課程設計--油氣地球化學綜合評價原理及應用

1、<p>　　東 北 石 油 大 學</p><p>　　課 程 設 計</p><p>　　2012年 07 月 10 日</p><p>　　東北石油大學課程設計任務書</p><p>　　課程 地球化學專業(yè)課程設計與實踐</p><p>　　題目

2、 油氣地球化學綜合評價原理及應用</p><p>　　專業(yè) 地球化學 姓名 李進步 學號 090101340109 </p><p>　　主要內容、基本要求、主要參考資料等</p><p><b>　　主要內容：</b></p><p>　　對由文獻資

3、料、油田、科研院所等途徑收集的地球化學分析數據進行處理，揭示其中所蘊含地球化學信息，解決有關的實際地球化學問題，完成油源對比、烴源巖評價、氣源對比等三個與科研、生產實際密切相關的專題。通過課下查閱文獻、課堂教學及上機講解，掌握以上三個專題的基本研究思路和方法。加深對課堂學習內容的理解，培養(yǎng)繪圖、文字表達及綜合分析問題的能力，提高計算機操作能力，為今后畢業(yè)設計及科研生產工作奠定良好基礎。</p><p><b

4、>　　基本要求：</b></p><p>　　1.能熟練進行地化分析數據的歸納、整理；</p><p>　　2.掌握各專題中常規(guī)科研問題的基本研究思路和方法；</p><p>　　3.熟練應用office、雙狐等常用辦公軟件；</p><p>　　4.具備一定文字表達及綜合分析問題的能力。</p><p&

5、gt;<b>　　主要參考資料：</b></p><p>　　1.盧雙舫, 張敏. 油氣地球化學[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2008.</p><p>　　2.王大銳. 油氣穩(wěn)定同位素地球化學[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2000.</p><p>　　3.韓吟文. 地球化學[M]. 北京: 地質工業(yè)出版社, 2003.</

6、p><p>　　完成期限 2012-06-25—2012-07-20 </p><p>　　指導教師 薛海濤 馮進來 </p><p>　　專業(yè)負責人 李吉君 </p><p>　　2011年 07 月 10日</p><p&

7、gt;<b>　　摘 要</b></p><p>　　為更好地服務于現代油氣藏評價和油氣田開發(fā)，我們必須懂得對地球化學分析數據進行處理分析，揭示地球化學信息，才能解決有關的實際地球化學問題。本文引用相關例證，運用各種經典的分析方法處理數據，達到理論與實踐的相結合，為以后的工作奠定扎實基礎。經典的油氣地球化學以烴源巖為核心，其應用主要體現在兩方面，一是烴源巖評價，二是油氣源對比。烴源巖的定性評

8、價是烴源巖評價的重要組成部分，是在勘探早期對烴源巖的一種鑒定工作；定量評價的內涵既包括生烴評價，也包括排烴評價，既包括油，也包括氣，既包括總量，也包括同期次，同時還應包括強度評價。油氣源對比，包括油—油、油—巖、油—氣、氣—氣、氣—巖對比等。其目的在于追蹤油氣層中油氣的來源。通過對比研究可以搞清含油氣盆地中石油、天然氣與烴源巖之間的成因聯系，油氣運移的方向、距離和油氣次生變化，從而進一步圈定可靠的油、氣源區(qū)，確定勘探目標，有效地指導油氣

9、勘探開發(fā)。 油氣源對比的實質是運用有機地球化學的基本原理，合理地選擇對比參數來研究油、氣及與源巖之間的相互關系。通過對數據的處理，運用各種圖表、模擬，結合理論和實際情況，結果表明經典的油氣田評價方法是適應當代的油氣田開發(fā)</p><p>　　關鍵詞：油氣地球化學；烴源巖定性評價；油氣源對比；油氣勘探</p><p><b>　　Abstract</b></p&g

10、t;<p>　　In order to better serve the modern oil and gas reservoir evaluation and exploitation of oil and gas, we must understand the geochemistry analysis data processing analysis, revealing the geochemical inform

