有机相定量划分指标的研究

有机相定量划分指标的研究

利用有机相特征对泉岩进行评价，已成为石油勘探的重要方面和工具。一般说来,有机相是沉积环境、氧化还原相、有机质类型和成熟度的综合反映。其中的有机质类型尤为重要,它决定了烃源岩的成烃方向和能力,是划分有机相的基础。目前,随着人们对有机相研究的不断深入,出现了各种对有机相类型进行评价和划分的方法。现将一些比较重要的有机相划分方法作一下简单介绍:(1)M.A.Rogers首先提出了“有机相”这个名词,认为有机相类似沉积相,应从有机质的含量、来源和沉积环境3个方面来确定,并用于描述烃源岩中有机质的数量、类型与油、气产率和油、气性质之间的关系;(2)R.W.Jones将干酪根类型和地质成因联系起来评价有机相,利用H/C原子比和HI指标将有机相划分为A、AB、B、BC、C、CD和D等7个相;(3)陈章明等利用KTI这一有机质类型指标来进行有机相划分,并将划相结果与其生烃能力联系起来;(4)李华东等根据沉积相、沉积物源、生物组合、地球化学相、有机质丰度、类型和生烃潜力等多项指标进行综合划相,将有机相分成:强油相(A)、油相(B1)、油裂解气相(B2)、油气混合相(C)和无油气相(D)等5个相;(5)S.E.H.Rizvi等采用某些多环芳烃和噻吩芳烃的同系物指标将有机相划分为:相Ⅰ(以占优势的芴和苯并噻吩的同系物为特征)、相Ⅱ(以芴、萘并菲和北艹的同系物为特征)和相Ⅲ(以北艹占优势为特征);(6)黄藉中则着重从有机质丰度、类型及成熟度等方面进行综合分析研究,以有机质丰度来决定有无工业性成烃条件,以有机质类型决定成烃潜量、成烃方向,以成熟度决定烃类的属性。在以上有机相评价及划分方法中,有的只是利用反映有机质类型的单项指标进行评价,而未考虑有机质的丰度和演化程度,进而用于生油能力的评价难免会出现片面性;况且直接用H/C原子比和HI来评价有机质类型也不能令人满意,因为二者均受有机质演化程度的影响较大,只有当有机质处于未成熟阶段时,它们才可比较准确地反映有机质的演化程度,而大多数生油岩的生油阶段又恰恰不处于这一演化阶段,因此导致其存在较大的局限性;有的评价方法虽综合考虑了有机质的丰度、类型、演化程度和沉积环境等多种因素,但由于使用的各项指标比较分散、杂乱,且有些指标之间可比性较差,实际应用起来比较繁琐,很不方便。实际上,前述的有机相定性评价方法,即将有机相分为A、AB、B、BC、C、CD及D等7个相或A、B1、B2、C、D等5个相都是对有机相的定性描述,就象采用Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅲ型及类似方法定性描述有机质类型一样,难以准确地反映生油、气源岩的真实有机相特征,且存在处于两相之间的某些参数值不好确定其归属的弊病。另外,这种定性描述方法难以将其应用于计算机中进行电算,给其推广应用造成了困难。一、其他有机相类型的选择—有机相指数的提出与实现本文是在收集了松辽盆地、海拉尔盆地及东濮凹陷等含油、气盆地中的许多样品的有关地球化学分析资料的基础上,借鉴前人的研究思想和有关方法,将有机质类型与有机质丰度及演化程度相结合,并利用能够比较准确地反映有机质类型、丰度和演化程度的KTI、恢复后的原始Corg和Ro值等指标,求一个使成立的数学关系式,并在赋值时使由该关系式计算出的实际样品的OFI值分布在0～100之间,且有机相类型越好,相应的OFI数值就越大。我们称OFI为“有机相指数”(OrganicFaciesIndex),它是一种新型的可对有机相进行直接定量划分的指标。