机质转化的条件不同，致使其转化的反应过程和主要产物具有明显的区别，并使有机质向石油转化过程具有明显的阶段性。 烃源岩中有机质的丰富程度和向油气的转化程度可以通过某些反映有机质丰度和成熟度的参数变现出来。 1．常用的有机质丰度指标 目前常用的有机质丰度指标主要包括有机碳含量（TOC）、氯仿沥青“A”、总烃含量（HC）和岩石热解生烃潜量（S1+S2）等，这些指标数值越大，意味着有机质越丰富，通常这比较有利于油气的生成。 对于泥质烃源岩来说，评价其有机质丰度的标准可参考表Ⅱ-2-1。应注意的是，岩石中TOC若太高（>3%），会造成无潜力碳太多，并非好烃源岩。但TOC 太低，显然也不行。岩石中的“A”含量，与有机质丰度、类型、成熟度都有关，其中受成熟度影响比较大，相互对比时应考虑大体为同一演化阶段。 表Ⅱ-2-1 泥质烃源岩有机质丰度的评价标准 2．常用的有机质成熟度指标 用于评价烃源岩有机质成熟度的常见指标有镜质体反射率（Ro）、热变指数（TAI）、沥青转化率或烃转化率、CPI值（碳优势指数）、OEP值（奇偶优势比）、时间-温度指数（TTI）等。 镜质体反射率是一项确定有机质成熟度划分油气形成阶段十分有效的指标。但因不同类型干酪根具有不同化学结构，达到各演化阶段所需的低温条件不同，因而在应用镜质体反射率判断有机质的成熟度时，对不同类型的干酪根应有所区别（图Ⅱ-2-1）。 热变指数（TAI）分五个级别：①级—未变化，有机残渣呈黄色；②级—轻微热变质，呈桔色；③级—中等热变质，呈棕色或褐色；④级—强变质，呈黑素； ⑤级—强烈热变质，除有机残渣呈黑色外，另有岩石变质现象。石油、湿气和凝析气生成阶段的热变质指数约介于2.5～3.7之间。
第五节烃源岩及其地球化学研究 一、烃源岩的定义 烃源岩:指富含有机质能生成并提供工业数量石油的岩石。如果只提供工业数量的天然气，称生气母岩或气源岩。 由生油岩组成的地层叫生油层。在相同的地质背景下和一定的地史阶段中形成的生油岩与非生油岩的组合称为生油层系。 二、生油岩的岩石类型 泥质岩类：泥岩、页岩等； 碳酸盐岩类：泥灰岩、生物灰岩以及富含有机质的灰岩等。 泥岩和泥灰岩是石油原始物质大量赋存的场所。 特征：粒度细——小于0.05mm，颜色暗——黑、深灰、灰绿、灰褐色等，富含有机质，偶见原生油苗，常见分散黄铁矿等。岩性特征是确定生油岩最简便、最直观的标志。 三、烃源岩的有机地球化学研究 （一）有机质丰度 1.有机碳:系指岩石中残留的有机碳，即岩石中有机碳链化合物的总称，以单位重量岩石中有机碳的重量百分数表示。 生油岩有机碳的下限：细粒页岩为0.4%；而碳酸盐岩可低至 0.3%，甚至 0.1%。咸化环境形成的泥质生油岩可降低至 0.3%。 2.氯仿沥青“A”和总烃含量 可视为石油运移后残留下来的原石油，二者的含量同时反映了有机质向石油转化的程度。 氯仿沥青“A”下限值：0.0025%—0.003%； 总烃下限值：0.0005%—0.001%。 陆相生油层评价标准（胡见义、黄第藩，1991）
（二）有机质的类型 1、元素分析法
2、热解法 由J.Espitalie等发展了一种研究生油岩特征的热解方法，即生油岩分析仪，可以直接从岩样测出其中所含的吸附烃（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。 3、正构烷烃