11、ation, can solve the practical problems related to geochemistry.This paper cited examples, using a variety of classical analytical methods of processing data, reach theory and practice of combining, for future work to la

12、y a solid foundation for.Classic geochemistry of oil and gas in hydrocarbon</p><p>　　Key words: :Petroleum Geochemistry;source rock evaluation; oil and gas origin contrast; oil-gas exploration</p><

13、;p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 烴源巖定性評價</p><p>　　1.1烴源巖定性評價的目的及意義</p><p>　　1.1.1 烴源巖的概念</p><p>　　已經生成、或有可能生成，或具有生成油氣潛力的細粒巖石。這既包括泥、頁巖，也包括碳酸鹽巖，既包括油源巖，也包括氣源巖。

14、由烴源巖構成的巖層（地層）稱為源巖層。</p><p>　　1.1.2 烴源巖的定性評價</p><p>　　烴源巖定性評價——是其定量評價和油氣資源量評估的基礎，其研究對象包括：烴源巖的體積、有機質的豐度、有機質的類型、有機質的成熟度。</p><p>　　1.1.3 烴源巖的定性評價研究的問題</p><p>　　烴源巖評價主要回答研究區(qū)

15、能否生烴、生成了多少烴類？油源對比則主要回答源巖所生成的烴類到哪里去了？或者，所發(fā)現的油氣來自哪里？從而為明確有利勘探方向服務。烴源巖的定性評價是其定量評價和油氣資源量評估的基礎。</p><p>　　1.2烴源巖定性評價的基本思路</p><p>　　烴源巖的定性評價是在勘探早期對烴源巖的一種鑒定工作。本次研究主要從有機質的豐度、類型、成熟度三方面對烴源巖進行定性評價。</p>

16、;<p>　　1.3常用技術手段、參數</p><p>　　烴源巖的體積，有機質的豐度，有機質的類型，有機質的成熟度。</p><p>　　1.3.1烴源巖有機質豐度評價</p><p>　　有機質豐度：是指單位質量巖石中有機質的數量,巖石中有機質的含量（豐度）越高，其生烴能力越高。 目前，衡量巖石中有機質的豐度所用的指標主要有：總有機碳（TOC）、氯

17、仿瀝青“A”、總烴、生烴勢（S1＋S2）。</p><p>　　一、 有機質豐度指標</p><p>　　(1)總有機碳(TOC．%)</p><p>　　有機碳是指巖石中存在于有機質中的碳。通常用占巖石重量的％來表示。從原理上講，巖石中有機質的量還應該包括H、O、N、S等所有存在于有機質中的元素的總量?？紤]到C元素一般占有機質的絕大部分，且含量相對穩(wěn)定，故常用有機

18、碳的含量來反映有機質的豐度。常用的方法是乘以校正系數K，即有機質＝K·有機碳。Tissot等給出了經驗的K值（表1-1）。</p><p>　　表1-1 由有機碳含量計算有機質含量的轉換系數（據Tissot，1984）</p><p>　　(2) 氯仿瀝青“A”（％）和總烴（HC）</p><p>　　氯仿瀝青“A”是指用氯仿從沉積巖（物）中溶解（抽提）

19、出來的有機質。它反映的是沉積巖中可溶有機質的含量，通常用占巖石重量的百分含量來表示。</p><p>　　氯仿瀝青中飽和烴和芳香烴之和稱為總烴。通常用占巖石重量的百萬分（ppm）做單位。顯然，它反映的是源巖中烴類的豐度而不是總有機質的豐度。</p><p>　?。?）生烴勢（S1＋S2，mgHC/g巖石）</p><p>　　對巖石用Rock-Eval熱解儀分析得到

20、的S1被稱為殘留烴， ( S1+S2)稱為生油勢，它包括烴源巖中已經生成的和潛在能生成的烴量之和，但不包括生成后已從烴源巖中排除的部分。兩部分之和也隨有機質含量的升高而增大。</p><p>　　二、 烴源巖中有機質豐度評價</p><p>　　巖石中有機質的含量達到多少才能成為烴源巖，是有機質豐度評價的主要內容。黃第藩提出了適用于我國陸相含油氣盆地烴源巖評價標準(表1-2)。</p

