利用干酪根hc比评价烃源岩热成熟度与生烃潜力

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1、利用干酪根H_C比评价烃源岩热成熟度与生烃潜力摘要在近几年来，人们倾向于利用Rock-Eval热力法的氢指数来评价烃源岩，而忽略了用干酪根H／C比值评价烃源岩的优点。Rock-Eval热解法能快速、廉价、定量（mgHC／g岩石）地给出岩石中干酪根的热解数据。由于在数据分布上的普遍分散性，一般人们认为Rock-Eval热解法对径源岩评价是一种筛选评价。描述了在烃源岩评价中应用H／C比值的优点，并确定了H／C比值与热成熟度、有机质转化率和排油量之间新的相关性。热解干酪根的H／C比值与I型、II型干酪根的热转化率程度存在一定的相关性。定量计算的氢和碳损

2、失与加水热解实验中的损失具有很好的一致性，表明干酪根H／C比值可作为干酪根端元热成熟度的一个好的指标。如果现在和原始H／C比值确定，那么这些数据同时也为评价有机质转化率提供了一种新的方法。现在H／C比值可通过微相有机质分析测试。对于生油源岩，I型未熟干酪根的H／C比值为1．35～1．50，II型H/C比值为1．20～1．35。在加热水解实验中，油的排出量与H／C比值之间的相关性可为勘探工作者提供一种快速评价油的排出量的方法。依据加水热解实验、测试的H/C比值和计算的原始TOC（总有机碳）对WIlliston盆地（Bakken页岩）、LosAnge

3、les盆地（Nodular页岩）和Illionis盆地（NewAlbany页岩）的成熟烃源岩进行了初步体积估算，其结果于已发表的该盆地油的评价值非常吻合。关键词：H／C比值干酪根烃源岩成熟度生烃潜力0前言在过去的20～25年里，石油地球化学家成功地应用常规分析法对烃源岩进行了定量描述，包括岩石中有机质的数量、类型以及成熟度。而近些年来，人们更强调对烃的生成与排出的定量评价。现代勘探风险要求人们更全面地评估在成熟源岩中，有多少干酪根转化为石油，又有多少石油排出，这些信息对勘探、盆地建模以及远景评价都至关重要。本文旨在使地球化学工作者重新认识利用干酪

4、根H/C比评价烃源岩的好处，并给出与Rock-Eval热解方法结合以更好地评价烃该岩热演化史的H／C比值范围。利用干酪根H／C比方法评定有机质成熟度，并快速地评价有机质转化率。另外，利用H／C比与加水热解实验的比较来评价液态烃的排出量。二者之间的关系能快速有效地给出从成熟温岩中排出的原油的大致数量。当然，这不能代替精确的盆地模拟研究。关于评价干酪根转化率的方法已有报道。Rock-Eval热解法通过与同一烃源岩成熟IH的比较来估计其未熟IH。随着成熟度增加，IH的降低反映了有机质转化为石油的比例。英国石油公司就是广泛应用IH指数评价烃源岩生径潜力的

5、，但其是应用代数方法来计算已生成的石油量。已生成石油与生成总量（Rock-Eval热解法S2）的比值是一种衡量转化本的方式。两种方法都需要与成熟烃源岩的未熟岩样进行地球化学对比，而这样的样品通常无法获得。进一步讲，利用未熟烃源岩的原始IH或S2来评价是非常不可靠的，因为对给走质量的有机质会由于源岩性质不同，生烃量会变化很大。当假定为一级反应时，干酪根转化率可用Arrhenius方程来建立动力学模型，而瑞利方程需要活化能和影响因子来决定在一定温度下干酪根的转化率。这些参数往往还要通过对全岩或分离出的干酪根进行多阶段等温热模拟实验才能获得。此外，源岩

6、的时间--温度效应也必须根据具体沉积盆地重新建立。这些需要具有适当的限制条件的热力学方程来实现。地热流体、埋藏史以及古温度都会影响动力学转化率。1讨论1．1使目岩评价为了评价源岩的生烃潜力和生烃史，必须首先知道有机质的负量、类型以及成熟度。随着热演化史，差径锦岩、好烃核岩以及优质烃源岩的判识标准都发生变化。Peters等总结了烃没岩的评价参数（表1）。人们通过测定实验中总有机碳含量（TOC）来评价岩石中的有机质丰度，因为从岩石晶格中对有机组分的分离和定量非常困难。例如，利用潮湿化学法从粉碎的岩石中分离干酪根的重量由于残余物质（黄铁矿）的影响而无法

7、准确定量。依据源岩成熟度和质量，岩石中有机质的量大约等于1.25×TOC。能形成工业油藏的有机碳下限定为0.5％。但是，全球沉积盆地而言，优质烃源岩的平均TOC都超过2.0％。有机质类型一般可通过Rock－Eval热解法和有机质显微分析确定。Rock—Eval热解法作为有效测定源岩有机质的方法，可用于有机质潜力评价。虽然Rock－Eval热解仪多种多样，但它均能给出岩石的有机挥发份量S1，干酪很热解生烃总量S2和干酪根CO2生产量S3通过S2和S3能计算出岩石中氢，氧指数。通过这些参数可绘制出VanKrevelen的H/C和O/C关系图。如果成熟

8、度已知，可直接利用H／C比对干酪根进行生烃评价。有机质热成熟度一般通过Rock－Eval热解法的Tmax演变而来。Tmax是干酪根发生最