生油层研究与油源对比.pptx

一一.生油层研究生油层研究 烃源岩：烃源岩：指富含有机质能生成并提供工指富含有机质能生成并提供工业数量油气的岩石。业数量油气的岩石。生油岩生油岩：只提供工业数量的石油只提供工业数量的石油的的岩石岩石。生气母岩或气源岩生气母岩或气源岩：只提供工业数量的天只提供工业数量的天然气然气的岩石的岩石。第1页/共49页生油层：生油层：由生油岩组成的地层。由生油岩组成的地层。生油层系：生油层系：在一定的地质时内在一定的地质时内,具有具有相同岩性相同岩性-岩相特征的若干岩相特征的若干生油层与生油层与非生油层非生油层的组合。的组合。生油层研究：地质研究和地球化学研究 第2页/共49页(一一)生油层的地质研究生油岩的岩石类型：生油岩的岩石类型：泥质岩类：泥质岩类：泥岩、页岩、泥岩、页岩、粘土岩粘土岩等；等；碳碳酸酸盐盐岩岩类类：泥泥灰灰岩岩、生生物物灰灰岩岩以以及及富富含含有机质的灰岩等。有机质的灰岩等。泥泥页页岩岩和和泥泥灰灰岩岩是是石石油油原原始始物物质质大大量量赋存的场所。赋存的场所。岩性、岩相、厚度及分布范围第3页/共49页 特特征征：粒粒度度细细小小于于0.05mm0.05mm，颜颜色色暗暗黑黑、深深灰灰、灰灰绿绿、灰灰褐褐色色等等，富富含含有有机机质质，偶偶见见原原生生油油苗苗，常常见见分分散散黄铁矿等。黄铁矿等。岩岩性性特特征征是是确确定定生生油油岩岩最最简简便便、最最直观的标志。直观的标志。第4页/共49页沉积环境或岩相：沉积环境或岩相：一般在利于生物大量繁殖、一般在利于生物大量繁殖、保存，且利于生油岩发育的环境最有利。这样的环保存，且利于生油岩发育的环境最有利。这样的环境只有境只有深水和半深水湖相及浅海相深水和半深水湖相及浅海相，沼泽相则主要沼泽相则主要为成煤环境为成煤环境。生油层的厚度及分布生油层的厚度及分布：分布面积越大，厚度越大，有机质的总量越大，则生烃量越大。但单层厚度很大的块但单层厚度很大的块状泥岩因往往欠压实，产生超压，会抑制生烃能力，不利状泥岩因往往欠压实，产生超压，会抑制生烃能力，不利于排烃。于排烃。粘土岩层厚粘土岩层厚303040m40m，砂层单层厚，砂层单层厚101015m15m，二者，二者显略等厚互层的地区，生储岩接触面积大，最利于石油的显略等厚互层的地区，生储岩接触面积大，最利于石油的生成与聚集。生成与聚集。第5页/共49页(二二)生油岩的有机地球化学研究生油岩的有机地球化学研究 有机质丰度、类型、成熟度、排烃效率有机质丰度、类型、成熟度、排烃效率 1.1.有机质的丰度有机质的丰度 (1)1)有有机机碳碳（TOC):TOC):系系指指岩岩石石中中残残留留的的有有机机碳碳，即即岩岩石石中中有有机机碳碳链链化化合合物物的的总总称称，以以单单位质量岩石中有机碳的质量百分数表示。位质量岩石中有机碳的质量百分数表示。有机碳、氯仿沥青有机碳、氯仿沥青“A A”和总烃的百分含量和总烃的百分含量及岩石热解参数。及岩石热解参数。第6页/共49页 组成有机质的元素中组成有机质的元素中C C最多、最稳定，可反映有最多、最稳定，可反映有机质数量。机质数量。实测实测TocToc是生油岩中油气生成后，残留下来的碳是生油岩中油气生成后，残留下来的碳含量，又称残余（剩余）有机碳。含量，又称残余（剩余）有机碳。有机碳有机碳有机质。有机质。一般：剩余有机质有机系数一般：剩余有机质有机系数剩余有机碳剩余有机碳 有机系数为有机系数为1.221.22或或1.331.33第7页/共49页(2)(2)氯仿沥青氯仿沥青“A A”氯氯仿仿沥沥青青“A”是是指指岩岩石石中中可可抽抽提提的的有有机机质质含含量量。与有机质丰度、类型、成熟度有关。与有机质丰度、类型、成熟度有关。第8页/共49页()总烃（总烃（HCHC）含量）含量 总烃为沥青“A”中的饱和烃+芳香烃含量。