烃源岩特征与油源对比.ppt

一、烃源岩概念 二、烃源岩地质特征 三、烃源岩地球化学特征 四、油源对比,烃源岩特征与油源对比,要分析一个盆地油气生成情况，就必须对能够提供油气来源的烃源岩进行识别和评价，研究烃源岩的类型及空间展布、所含有机质的丰度和类型、有机质成熟度，计算生油气量。,生油岩（烃原岩，油气母岩）： 能够生成石油和天然气的岩石称生油岩 生油层： 由生油岩组成的地层 生油层系：在一定地质时期内，具有相同岩性岩相特征的若干生油层与其间非生油层的组合。 有效烃源岩:已经生成并排出足以形成商业性油气聚集烃类的岩石 含油岩系：包含有储集岩并含有油气的烃源岩系。,一、烃源岩概念,二、烃源岩地质特征,暗色、细粒、富含有机质和微体生物化石，常见分散状原生黄铁矿或菱镁矿，偶尔可见原生油苗。,粘土岩类：泥岩、页岩、油页岩、粉砂质泥岩 ； 碳酸盐岩类：生物灰岩、泥灰岩、礁灰岩、隐晶灰岩,岩性：泥岩、页岩、粘土等。 颜色：灰黑-黑色，即暗色。 化石：富含生物化石。 环境：安静乏氧的水体， 层理：水平，块状。 沉积相：深-半深水湖相，浅海相，三角洲。,（一）粘土岩类烃源岩,济阳坳陷三套烃源岩,纯372 沙四上,河130 沙三下,河149 沙三中,中间静水纹层,上部扰 动纹层,烃源岩具有非均质性,岩性：灰岩、生物灰岩、泥灰岩。 颜色：灰、褐灰、深灰色。 结构：隐晶-粉晶质，灰泥为主。 化石：富含。 层理：厚层块状，水平。 环境：低能。 特点：富含有机质。 岩相：浅海。 实例：四川，P，T（南方RCO3岩问题）,（二）碳酸盐岩类烃源岩,三、烃源岩的地球化学特征,（有机质丰度、类型、成熟度）,（一） 有机质的丰度,常用指标,有机碳、 氯仿沥青“A”、总烃含量,烃源岩中有机质的丰富程度。,1、有机碳（Toc),岩石中与有机质有关的碳。 剩余有机碳含量：用单位重量的岩石中 Corg的重量百分数来表示。 泥岩中有机碳含量在1.161.60 %之间,平均1.22 % ； 碳酸盐岩中的有机碳只要大于0.08%，就被视为生油岩。,生油母质的5-10%生成烃类，而只有烃类的3-10%运移出来，即岩石中只有有机质的1%被运移走，绝大部分被残留，所以，剩余有机C的含量可反应有机质的多少，有机质总量/有机碳=常数，剩余有机碳含量：用单位重量的岩石中Corg的重量百分数。,从有机碳计算有机质丰度的转换系数(K),有机碳有机质 剩余有机质含量=转换系数剩余有机碳含量,Toc必须达到一定数值，才可能成为烃源岩；但含量太高，可能无潜力碳多，不利于生油,Tissot（1978年）：,泥岩 Toc=2.16%， 碳酸盐岩 Toc=0.67%,泥岩 Toc 0.5% 碳酸盐岩 Toc 0.3- 0.5 %,我国东部中新生代陆相含油气盆地：,泥页岩烃源岩 Toc=1-2% 碳酸盐岩 Toc=0.1-1.0%较低,Toc生油下限为：,根据有机碳含量划分泥质岩和碳酸盐岩生油岩级别 （陈建平等，1996）,2、氯仿沥青“A”,岩石中的“A”含量，与有机质丰度、类型、成熟度都有关。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。,氯仿沥青“A”经分离可以得到：饱和烃、芳烃、非烃、沥青质。,岩样未经酸处理，直接用氯仿抽提的产物。,我国陆相淡水-半咸水沉积中，主力烃源岩的氯仿沥青“A”含量均在0.1%以上，平均值为0.1%0.3%。,从氯仿沥青“A”中分离出来的饱和烃+芳烃， 。,3、总烃：,目前用于评价烃源岩成熟度的常规地球化学方法： 干酪根的组成特征、可溶抽提物的化学组成、岩石热解法、 TTI法等,（二）有机质的成熟度,烃源岩有机质的热演化程度。,1、根据干酪根演化特征 （1）镜质体反射率(Ro) 镜质体：以芳香环为核，带有不同的烷基支链。 在热演化过程中，烷基支链热解析出，芳环稠合，芳香片间距逐渐缩小，致使反射率增大、透射率减小、颜色变暗，且该趋势不可逆转。 镜质体反射率不仅受古地温的变化控制，而且还受时间的影响，要达到相同的反射率，温度越高时所需的时间越短，反之所需的时间越长。所以，镜质体反射率是一项研究烃源岩经历的时间-古地温史、衡量有机质热成熟度的良好指标。,镜质体反射率Ro,A、随有机质成熟度，Ro，Ro不可逆。 B、随温度，Ro指数；随时间， Ro线性。 C、Ro可用于确定油气产出状态。 D、地质剖面中，随埋深增大，Ro逐渐。