从 C10～C40，主峰碳位置在 nC27、nC29和 nC31。 来源于海相的浮游植物和藻类的有机质气相色谱图上具有中等分子量的正构烷烃，主峰碳位置在 nC15和nC17，为单峰型。 如台湾新竹的上第三系原油为海相原油，南海北部湾下第三系原油为陆相原油。
文章编号:100020747(2002)0420050203 烃源岩测井识别与评价方法研究 王贵文1,朱振宇2,朱广宇3 (1.石油大学(北京);2.中国科学院地质与地球物理研究所;3.东南大学) 摘要:烃源岩测井评价通过纵向连续的高分辨率测井信息估算地层的有机碳含量,弥补了因取心不足而造成的在区域范围内识别与评价烃源岩的困难,为资源量估算及油气勘探决策提供地质依据。研究了用Δlg R 、多元统计分析和人工神经网络方法根据测井信息识别与评价烃源岩的方法,用这些方法对塔里木盆地台盆区21口井寒武2奥陶系进行烃源岩层段识别与评价,将测井资料处理成果与岩心的有机地化、地质录井资料相互检验,证实所用方法基本满足烃源岩评价的需要。图6参7(朱振宇摘) 关键词:烃源岩;有机碳含量;多元统计;人工神经网络;测井信息;识别中图分类号:P631.811 文献标识码:B 有机碳含量(TOC )是反映岩石有机质丰度最主要的指标。对岩心、岩屑样品进行有机地球化学分析,可获得有机质丰度和转化率等系列参数。然而,岩心样品有限,分析费用昂贵且费时,特别是岩屑分析结果可能不准确。利用测井曲线估算地层有机碳含量,既可以克服以上缺点,同时容易得到区域范围的地层有机碳含量数据,为资源量估算及油气勘探决策提供地质依据。笔者在充分考察前人有关烃源岩测井分析方法的基础上,分析与对比Δlg R 法、多元统计分析法和人工神经网络法[127]的特点,并将这些方法运用于塔里木盆地台盆区寒武2奥陶系烃源岩的测井分析与评价中,取得了较好的效果。 1烃源岩的测井响应 富含有机碳的烃源岩具有密度低和吸附性强等特征。假设富含有机碳的烃源岩由岩石骨架、固体有机质和孔隙流体组成,非烃源岩仅由岩石骨架和孔隙流体组成(见图1a ),未成熟烃源岩中的孔隙空间仅被地层水充填(见图1b ),而成熟烃源岩的部分有机质转化为液态烃进入孔隙,其孔隙空间被地层水和液态烃共同充填(见图1c )。测井曲线对岩层有机碳含量和充填孔隙的流体物理性质差异的响应,是利用测井曲线识别和评价烃源岩的基础 。 图1 岩石组成示意图 正常情况下,有机碳含量越高的岩层在测井曲线上的异常越大,测定异常值就能反算出有机碳含量。测井曲线对烃源岩的响应主要有:①在自然伽马曲线和能谱测井曲线上表现为高异常,原因是烃源岩层一般富含放射性元素,如吸咐特殊元素U 。②烃源岩层密度低于其它岩层,在密度曲线上表现为低密度异常,在声波时差曲线上表现为高时差异常。③成熟烃源岩层在电阻率曲线上表现为高异常,原因是其孔隙流体中有液态烃,不易导电,利用这一响应可识别烃源岩成熟与否。 2识别烃源岩的Δlg R 技术 将声波时差曲线(专门刻度孔隙度的测井曲线)叠合在电阻率曲线上(最好是探测仪器所测曲线),两条曲线的幅度差(以每个深度增量来确定)即为Δlg R 。幅度差用相对刻度表示,即每两个对数电阻率循环为 -328μs/m (100μs/δt ),相对于1个电阻率单位的比率为-164μs/m (50μs/δt )。以细粒的非烃源岩为基线,基 线定义在两条曲线“轨迹”一致或在一个有意义的深度段正好重叠处。 