21、><p>　　表1-2 我國陸相烴源巖有機質豐度評價表 (SY/T 5735-1995)</p><p>　　1.3.2有機質的類型</p><p>　　由于不同來源、組成的有機質成烴潛力有很大的差別，因此，要客觀認識烴源巖的成烴能力和性質，僅僅評價有機質的豐度是不夠的，還必須對有機質的類型進行評價。有機質類型是衡量有機質產烴能力的參數，同時也決定了產物以油為主還是以

22、氣為主。常用鑒別有機質類型的方法：</p><p>　　一、 依據巖石（或干酪根）的Rock-Eval熱解特征劃分有機質的類型</p><p>　　圖1-1 由氫指數、氧指數劃分有機質類型圖（鄔立言等）</p><p>　　二、 依據干酪根鏡檢數據劃分有機質的類型</p><p>　　類型指數的計算及類型劃分：用各組分的百分含量進行加權計算，

23、按下列公式求出類型指數TI值：</p><p>　　式中a、b、c、d分別代表腐泥組、殼質組、鏡質組和惰性組。</p><p>　　表1-2 干酪根類型劃分標準</p><p>　　三、 根據干酪根元素組成分類</p><p>　　圖1-2 干酪根主要類型和演化途徑</p><p>　　四、 根據氯仿瀝青“A”的族組成

24、及正構烷烴組成</p><p>　　表1-3 依據可溶有機質劃分干酪根類型表（三類四分法，SY/T 5735--1995）</p><p>　　1.3.3有機質的成熟度</p><p>　　油氣雖然是由有機質生成的，但有機質并不等于油氣。從有機質到油氣需要經過一系列的變化。衡量這種變化程度（有機質向油氣轉化程度）的參數為成熟度指標，這方面的研究即為有機質的成熟度評價

25、。只要在成熟演化過程中體現出規(guī)律性的變化，反映這種變化的參數即可成為成熟度指標。</p><p>　　一、 鏡質組反射率（Ro）作為成熟度指標</p><p>　　由于鏡質組反射率隨熱演化程度的升高而穩(wěn)定增大，并具有相對廣泛、穩(wěn)定的可比性，使Ro成為目前應用最為廣泛、最為權威的成熟度指標。</p><p>　　表1-4 陸相烴源巖有機質成熟演化階段劃分及判別指標（S

26、Y/T5735—1995簡化）</p><p>　　二、 干酪根元素組成的變化反映有機質的成熟度</p><p>　　干酪根的成烴過程是一個脫氧、去氫、富集碳的過程。因此，干酪根的H/C、O/C原子比隨成熟度的升高而持續(xù)降低。</p><p>　　圖1-3 H/C、O/C原子比關系圖</p><p>　　三、 干酪根顏色及熒光性的變化作為成熟

27、度指標 </p><p>　　隨著熱演化程度的升高，干酪根或生物殘體的芳核縮聚程度加大，對光吸收增強，導致顏色由淺變深，使反映顏色變化的熱變指數成為常用的成熟度指標之一，而干酪根中類脂組的熒光強度隨熱演化程度的升高而降低。</p><p>　　表1-5 有機質熱變指示帶</p><p>　　四、 最高熱解峰溫（Tmax）作為成熟度指標</p><

28、p>　　Tmax是由Rock-Eval熱解儀分析所得到的S2峰的峰頂溫度，對應著實驗室恒速升溫的條件下熱解產烴速率最高的溫度。由于生烴時，活化能較低的部分往往更多的被優(yōu)先裂解，因此，隨著成熟度的升高，殘余有機質成烴的活化能越來越高，生烴所需的溫度也逐漸升高，即Tmax逐漸升高。這是Tmax作為成熟度指標的基礎。</p><p>　　圖 1-4 巖石熱解分析圖</p><p><