在不知道OFI值与KTI、Corg、Ro这3个变量之间究竟存在何种函数关系的情况下,要想求出这样一个数学表达式,比较好的方法是通过对可能存在的函数关系进行逐步回归分析,剔除那些对OFI贡献不显著、基本不影响OFI值的函数关系,而选入那些对OFI贡献显著、对其影响较大的重要函数关系式。本文在计算过程中,选取了KTI、Corg、Ro及由三者相互组合成的近20种函数关系式作为自变量,在进行逐步回归分析过程中,通过适当选取剔除变量的临界检验值,剔除不显著变量,选入显著变量,最后计算选入了5个函数关系式,并得到如下的OFI值计算公式上式的复相关系数r=0.98,可见其相关性比较显著。从以上OFI值计算公式中可以看出,烃源岩有机质的类型在其有机相的确定中占有绝对重要的地位,这与有机相的概念及前人进行有机相划分的基本思想是相一致的。据上述讨论可知,我们完全可以直接利用计算出的OFI值对烃源岩的有机相特征进行定量划分,其OFI值越高,则烃源岩有机相的类型就越好;而不必再根据众多的有关资料对有机相的类型进行各方面、各层次的定性划分。二、不同沉积相烃源岩的有机相特征海参7井是呼和湖凹陷的唯一的1口参数井,在综合了完井报告、地球化学分析数据资料的基础上,利用上述有机相划分原则及综合评价指标———OFI对海参7井各层进行了有机相研究,结果从上至下的伊敏组、大磨拐河组上、下段及南屯组上、下段的OFI平均值分别为:20.52、29.06、26.50、42.27和37.75。可见,在海参7井剖面上从上至下总的趋势是:有机相特征逐渐变好,生烃能力逐渐增强。就整个呼和湖凹陷来说,因各处的沉积环境和构造特征不同,所形成的有机相亦不相同。经有关学者研究可知,由不同的沉积相可形成不同的有机相,这里根据海参7井的有机相特征,并通过沉积相与有机相之间的成因关系,再综合考虑各种沉积相中所形成的可能的有机质丰度、性质以及相应的成熟度特征等各个方面,对呼和湖凹陷的主要烃源岩层进行有机相综合划分(图1)。可见在整个凹陷内南上段烃源岩的有机相最好,从凹陷边缘向中心逐渐变好,且有小部分深水沉积区发育更好的有机相,其次为大下段和南下段,大上段最差。根据有机相特征可进行烃源岩产烃能力评价,本文利用以OFI值为基础的上述划相方法,对呼和湖凹陷烃源岩的划相结果表明,它与有机质的产烃能力具有密切关系,这是因为OFI值不仅考虑了前人用于有机相划分的有机质类型指标KTI值,而且还综合考虑了影响烃源岩生烃的有机质丰度和成熟度的变化特征,即烃源岩的有机相指数OFI值越大,则它所产出的烃类的性质就会越好、产烃量就越高,反之亦然。因此利用烃源岩的有机相特征可进行其产烃能力评价和有利生烃区预测。经研究认为,剖面上南上段烃源岩的产烃能力最强,为最有利生油层段,其次为大下段和南下段,大上段最差。凹陷平面上的有利生烃区预测则为:最有利生烃区为乌兰诺尔向斜及附近区域和巴彦滚向斜南部,有利生烃区为凹陷主体两向斜最有利地区以外的区域,凹陷边缘区为较差生烃区。三、计算机电算定性评价(1)烃源岩有机相特征研究,应全面考虑其有机质性质、丰度和演化程度等方面进行综合评价。(2)本文提供的有机相综合评价指标———OFI,除可以更真实地反映烃源岩的有机相特征外,还为其应用于计算机电算定性评价奠定了基础。(3)有机相指数OFI在海参7井中的应用结果表明,完全可以直接利用OFI值进行烃源岩有机相划分,从而避免了采用多种地球化学指标进行烃源岩有机相定性划分所带来的繁琐和某些人为偏差。(4)