第二章-3-生油岩

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四节 生油岩,一.生油岩的概念,：,生油岩这一概念，不同的人有不尽相同的理解，按照亨特的定义：,生油岩是指曾经产生并排出足以形成工业性油、气聚集之烃类的细粒沉积物。,当然，在实际研究工作中，尤其在研究初期，有时很难确定是否排出过足够的烃，对这样的生油岩可称之为,可能生油岩。,二、生油岩地球化学特征,（一）有机质丰度,:,有机质丰度指标主要有：,有机碳含量、岩石热解参数、氯仿沥青“,A”,和总烃含量等。,1.有机碳含量(,TOC):,实验测定的有机碳含量实际是残余有机碳的百分含量。由于转化为烃的有机碳是非常有限的，所以，它基本上仍能代表生油的物质条件，有机碳含量越高，表示生油的物质基础越好，反之易然。,粘土岩为0.5%,碳酸岩为0.1%,咸化环境形成的泥质生油岩，其低限可降至0.3%。,但应注意的是：并非有机碳含量愈高的岩石既为生油量愈大的岩石，这是因为生油岩的大小还取决于有机物向石油的转化程度。因而有机物的数量如果同时使用有机碳和烃/有机碳（即烃在每克有机碳中的毫克数）来表示，则更具有实际意义。,生油岩的有机碳含量最小值一般是：,生油岩级别,差,泥质岩,碳酸盐岩,05,012,0510,中等,好,1020,012025,025050,非常好,2040,050100,极好,4048,100200,根据有机碳含量划分泥质岩和碳酸盐岩生油岩级别（据陈建平等，1996）,2.氯仿沥青“,A”,和总烃含量（,HC）:,氯仿沥青“,A”,是指岩石中可抽提有机质的含量；总烃包括沥青“,A”,中饱和烃和芳香烃组分含量的总和（沥青中胶质除外）。,通常将,250300,ppm,的氯仿沥青,“,A”,含量,和,50100,ppm,的总烃含量,，定为生油岩的下限值。,另外，热解参数,生烃潜量,Pg,(S,1,+S,2,),也是表征有机质丰度的指标。还可配合,有机质转化指标,（,沥青中的碳/剩余有机碳*100%）来反映岩石中有机物的丰度。,生油岩级别,作 者,很差,差,良,好,好,很好,菲利皮,尼克松,贝克,挪威大陆架研究所,美国大陆石油公司,北京,石勘院,050,50150,150500,5001500,15005000,200,50,100,50,100200,100250,50150,200500,501000,250500,150350,350,200500,5001000,15005000,500,1000,不同级别生油岩总烃含量评价标准化 10,4,此外，干酪根的类型，还可根据生油岩热解参数,氢指数,I,H,和,氧指数,I,O,加以划分：,（二）有机质类型：,有机质的类型不同，岩石的生油潜力不同。,有机质的光学类型、化学类型以及各种类型的生油潜力，在前面我们已谈过了，在此不在赘述。,两参数与干酪根的化学分类参数,H/C,和,O/C,比相当，也可用来划分、确定有机质的类型，同样将干酪根划分为、和 型三种类型。,氢指数=干酪根热解烃（,S,2,）/,有机碳,氧指数=二氧化碳（,S,3,）/,有机碳,（三）有机质成熟度：,有机质必须经过成熟作用方能形成石油和天然气，成熟作用的水平决定着生成物的性质和数量。用于研究成熟度的方法主要有下列几方面：,1.使用光学方法测定生油岩有机质的成熟度：,(1)孢粉和干酪根的颜色：,孢粉和干酪根的颜色随有机质成熟度的增强而加深。,未成熟时，,孢粉和干酪根的颜色以黄色为主；,成熟时，,孢粉的颜色以褐色为主，干酪根的颜色为橙色、褐色、褐黑色；,过成熟时，,孢粉和干酪根的颜色皆变为黑色。,用有机质颜色表征有机质成熟度的指标主要是热变质数（,TAI）,：,TAI,是一种在显微镜下透过透射光观测到的由热变引起的孢粉、藻类等颜色变化的标度。斯塔普林（,F.L.,Staplin,）,将其分为五级：,1级未变化，有机质残渣呈黄色；,2级轻微热变化，有机质残渣呈桔色；,3级中等热变化，有机质残渣呈棕色和褐色；,4级强变化，有机质残渣呈黑色；,5级强烈热变质，除有机质残渣呈黑色外，有,岩石变质；,一般，石油、天然气和凝析气生成阶段的,TAI,介于2.53.7,（2）镜煤反射率(,R。),：,镜煤反射率是测定有机质成熟度的一种好方法，其值主要是通过精密光学仪器,MPV,3,显微光度计测定有机质组分中镜质组分反射率值,R。,R,0,0.5%-0.7%,时，生油岩未成熟;,0.5-,0.7%,R,0,1.3%,时，成油主带;,1.3%,R,0,2%,时，湿气和凝析油带;,R,0,2%,时，准变质阶段，干气带，只有甲烷。,未成熟阶段：红外光谱图上表现为含氧官能团逐渐消失。即,C=0,官能团由到逐渐消失。