第9页/共49页中国陆相生油层评价标准（胡见义、黄第藩，1991）生油生油层类别层类别项项目目好生油好生油层层中等生油中等生油层层差生油差生油层层非生油非生油层层岩相岩相深湖一半深湖相深湖一半深湖相半深湖一浅湖相半深湖一浅湖相浅湖一浅湖一滨滨湖相湖相河流相河流相干酪根干酪根类类型型腐泥型腐泥型中中间间型型腐殖型腐殖型腐殖型腐殖型HC1.71.31.31.01.00.51.00.5有机碳含量有机碳含量()3.51.01.00.60.60.40.120.120.060.060.015005002502501006633130301515075006006003003001530030012012050606020200505第14页/共49页2.2.有机质的类型有机质的类型 有机质的类型常从有机质的类型常从不溶有机质不溶有机质(干酪干酪根根)和和可溶有机质可溶有机质(沥青沥青)的性质和组成的性质和组成来加以区分。来加以区分。干酪根类型的确定是有机干酪根类型的确定是有机质类型研究的主体质类型研究的主体，常用的研究方法有，常用的研究方法有元素分析、光学分析、红外光谱分析以元素分析、光学分析、红外光谱分析以及岩石热解分析等。另外可溶沥青的研及岩石热解分析等。另外可溶沥青的研究也普遍受到重视。究也普遍受到重视。第15页/共49页(1)Kerogen(1)Kerogen分类分类 a.a.元素分类元素分类孙虎前磨头地区源岩的H/CO/C关系图 第16页/共49页 b b.热解法热解法 由J.EspitalieJ.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（S S1 1）、干酪根热解烃（S S2 2）和二氧化碳（S S3 3）与水等含氧挥发物，以及相应的温度。第17页/共49页前磨头地区源岩氢指数与氧指数 第18页/共49页孢粉学分类孢粉学分类藻藻 质质絮絮 质质草草 质质木木 质质煤煤 质质煤岩学分煤岩学分类类显微组分显微组分壳壳 质质 组组镜质组镜质组情质组情质组显微组分细分显微组分细分藻质体藻质体无定形无定形孢孢 粉粉角质体角质体树脂体树脂体木栓体木栓体结构镜质体结构镜质体无结构镜质体无结构镜质体丝质体丝质体微粒体微粒体巩膜体巩膜体元素元素分析分析Tissot分类分类藻质型（藻质型（）腐泥型（腐泥型（）腐植型（腐植型（）残余型（残余型（）中国分类中国分类腐腐 泥泥 型（型（）腐植型（腐植型（）煤质型（煤质型（）原始原始H/C原子比原子比1.70-1.501.501.301.00.700.600.50原始原始O/C原子比原子比0.10.20.10.30.20.30.25岩石热解岩石热解分析分析生烃潜力生烃潜力S1+S2（kg/t岩石）岩石）66422降解率（降解率（%）50105010IH（mg/g有机碳）有机碳）800800500150IO（mg/g有机碳）有机碳）40604015050红外光谱红外光谱分析分析2930(cm1)/1600(cm1)3.03.00.41460(cm1)/1600(cm1)1.201.200.450.25有机质来源有机质来源海生、湖生海生、湖生陆生陆生陆生陆生陆生强氧化陆生强氧化或再循环或再循环化石燃料化石燃料以油、油页岩、藻煤和残植以油、油页岩、藻煤和残植煤为主煤为主油气油气以气和腐植煤为主以气和腐植煤为主无油、少量气无油、少量气烃源岩中的干酪根分类(据陈荣书，1989，补充)第19页/共49页其它其它干酪根干酪根分类（中国陆相）分类（中国陆相）标标准腐殖型准腐殖型2含腐泥腐殖型含腐泥腐殖型1腐殖腐泥型腐殖腐泥型含腐殖腐泥型含腐殖腐泥型I2标标准腐泥型准腐泥型I1HC1.50C0.300.300.250.250.150.150.100.10红红146016000.80外外292016003.2513C()-22.5-22.5-25.5-25.5-28-28HI(岩石岩石热热解解)475第20页/共49页(2)(2)可溶沥青有机质的类型a.