29、b>　　1.4文獻調研</b></p><p><b>　　Abstract:</b></p><p>　　The four sets of source rocks at the southern edge of the region have hydrocarbon potential. The abundance of organic matt

30、er in Permian and Lower Jurassic source rocks is higher, and the organic matter types are mainly type Ⅲ, the abundance of organic matter in Cretaceous and Tertiary source rocks is slightly lower but the organic types are

31、 better which are dominated by typeⅠand typeⅡ. Permian source rocks are at the mature-high mature stage in this region; Jurassic source rocks are in a low-mat</p><p><b>　　摘要：</b></p><p

32、>　　四套源巖的南部邊緣地區(qū)的油氣潛力。有機質豐度在二疊系和侏羅系烴源巖較高，與有機質類型主要類型Ⅲ，有機質豐度在白堊紀和第三紀，烴源巖有機質類型是略低，但更主要是Ⅰ型和型Ⅱ。二疊系烴源巖在mature-high成熟的階段，在這一地區(qū)；侏羅系烴源巖在low-mature-high白堊系烴源巖成熟階段；在未成熟－成熟階段，但wusu-changji地區(qū)白堊系烴源巖中生油高峰；第三系烴源巖的大部分地區(qū)–未成熟低成熟階段，但源巖達到了成

33、熟階段的四棵樹抑郁癥。</p><p><b>　　1.5習題</b></p><p>　　1.5.1有機質的豐度</p><p>　　一、 有機碳及氯仿瀝青“A”數據分析</p><p>　　(1)根據所給資料作出下列圖件：</p><p>　?、僮鞒龈鲗佑袡C碳分布直方圖；</p>

34、<p>　　②作出各層氯仿瀝青“A”分布直方圖；</p><p>　?、劾L制“A”/ TOC與深度的演化剖面圖。</p><p>　　(2)根據所作圖件和所給資料論述：</p><p>　?、賹Ρ仍u價各層的有機質豐度，指出可能的烴源巖，根據其性質優(yōu)劣，指出最有利的烴源巖層位；</p><p>　?、诖_定生烴門限及生烴高峰的深度。&

35、lt;/p><p>　　圖1-5 有機碳分布直方圖</p><p>　　從圖1-5可知n1段TOC>0.6%的樣品為主，按烴源巖的分級評價標準，屬于較好的優(yōu)質烴源巖。n2、qn1段TOC大多位于1.0%-2.0%的樣品為主，按烴源巖的分級評價標準，屬于好-優(yōu)質烴源巖。而qn2+3、y1、y2+3段的TOC<0.4%為主，按烴源巖的分級評價標準，屬于差的烴源巖。</p>

36、<p>　　圖1-6 氯仿瀝青“A”分布直方圖</p><p>　　從圖1-6的氯仿瀝青“A”來看，n1、y2+3大部分樣品屬中~差烴源巖，小部分屬優(yōu)質源巖。n2大部分樣品屬差烴源巖，小部分屬優(yōu)質源巖。qn1大部分樣品屬優(yōu)質烴源巖，小部分屬中~差源巖。y1樣品全部屬差烴源巖。</p><p>　　圖1-7 “A”/TOC與深度的演化剖面圖</p><p>

37、;　　由圖1-7 可知“A”/TOC與深度的演化剖面圖中，qn1、qn2+3段生烴門限約為1700米；但n1、n2、y2+3段生烴門限較淺，約為1300米。</p><p>　　二、 有機質的族組成數據分析</p><p>　　(1)根據所給資料作出下列圖件：</p><p>　　①作出各層總烴分布直方圖；</p><p>　?、谧鞒龈鲗樱ǚ?/p>

38、烴+瀝青質）/總烴分布直方圖；</p><p>　?、圩鞒龈鲗用總€樣品族組成三角圖；</p><p>　?、芾L制總烴/TOC與深度的演化剖面圖。</p><p>　　(2)根據所作圖件和所給資料論述：</p><p>　?、賹Ρ仍u價各層的有機質豐度，指出可能的烴源巖，根據其性質優(yōu)劣，指出最有利的烴源巖層位；</p><p&