,印度尼西亚一口井的反射率剖面，它表明中生界下沉速率比第三系慢，中生界地温梯度明显高于第三系。并由此可以计算中生界的剥蚀厚度，估计地表附近的镜质体反射率为0.2%，则中生界的缺失厚度超过1800米。,（2）Kerogen颜色及H/C、O/C原子比,三种干酪根产烃开始时的元素组成表,随有机质成熟度，Kerogen颜色加深，H/C、O/C原子比，向富C方向收缩。,有机质演化图,唐纳盆地干酪根颜色的阿伦纽斯图,（3）孢粉颜色和热变质指数（TAI ） （TAI ：Thermal alteration Index ）,TAI 3.7： 过熟, 正烷烃分布曲线,（4）正烷烃分布特征和奇偶优势,由于有机质成熟转化是一个加氢裂解的过程，随着热演化作用的加强，有机质成熟度，生成烃类的分子量，正烷烃的低碳数组分含量。 正烷烃分布曲线： 由锯齿形光滑，主峰碳碳数降低,不同类型的石油的正烷烃分布曲线图, 正烷烃奇偶优势,即在正烷烃中奇数碳原子正烷烃与偶数碳原子正烷烃的相对丰度。,奇偶优势比（OEP） 碳优势指数（CPI）,两种表示方法：,用正烷烃色谱图主峰碳数及其前后各二个组分共五个组分，按下式计算：,式中：i+2主峰C数； Ci+2主峰C数时的峰面积； Cii 碳数时的峰面积 ；（1）i+1是为了保证分子为奇数，分母为偶数。即奇/偶。,奇偶优势比（OEP）,以C29H60为中心，将C24H50C34H70的百分含量带入下式计算：,碳优势指数（CPI）,随有机质成熟度，OEP、CPI 1 近、现代沉积、未成熟烃源岩： 正烷烃奇碳优势明显：OEP1.2；CPI5.5-2.4 随沉积物年龄和深度增加，脂肪酸偶碳优势和正烷烃奇碳优势减弱 成熟烃源岩：OEP1.2、CPI1.2,值得注意的是，OEP 、CPI在碳酸盐岩烃源岩和盐湖相烃源岩中，应用效果不佳。如在盐湖沉积中，正烷烃具有偶碳优势。,正烷烃奇偶优势特征,P1：较低温度(300)下样品释放的游离烃； P2：较高温度（300500）下干酪根热解生成的烃类； P3：干酪根中含氧基团热解生成的CO2 峰面积S1、S2、S3：表示相应产物的含量，单位为mg/g。 Tmax：最大生烃速度时的温度。 评价烃源岩有机质丰度、类型、成熟度,（5）利用热解法研究有机质的成熟度,烃源岩的热演化程度越高，残余干酪根的可降解碳就越少，P2峰减小，且P2峰最高点对应的热解温度（Tmax）也越大。 不同类型的有机质会影响Tmax，所以利用该参数划分成熟度阶段时，不同类型的有机质使用不同的标准。,用热解法鉴定生油岩的成熟度,1971苏洛帕京提出，1980美魏泊斯完善提出。 （1）作用：告诉人们一个盆地何处何时烃类已经形成，液态烃将会裂解为气态的深度，即确定油气生成时间。生油量计算和油保存深度。,(6) 利用时间温度指数（time temperature index ） （TTI）研究有机质的成熟度,（2）原理：根据时-温为石油生成和演化过程中的一对互补重要因素。 假设：成熟度TTI随时间呈线性关系，随温度呈指数关系增加。 规定：温度因子（）反应成熟度对温度的指数关系，即温度增加10成熟度速率增加一倍，增加因子表示成熟度增加速率。 =rn=2n n任意10间隔，在Ti-Ti+1内，n=(Ti-100)/10,取100-110为基准间隔，令n=0 (100-110)其它间隔的指数为： 温度间隔（） 指数n 80-90 -2 90-100 -1 100-110 0 110-120 1 120-130 2,温度间隔内的地层厚度可能大致相等，但相等厚度地层的沉积时间则可能区别较大，因沉积速度不同所致。 时间因子 t每个温度间隔内的沉积时间（Ma），任意温度间隔内的成熟度为 成熟度 上式表示成熟度与时间因子成直线关系，与温度因子成指数关系。 总成熟度 nmax、nmin沉积物经受最高温度和最低温度间隔的指数值n。,不同温度间隔的温度因子, 在时间深度图上，根据地温分布，取10间隔，作温度等值线。,(3) TTI的计算, 在有温度等值线的时间深度图上，迭合目的层埋藏史图。, 从上图中读出各温度区间i内目的层所停留的时间ti，利用公式计算TTIi和TTI，并列表。,TTIi、TTI计算表,TTI与Ro、TAI及有机质演化成烃、保存阶段的对应关系,TTI值的解释：, 在图上划出生油窗（开始大量生油生油结束）TTI=15160,TTI法在油气勘探中的应用,1）预测圈闭中烃