第四节

烃源岩及其评价
一、烃源岩的概念 烃源岩包括油源岩、气源岩和油气源岩。Hunt（1979）对 烃源岩的定义：在天然条件下曾经产生并排出了足以形成 工业性油、气聚集之烃类的细粒沉积。
二、烃源岩的评价


通常从有机质数量、有机质类型和有机质成熟度等三个方 面对其作出定性和定量评价。 （一） 有机质的数量 有机质的数量包括有机质的丰度和烃源岩的体积。有机质 丰度是烃源岩评价的第一位标志，其主要指标为有机碳、 氯仿沥青A和总烃的百分含量。

3.岩石热解分析 Espitalie等发展了一种快速评价烃源岩特征的热解方法， 即烃源岩评价仪，它是用岩石热解分析仪直接从岩样中测 出所含的吸附烃（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，温度可逐 步加热到550℃（图3－31）
氢指数（S2／有



1.镜质体反射率法 镜质体反射率也称镜煤反射率（R0），它是温度和有效加 热时间的函数且不可逆性，所以它是确定煤化作用阶段的 最佳参数之一。 镜质体反射率可定义为光线垂直入射时，反射光强度与入 射光强度的百分比。镜质体反射率的主要类型有最大 （Rmax）、最小（Rmin）和随机（R e）3种，

（据胡见义等，1991）



（二） 有机质的类型 有机质的类型常从不溶有机质（干酪根）和可溶有机质 （沥青）的性质和组成来加以区分。 干酪根类型的确定是有机质类型研究的主体，常用的研究 方法有元素分析、光学分析、红外光谱分析以及岩石热解 分析等。
1.元素分析 Tissot和
Durand等根据 干酪根的元素 组成分析,利用 范氏图上H/C和 O/C原子比的演 化路线将干酪 根分为Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ型,如图3－ 30所示：

图3－34

成熟度与干酪根颜色的关系 （据Staplin,1969）

3.岩石热解法 利用岩石热解分析资料中S1/（S2+S3）和热解峰温Tmax （℃）两个参数可确定烃源岩的未成熟带、成油带和成气 带（图3－34）。
3.岩石热解法
利用岩石热解分析
资料中S1/（S2+S3） 和热解峰温Tmax （℃）两个参数可 确定烃源岩的未成 熟带、成油带和成 气带（图3－34）。
沉积物和原油的碳优势指数的分布 （据
Bray等，1965 ）



（4）环烷烃 随埋深的增加，环烷烃的环数从以三－四环为主变为以单 －双环为主。 （5）生物标志化合物 随埋深和温度的增加，干酪根热降解的新生烃类使来自生 物的烃类受到稀释，与其相邻的正烷烃比较，其含量随成 熟度的增加而减少。
中国陆相油源岩评价标准
油源岩类别 好油源岩 项目 岩相 干酪根类型 H/C原子比 有机碳含量％ 氯仿沥青A％ 总烃含量／10-6 总烃／有机碳／％ 深湖－半深湖相 腐泥型 1.7～1.3 3.5～1.0 0.12 500 6 半深－浅湖相 中间型 1.3～1.0 1.0～0.6 0.12～0.06 500～250 6～3 浅湖－滨湖相 腐殖型 1.0～0.5 0.6～0.4 0.06～0.01 250～100 3～1 河流相 腐殖型 1.0～0.5 0.4 0.01 100 1 中等油源岩 差油源岩 非油源岩
机碳，IH）和氧指 数（S3／有机碳， I0）与干酪根元素 组成分析能进行很 好的对比。因此， 可利用这两个指数 绘制范氏图确定烃 源岩中有机质的类 型,如图。
氢指数和氧指数确定烃源岩类型 （据Espitalie等，1974）

各种干酪根的分类和特征综合在表3－7中。

表3－7
烃源岩中的干酪根分类

黄骅凹陷烃源岩元素分选图 （据卢松年，1989）
Ⅰ－腐泥型； Ⅱ1－腐殖腐泥型； Ⅱ2－腐泥腐殖型； Ⅲ－腐殖型
2、光学分析 在显微镜下对干酪根进行光学分析是从光学性质上和形貌 上把握其类型。光学分析方法包括孢粉学法和煤岩学法。 孢粉学法将其分成藻质、草质、本质和煤质。 煤岩学法是将干酪根的显微组成为壳质组、镜质组和惰质 组。
下两图是各种成熟度指标综合应用时的对应情况

干酪根分析所得各成熟指标的对应情况 （据Tissiot等，1978）

据 烃的组成和丰度所得成熟指标的对应情况 （Tissot据Durand改编，1978）



R0<0.5％～0.7％为成岩作用阶段，生的烃未成熟； 0.5％～0.7％<R0<1.1％～1.3％为深成作用阶段的成油主 带； 1.1％～1.3％<R0<2％为深成作用阶段的高成熟凝析油和 湿气带； R0>2% 为准变质作用阶段，为只产甲烷的干气带。


2.孢粉和干酪根颜色法 在显微镜投射光下，孢子、花粉和其它微体化石随成熟度 作用的增加而显不同的颜色。未成熟阶段为浅黄至黄色， 成熟阶段为褐黄至棕色，过成熟阶段为深棕至黑色。 干酪根颜色的应用实例如图3－34所示。

在煤岩显微组成中，镜质体最丰富，反射率居中，而壳质 组反射率低，惰质组最高（图3－32）

图3－32 卢森堡中里阿斯统页岩有机质 不同组分反射率分布直方图 （据 Hagermann,1978）

干酪根的类型不同，其各成熟阶段R0值也有一定差别，如 图3－33所示。

图3－33

镜质体反射率确定油气近似界限 （据Tissot ,1978）

利用岩石热解分析资料中S1/（S2+S3）和 热解峰温Tmax（℃）确定烃源岩的成熟度 （据Espitalie等，1977）





4.可溶有机质的化学法 （1）演化曲线 根据氯仿沥青A、总烃含量和氯 仿沥青A／有机碳、总烃／有机 碳等转化率绘制随深度的演化曲 线，这些曲线可反映有机质的成 熟度随深度的变化。 （2） C2－C6轻烃 C2－C6轻烃数量和组成能很好地 判断烃源岩中有机质的成熟度。 （3）C15+烃类 Bray和Evens（1965）研究了近 代沉积、古代沉积和原油中C15+ 奇数碳和偶数碳正烷烃的分布， 发现有明显的差别




4.可溶沥青分析 可溶沥青的研究也能反映烃源岩中有机质的类型，较常用 的参数如下： 1）烃源岩氯仿抽提物中组分组成特征 2）饱和烃气相色谱特征 3）色谱－质谱分析
（三）

有机质的成熟度
评价有机质成熟度的方法有多种，其中常用的有：镜质体 反射率（R0）法、孢粉和干酪根的颜色法、岩石热解法、 可溶有机质的化学法。