39、gt;　?、诖_定生烴門限及生烴高峰的深度。</p><p>　　圖1-8 總烴分布直方圖</p><p>　　從上圖總烴來看，n1段大部分屬于中-好的烴源巖，n2、qn1段大部分屬于好烴源巖，少部分屬于中等烴源巖；qn2+3大部分屬于中等烴源巖，y2+3大部分屬于好的烴源巖，一部分屬于差的烴源巖。</p><p>　　圖1-9 （非烴+瀝青質）/總烴分布直方圖<

40、;/p><p>　　從上圖（非烴+瀝青質）/總烴來看，n1段屬中~差烴源巖；n2段大部分屬于最差烴源巖，少部分屬于差烴源巖；qn1段大部分屬于好烴源巖，少部分屬于中~差烴源巖；qn2+3段大部分屬于中~差烴源巖，少部分屬于好烴源巖；y2+3段屬較差烴源巖。</p><p>　　圖1-10 樣品族組成三角圖</p><p>　　從上圖族組成三角圖來看，n1段大部分非烴+瀝

41、青質含量為30%，飽和烴的含量50%左右，屬中~差烴源巖；n2段源巖生烴能力較差；qn1段大部分飽和烴的含量>60%,非烴+瀝青質含量為20%，屬于好烴源巖，少部分屬于中~差烴源巖；qn2+3、y2+3段大部分屬于較差烴源巖。</p><p>　　圖1-11 總烴/TOC與深度的演化剖面圖</p><p>　　qn1、qn2+3段生烴門限約為1700米；但n1、n2段生烴門限較淺,約

42、為1300米。</p><p>　　三、 熱解色譜資料的解釋</p><p>　　(1)根據所給資料作出下列圖件：</p><p>　?、俑鶕o資料，計算氫指數、氧指數、烴指數、生烴潛量、產率指數及類型指數；</p><p>　?、谧鞒龈鲗由鸁N潛量分布直方圖；</p><p>　?、劾L制S1/TOC～深度、S1/（S

43、1+S2）～深度、（S1+S2）/TOC～深度演化圖；</p><p>　?、芾L制氫指數～氧指數及氫指數～Tmax關系圖。</p><p>　　(2)根據所作圖件和所給資料論述：</p><p>　　①評價各層段的生油潛力；</p><p>　?、趧澐指鲗佣蔚挠袡C質類型；</p><p>　?、壑赋錾烷T限深度、生油高

44、峰深度；</p><p>　?、苤赋雠庞烷T限深度。</p><p>　?、菰谏鲜鼍C合分析的基礎上結合巖性資料指出可能的生油層段和最有利的生油層段。</p><p>　　圖1-12 生烴潛量分布直方圖</p><p>　　從上圖生烴潛力分布直方圖看，n1、n2段源巖的均值均達到11.13mg/g，屬于好烴源巖。qn1段源巖的大部分屬于好烴源巖，

45、小部分屬于中-差烴源巖。qn23、y1、y2+3段源巖的均屬于差烴源巖。</p><p>　　圖1-13 S1/TOC～深度演化圖</p><p>　　S1/TOC～深度關系圖中，qn1段、qn2+3段生烴門限約為1700米，n1、n2段可能較淺。</p><p>　　圖1-14 S1/（S1+S2）~深度演化圖</p><p>　　S1/（

46、S1+S2）～深度演化圖中可知，qn1段生烴門限約為1500米，n1、n2段生烴門限較淺，約為1200米。</p><p>　　圖1-15 （S1+S2）/TOC~深度演化圖</p><p>　　（S1+S2）/TOC～深度演化圖中，qn1排烴門限約為2000米，n1、n2段的排烴門限可能較淺，約為1200米。門限深度大約為1200-2000米。</p><p>　