正构烷烃正构烷烃第21页/共49页 来源于陆生高等植物的有机质，气相色谱图上具有高分子量的正构烷烃，其碳数范围从 C C1010C C4040，主峰碳位置在 nCnC2727、nCnC29 29 和 nCnC3131。第22页/共49页 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 nCnC15 15 和 nCnC1717，为单峰型单峰型。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。第23页/共49页 若为混合来源的有机质，正构烷烃会出现前后两个峰，即为双峰型，如美国犹英他盆地始新统沉积物。第24页/共49页b.b.甾萜烷甾萜烷 第25页/共49页C27甾烷主要来自浮游生物C29甾烷主要来自陆源高等植物第26页/共49页孙虎前磨头地区源岩三种甾烷组成的三角图 第27页/共49页3.3.有机质的成熟度有机质的成熟度 （1 1）镜质组反射率（）镜质组反射率（R0R0）镜质组是一组富氧的显微组份，由泥炭成因有关的腐镜质组是一组富氧的显微组份，由泥炭成因有关的腐殖质组成，具镜煤（或煤素质）特征，其结构为以芳香烃殖质组成，具镜煤（或煤素质）特征，其结构为以芳香烃为核，常有不同的支链烷基。在热演化过程中，链烷热解为核，常有不同的支链烷基。在热演化过程中，链烷热解析出，芳环稠合，出现微片状结构，芳环片间距逐渐缩小，析出，芳环稠合，出现微片状结构，芳环片间距逐渐缩小，致使反射率增大，透射率减小，颜色变暗，这是一种不可致使反射率增大，透射率减小，颜色变暗，这是一种不可逆反应。镜质组反射率与成岩作用关系密切相关，热变质逆反应。镜质组反射率与成岩作用关系密切相关，热变质作用愈深，镜质组反射率愈大。作用愈深，镜质组反射率愈大。盆地中沉积有机质向石油转化的热演化程度干酪根的类型不同其各成熟阶段Ro值也有一定差别第28页/共49页（2）热变质指数（TAI）它是一种在显微镜下通过透射光观测到的由热引起的孢粉、藻类等颜色变化的标度，按颜色变化确定有机质的演化程度，共分5个级别：1级黄色，未变化2级桔色，轻微热变化3级棕色或褐色，中等热变质4级黑色，强变质5级黑色，强烈热变质，伴有岩石变质现象油气生成的热变质指数介于2.53.7之间。第29页/共49页 (3)3)孢粉和孢粉和干酪根颜色法干酪根颜色法 未成熟阶段为浅黄至黄色；成熟阶段为褐黄至棕色；过成熟阶段为深棕色至黑色。第30页/共49页(4)(4)岩石热解法岩石热解法 第31页/共49页成熟度指成熟度指标标未成熟未成熟生油生油凝析油凝析油湿气湿气干气干气镜质镜质体反射率体反射率20TmaxI类类49011类类490类类505我国生油岩的Tmax范围(邬立言，1986)第32页/共49页(5)5)正烷正烷烃烃 第33页/共49页 随着有机质成熟度的增加，CPICPI值和 OEPOEP值愈接近1 1，并趋于稳定。奇奇偶偶优优势势比比即正烷烃中奇碳分子比偶碳分子的相对浓度，它有两种表示方法，即碳优势指数（CPICPI）和奇偶优势指数（OPEOPE）。第34页/共49页4.4.有机质的转化指标有机质的转化指标 采采用用氯氯仿仿沥沥青青/有有机机碳碳、总总烃烃/有有机机碳碳、总总烃烃/氯氯仿仿沥沥青青、饱饱和和烃烃/芳芳烃烃、总总烃烃/非非烃烃等等比比值值可可以以进进一一步步了了解解有有机机质质的的转转化率。化率。第35页/共49页二二.油源对比油源对比 油油源源对对比比包包括括油油岩岩、油油油油、气气气气、油油气气岩岩的的对对比比，实实际际上上地地化化对对比比的的核核心心问问题题就就是是油油岩岩和和气气岩岩的的对对比比以以及及天天然然气气的的成成因因分分类。其主要意义是：类。其主要意义是：1.1.查查明明盆盆地地内内含含油油层层与与生生油油层层的的关关系系，确确定定生生储储盖盖组组合合的产能及分布特征。