Δlg R 与TOC 呈线性关系,并且是成熟度的函数。如果成熟度可以确定,可以将Δlg R 转换为TOC 。Passey 等(1990)经过分析后,提出了相应的经验公式: TOC =Δlg R ×10 a 其中a =2.297-0.1688LOM LOM 是热变指数,反映有机质成熟度,可以根据大量样品分析(如镜质体反射率分析)得到,或从埋藏史和热史评价中得到。 5 石 油 勘 探 与 开 发 2002年8月 PETRO LE UM EXP LORATI ON AND DE VE LOP ME NT V ol.29 N o.4
（五）证实柴达木盆地震旦系－下古生界发育良好的烃源岩 （1）烃源岩地质特征 柴达木盆地震旦系－下古生界发育稳定型、活动型两类沉积地层。在柴北缘欧龙布鲁克地区稳定型沉积地层中，发育震旦系全吉群上部、下古生界两套烃源岩。在柴达木盆地其它地区活动型下古生界沉积地层中，发育滩间山群a段、铁石达斯群A段烃源岩。 在柴北缘全吉山－欧龙布鲁克一带，震旦系－下古生界为稳定型沉积。震旦系全吉群下部为一套紫红色砾岩沉积，中部为一套纯净的石英砂岩沉积部，上部发育灰黑色-黑色页岩夹泥质粉砂岩，碎屑岩总厚度为1179.44m，其中暗色页岩厚度为185.06m。下古生界寒武系为一套台型碳酸盐岩沉积，总厚度956.47m。下奥陶统多泉山组下部亮晶灰岩与亮晶白云岩互层段，上部岩性以灰色-深灰色泥晶灰岩、细晶灰岩为主，厚度1187.44m。石灰沟组发育厚层黑色页岩，厚度280m。中奥陶统大头羊沟组为一套砾岩-含砾砂岩-砂质白云岩-角砾状灰岩-灰岩组成的滨海-浅海相沉积建造。 柴达木盆地其它地区下古生界为活动型沉积，在柴北缘为滩间山群，在柴南缘为铁石达斯群。 滩间山群、铁石达斯群是一套中基性火山岩,细碎屑岩(类复理石)和碳酸盐岩组成的弧后火山-浅海沉积建造，由海相碳酸盐岩、碎屑岩以及火山岩组成。滩间山群分为五个岩段，包括b.d两个火山岩段以及a.c.e三个沉积岩段。a岩段为泥岩夹结晶灰岩段，c.e都为砾岩段，c岩段中发育火山碎屑沉积且c岩段发生强烈动力变质作用。 滩间山群a段（O3tn a）、铁石达斯群A段发育黑色泥岩，部分已变质成千枚
岩，主要出露在滩间山、石棉矿和纳赤台地区，其中滩间山地区黑色泥岩厚约70.01m，为好的烃源岩。 （2）烃源岩地球化学特征 ①有机质丰度 A、欧龙布鲁克剖面： 全吉群的黑色页岩TOC值为0.02～0.55%，平均值为0.27%；氯仿沥青“A”范围为0.001%～0.0041%，平均值为0.002%（图2-24）；生烃潜量S1+S2范围为0.01mg/g～0.05mg/g，平均值为0.02mg/g。 图2-24 全吉群氯仿沥青“A”与TOC分布图 寒武系的页岩TOC范围为0.01%～0.11%，平均值为0.05%；氯仿沥青“A”范围为0.0012%～0.0043%，平均值为0.0023%（图2-25）；生烃潜量S1+S2范围为0.02mg/g～0.03mg/g，平均值为0.02 mg/g。 寒武系的灰岩TOC范围为0.02%～0.08%，平均值为0.04%；氯仿沥青“A”范围为0.0016～0.0032%，平均值为0.0022%；生烃潜量S1+S2范围为0.01mg/g～0.15mg/g，平均值为0.065 mg/g。 下奥陶统的多泉山组灰岩TOC值为0.01%～0.19%，平均值为0.05%；氯