47、　圖1-16 氫指數~氧指數演化圖</p><p>　　從氫指數～氧指數演化圖中可知，該烴源巖的總體生烴潛力較好，大部分屬于Ⅱ型干酪根。q2+3大多屬于Ⅱ2型，y2+3段的生油能力較差，大多為Ⅲ型。</p><p>　　圖1-17 氫指數~Tmax關系圖</p><p>　　從上圖可知，qn1段的干酪根大部分屬于Ⅰ型和Ⅱ1型為主，生烴能力高，n1段的大部分樣品有機質

48、以Ⅱ1型為主，小部分為Ⅲ型；qn2+3、y1、y2+3段有機質均屬于Ⅲ型干酪根。</p><p>　　1.5.2有機質的類型</p><p>　　一、 干酪根鏡檢數據分析</p><p>　　（1）根據鏡檢數據資料及類型指數公式，計算類型指數（TI值），確定干酪根類型；</p><p>　?。?）分層位繪制干酪根類型直方圖。</p>

49、;<p>　　圖1-18 干酪根類型直方圖</p><p>　　根據干酪根顯微組分計算主要層位的TI指數，n1段的大部分樣品有機質以Ⅰ型和Ⅱ1型為主，生烴能力高；n2、qn2+3、y2+3段有機質均屬于Ⅰ型，生烴能力最高；qn1段有機質以Ⅰ型和Ⅲ型為主，生烴能力中等。</p><p>　　二、 巖石中干酪根元素檢驗數據分析</p><p>　?。?）根

50、據有機元素組成數據計算H/C原子比及O/C原子比，劃分干酪根類型；</p><p>　?。?）分層位繪制干酪根類型直方圖；</p><p>　?。?）范式圖確定干酪根類型。</p><p>　　圖1-19 H/C原子比及O/C原子比范式圖</p><p>　　依據H/C原子比及O/C原子比范式圖劃分干酪根類型，n1段干酪根大部分屬于Ⅱ2型和Ⅲ

51、型，生烴能力較差；n2、y2+3段干酪根全部屬于Ⅱ1型，生烴能力較好；qn2+3段干酪根大部屬于Ⅱ2型和Ⅱ1型，生烴能力中等；qn2+3段干酪根全部屬于Ⅱ2型，生烴能力較差。</p><p>　　圖1-20 干酪根類型直方圖</p><p>　　根據有機元素組成數據計算H/C原子比及O/C原子比，劃分干酪根類型，n1段干酪根大部分屬于Ⅱ2型和Ⅲ型，生烴能力較差；n2、y2+3段干酪根全部屬

52、于Ⅱ1型，生烴能力較好；qn2+3段干酪根大部分屬于Ⅱ2型和Ⅱ1型，生烴能力中等；qn2+3段干酪根全部屬于Ⅱ2型，生烴能力較差。</p><p>　　1.5.3有機質的成熟度</p><p>　　（1）根據烴源巖中鏡質體反射率測定數據，繪制Ro～深度關系圖，并繪制演化曲線；</p><p>　　（2）確定烴源巖的生烴門限深度。</p><p&g

53、t;　　圖1-21 Ro~深度關系圖</p><p>　　從上圖可以看出，烴源巖的生烴門限深度是1050米，此時烴源巖的鏡質體反射率Ro約為0.55%。</p><p>　　1.5.4根據前面分析結果，編制研究區(qū)主要評價層位的地化特征表，確定有利的烴源巖層位，并在松遼盆地沉積特征綜合圖上劃分出生油層段位置。</p><p>　　表1-6 研究區(qū)主要評價層位的地化特征

54、表</p><p>　　根據表中相關數據可知n1，qn1段的TOC大于0.2%，為較好的生油巖類型；n2，y2+3段的TOC在1.0%-2.0%之間，為較好的生油巖。而qn2+3為較差的生油巖。根據氯仿瀝青“A”的相關數據可以得知：n2，qn1段的氯仿瀝青“A”的含量在0.1%-0.2%之間，因此為較好的生油巖，而其他段為較差的生油巖；根據生烴潛量來看：n1，n2，qn1段的生烴潛量在6%-20%之間，為較好的生