的产能及分布特征。2.2.了了解解油油气气运运移移的的方方向向和和途途径。径。第36页/共49页(一一)油源对比原则油源对比原则 对对比比的的原原则则：性性质质相相同同的的两两种种油油气气应应源源于于同同一一母母岩岩；母母岩岩排排出出的的石石油油应应与与母母岩岩中中残残留留的的石石油油相相同同，实实际际上上油油气气在在运运移移过过程程中中会会受受到到各各种种因因素的影响，因此，相似即同源。素的影响，因此，相似即同源。对对比比指指标标应应选选择择在在生生油油岩岩和和原原油油中中共共同同含含有有的，不受运移、热变质作用所影响的化合物。的，不受运移、热变质作用所影响的化合物。第37页/共49页(二二)常用对比指标常用对比指标 1.1.正烷烃分布曲线正烷烃分布曲线 第38页/共49页2.2.微量元素微量元素 常 用 钒 和 镍，V/Ni1V/Ni1V/Ni1为海相环境，而且，V/NiV/Ni随年代越老，比值越小，可能由于V V较NiNi不稳定。第39页/共49页异戊二烯型烷烃分布状况示意图(据Welte，1979)15-21个碳原子的类异戊二烯型烷烃的分布特征作为对比标志3.3.生物标志化合物生物标志化合物 第40页/共49页姥鲛烷/正十七烷、植烷/正十八烷、(姥鲛烷+植烷)/(正十七烷+正十八烷)作为对比标志。第41页/共49页西德弗斯特油田:27到30个碳原子的四环，五环环烷烃胆甾烷麦角甾烷埃第安烷谷甾烷藿烷羊毛甾烷J2石油J2页岩J1页岩J1页岩西德弗斯特油田石油与生油岩的C27+环状化合物的对比(据Welte，1975)石油主要来自中侏罗统的页岩第42页/共49页甾烷和萜烷的质量色谱图用于油-油和油-岩对比吐鲁番盆地原油饱和烃和生油岩，煤的抽提物中甾烷(m/z217)和五环三萜烷(m/z191)质量色谱图(据黄第藩等，1989)台参一井和七克台油田的原油属同源，母质为J1b的煤和型母岩。而胜金口油田的原油来自J2q的生油岩。第43页/共49页4.4.碳、氢稳定同位素碳、氢稳定同位素不同馏分或组分原油碳、氢稳定同位素对比。由于饱和烃、芳烃和N、S、O化合物的碳、氢同位素具有连续性的差异，所以，这些原油是分别属于两种碳、氢同位素组成不同的母岩。第44页/共49页同位素类型曲线进行油-岩对比用同位素类型曲线对比原油与生油岩(转引自潘钟祥等，1986)图中实线表示原油；虚线表示生油岩抽提物的组分第45页/共49页西德原油与生油岩13C值对比表盆盆地地油油田田地地层层深深度度(米米)13C值值油源油源对对比比原原油油生生油油岩岩可溶性有机可溶性有机质质不溶性有机不溶性有机质质莱茵盆地莱茵盆地胡滕海姆胡滕海姆第三系第三系1890-27-265好好渐渐新新统统1910-264-266较较好好吕吕佩佩阶阶1900-288北德意志北德意志盆盆地地乔乔治斯治斯道道尔尔夫夫白垩系白垩系韦韦尔尔登登阶阶890-325-338差差940-322-331差差830-322第46页/共49页气源对比天然气的成分、同位素组成和母岩的成熟度(Ro)可进行气源对比加拿大北极区某背斜气源对比图(据Stahl，1979)第47页/共49页1.1.沉积有机质的生化组成主要有哪些？对成油最有利的生化组成是什么？2.2.按化学分类，干酪根可分为几种类型？简述其化学组成特征。3.3.论述有机质向油气转化的现代模式及其勘探意义。（试述干酪根成烃演化机制）4.4.试述有机质成烃的主要控制因素。（简述时间温度指数（TTITTI）的理论依据、方法及其应用。）5.5.试述有利于油气生成的大地构造环境和岩相古地理环境（地质条件）。6.6.天然气可划分哪些成因类型？有哪些特征？7 7试述生油理论的发展。8 8评价生油岩质量的主要指标。9.9.油源对比的基本原则是什么？目前常用的油源对比的指标有哪几类？第48页/共49页感谢您的观看！第49页/共49页