,在成熟阶段：红外光谱的脂肪键逐渐减少，,即,C=H,官能团由,-，对应的三脂肪族谱峰逐渐消失。,准变质阶段。只在光谱图上留有,C=C,芳核。,2.使用干酪根红外光谱研究有机质的成熟度：,对岩样加温热解可测出其中所含吸附烃(,S,1,)，,干酪根热解烃（,S,2,）,和二氧化碳（,S,3,）,等物质。,根据转化率,S,1,/(S,1,+S,2,),和热解峰温,t(,热解过程中温度达到的高峰值)可以用来确定有机质的成熟度。,S,1,/(S,1,+S,2,),达到0.1时，有机质进入成熟生油区。,S,1,/(S,1,+S,2,),达到0.4以后，进入湿气带。,3.使用热解方法测定成熟度,4.根据,C,15,+,烃类特征鉴定成熟度：,根据,C,15,+,烃类特征鉴定成熟度主要应用 奇偶优势比参数。,岩石抽提物中奇、偶碳原子正烷烃的相对丰度，称为正烷烃奇偶优势比。,它有两种表示方法：,（1）正烷烃的,CPI,值,由于现代沉积物中奇碳正烷烃大于相邻的偶碳正烷烃，古代沉积物中奇碳正烷烃略大于相邻的偶碳正烷烃，而油中两者近等。据此，使用,CPI,碳优势指数来反映成熟度。其具体计算公式：,CPI=1/2(C25+C27+C33)/（C24+C26+C32）+(C25+C27+C33)/（C24+C26+C34）,沉积岩有机质,CPI,值1.2（或1.15），就可列为生油岩，且越接近1的附近，就愈成熟。,OEP,值就是取主峰碳前后两项得出的奇偶碳优势值，计算公式是：,OEP=,C,i,+6C,i+2,+,C,i,+4,/4C,i,+1,+4C,i+3,(-1)i+1,其中,i,为主峰碳碳数减2，例如主峰碳数为17，则,i,为15，式中的分母即为偶碳量，当主峰碳为18时，则指数为负值，分子分母颠倒，最终又使分母为偶碳。,一般认为,OEP1.2,时，生油岩进入成熟阶段。,（2）正烷烃的,OEP,值：,芳香结构分布指数，我们在前面以介绍过了：,ASI=I,类初级氢原子/,II,类初级氢原子,ASI,值达0.8-1.4范围时，表示烃类已成熟，可列为生油岩。,好了，常用的成熟度研究方法就介绍完了，这些方法结合有机质的类型进行综合分析，效果最佳。,5.芳香结构分布指数鉴定成熟度：,对生油岩进行研究，一方面是通过宏观的粗略观察，即看一看岩石是否含有大量有机质，岩石的颜色是否为暗色，是否是细粒岩石等等。,另一方面是利用测定有机碳、氯仿抽提物和烃的含量，来定量分析生油岩的特征。,第五节 石油地球化学对比,石油地球化学对比，包括油油对比，油岩对比、气气对比以及油气岩对比等内容，其中又尤以油岩对比最为重要，对于具有多套含油层系的勘探，为准确寻找目的层，有重要的研究意义。,下面我们就介绍一下目前对比研究研究常用的一些参数。,一微量元素：,石油中的微量元素钒、镍是作为卟啉络合物随卟啉一起从母岩进入石油的。其绝对含量可能随风化、运移的作用而变化，但,V/Ni,比率常无明显变化。,因此，同源层原油的,V/Ni,比值应具有相似性，故可用于油源的对比研究。,二碳同位素：,碳同位素是目前应用较为普通的对比参数，由于石油不同组分或馏分的,13,C,值不同，所以应用,13,C,进行对比，最好是按不同馏分和组分进行。,一般从饱和烃全油芳烃非烃沥青质，它们的,13,C,值依次增加。,如测得的油油或油岩各组分的,13,C,值相近且变化相似，则对比结果较好。反之较差。,三生物标记化合物：,由于卟啉类、三萜类、异戊间二烯类化合物，不受轻组分流失和风化作用的影响，所以它们的分布特征可用于油源对比。此处的分布特征，即包含了绝对含量的特征，也包含有同类化合物不同类型之间的相对含量变化特征。,这当中应用最为广泛的是异戊间二烯型烷烃，曾一度被誉为“指纹”化合物。,对比时，一般采用,C,15-21,的异戊间二烯型烷烃的分布特征作为对比标志，以,C,19,（,姥鲛烷）的含量为100，将,C,15-21,这七种分子的相对含量绘制成图。,异戊间二烯型烷烃分布状况示意图,除上之外，,石油地球化学对比还可使用配对分子、正烷烃分布曲线的特征。,在此不一一介绍了。在对比研究中，可以根据油样的特征和其它实际条件灵活选取。,但最常用的是：,V/Ni,比、生物标记化合物、碳同位素三个方面。,对比时，尽量结合实际地质资料，多方面综合分析对比。,作业2：,1.评价生油岩的主要依据有哪些？,2.生油岩评价：,深灰色泥岩、,I,型干酪根、,C(,有机)含量为1.42%，氯仿沥青含量4200,PPm,，,总烃含量2200,ppm,，,总烃/,C（,有机）的比值为9.9%，,CPI,值为1.02%，,R,0,值为1.2%，此类岩石为（）生油岩。,课外思考：,1.运用,H/C,和,O/C,原子比如何对干酪根类型进行划分，各类型的原始物质来源及成矿方向？,