55、油巖，其他為差的生油巖；根據干酪根類型得知：所有段位的干酪根均為II型，屬于較好的生油巖；根據氫指數的相關數據得知：n2為好的生油巖，其他為差的生油巖。根據鏡質體反射率的相關數據得知：全部段位的生油巖的成熟度都較低。</p><p>　　圖1-19 XX盆地綜合柱狀圖</p><p>　　結合表1-6的數據，總體來說K1n2，K1qn1，K1y2+3段得生油巖為較好的生油巖。</p&

56、gt;<p><b>　　第2章 油源對比</b></p><p>　　油（氣）源對比的實質是運用有機地球化學的基本原理，合理地選擇對比參數來研究油、氣及與源巖之間的相互關系。高質量的油（氣）源對比需要全面的完整地球化學資料和地質資料，最終的解釋必須與所有應用的地質和地球化學資料相符合，也要與當地和區(qū)域的地質和地球化學情況相符合。</p><p>　　

57、2.1油源對比的意義和目的</p><p>　　油源對比包括油氣與源巖之間以及不同油層中油氣之間的對比，其目的在于追蹤油氣層中油氣的來源。通過對比研究可以搞清含油氣盆地中石油、天然氣與烴源巖之間的成因聯系，油氣運移的方向、距離和油氣次生變化，從而進一步圈定可靠的油、氣源區(qū)，確定勘探目標，有效地指導油氣勘探開發(fā)。</p><p>　　2.2油源對比的基本思路</p><p

58、>　　烴源巖中干酪根生成的油氣一部分運移到儲集層中形成油氣藏或逸散，其余部分殘留在烴源巖中。因此，烴源巖與來源于該層系的油氣有親緣關系，在化學組成上也必然存在某種程度的相似性。來自同一烴源巖的油氣在化學組成上具有相似性，相反，不同烴源巖生成的油氣則表現出較大的差異。這一現象從宏觀特征到單體化合物之間的范圍內都存在，這便是油源對比的基本依據。我們可以選擇適當的參數，識別烴源巖中可溶抽提物組成與石油相似、相同或不同的“指紋”型式，根據

59、其相似或不相似的程度來證明石油與生油巖之間有無親緣關系。</p><p>　　油源對比的程序一般是，研究者可根據本區(qū)具體情況，首先選擇一、二種較特殊的，只反映母源輸入、而不受成熟度或運移影響的生物標志物，進行油油對比，劃分原油類型，看其是否同源；然后應用幾個主要油源參數，將原油與所有可能的生油巖進行對比，以排除非油源巖，而找出可能性最大的生油巖；最后，再根據各項指標并結合地質情況進行油巖之間的綜合分析對比，以確定

60、真正的油源層。這樣比較容易收到好的對比效果。當然，如果有條件，還應當盡量采用其它方法，如干酪根熱解產物中的生物標志物以及穩(wěn)定碳同位素的對比等來加以證實，以便提高對比結論的可靠性。</p><p>　　2.3油源對比的常用技術手段、參數和圖件</p><p>　　油源研究的主要方法是對原油之間或原油和烴源巖之間的相同餾分中某個成分的含量或某些成分之間的比值，或某同系物分布和組成進行比較。它可

61、通過元素（樣品的總體構成）、分子和同位素參數的對比實現的，使用的主要分析技術有氣相色譜、氣相色譜-質譜聯用儀和碳同位素測定儀等。</p><p><b>　　常用參數：</b></p><p>　　泥巖：氣相色譜（OEP、CPI、Pr/Ph、Pr/nC17、Ph/nC18、Pr、Ph、∑C21-/∑C22+、(C21+C22) /(C28+C29)、碳數范圍、主峰碳、

62、nC1~ nC60）、飽和烴色譜-色質（生物標志化合物）等。</p><p>　　原油：物性（密度、粘度、含蠟量、凝固點、含膠量）、族組成（飽和烴、芳烴、非烴、瀝青質）、氣相色譜（OEP、CPI、Pr/Ph、Pr/nC17、Ph/nC18、Pr、Ph、∑C21-/∑C22+、(C21+C22) /(C28+C29)、碳數范圍、主峰碳、nC1~ nC60）、飽和烴色譜-色質（生物標志化合物）等。</p>

63、<p>　　常用圖件：OEP與深度關系圖、Pr/nC17與深度關系圖、Ph/nC18與深度關系圖、Pr/nC17與Ph/nC18關系圖、Pr/Ph與深度關系圖、C29-20S/(20S+20R)與C29-ββ/(ββ+αα)關系圖、Ts/Ts+Tm與C29Ts/(17α(H)C29霍烷+C29Ts)關系圖等。</p><p><b>　　2.4文獻調研</b></p>

64、;<p><b>　　Abstract：</b></p><p>　　Oil-Source rock correlations are based chemical properties, biomarkers, C13 Isotope and other geochemical indices. Geochemical analyses done in Hendijan oi

65、l field have shown that Kazhdumi and Garau formations are the most important source rocks in the region. Pabdeh formation is excluded from possible source rocks due to its low maturity. No geochemical analyses have done

66、on Sargelu formation. Different geochemical analyses including GC, GC-MS and Isotope (Carbon and Sulfur) have done on 3 oil s</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　油源分析是化學性質，生物標志物，C13同位素等地球化學

67、指標。地球化學分析做hendijan石油領域已經表明，kazhdumi和加羅編隊是最重要的烴源巖的地區(qū)。pabdeh形成是排除可能由于其低成熟源巖。沒有地球化學分析所做的sargelu形成。不同的地球化學分析，包括氣相色譜，質譜和同位素（碳和硫）所做的3個原油樣品asmari（大專），sarvak（m.cretaceous）和巴爾烏姆爾（e.cretaceous）藏。此外，埋藏史與熱模型來確定時間的烴源巖在候選人的研究領域。地質學和層序

68、地層學分析數據包括鉆孔鉆屑提供基本的約束埋藏史恢復。一維模型的熱演化是從埋藏史和校準與鏡質體反射率，熱傳導，表面和井底溫度測量，以及古氣候數據。關于地球化學分析的幾個樣品，所有水庫已收取的源巖。生物標志物和同位素數據表明，kazhdumi形成相關的最佳樣品。除了地球化學分析，一維石油系統模型表明，kazhdumi和加羅源巖生油窗達到3和4，分別和我前兩人仍然在生油窗。但缺乏齊墩果烷生物標志物分析樣品和低有機碳含量的pabdeh形成證實了

69、無電荷的油藏三候選源巖（pabdeh）。</p><p><b>　　2.5習題</b></p><p>　　2.5.1海拉爾盆地烏爾遜凹陷基本地質情況</p><p>　?。?）源巖的發(fā)育與分布情況</p><p>　　海拉爾盆地烏爾遜凹陷可能的烴源巖自下而上有南屯組一段、南屯組二段、大磨拐河組一段、大磨拐河組二段暗色

70、泥巖發(fā)育厚度和分布范圍見下圖。</p><p>　?。?）烴源巖定性分析</p><p><b>　?、儆袡C質豐度</b></p><p>　　表2-1 烏爾遜凹陷烴源巖有機碳含量評價</p><p>　　表2-2 烏爾遜凹陷烴源巖氯仿瀝青“A”評價</p><p><b>　?、谟袡C質

71、類型</b></p><p>　　大二段源巖以Ⅲ型為主，其次為Ⅱ2型。</p><p>　　大一段、南二段、南一段和銅缽廟組源巖均以Ⅱ1和Ⅱ2型為主。</p><p><b>　?、塾袡C質成熟度</b></p><p>　　烏爾遜凹陷北部Ro與深度關系見圖。此圖結合構造圖可以估計不同層位的現今熱演化程度。烏北

72、地區(qū)生烴門限1450m；排烴門限1750m。</p><p>　　圖2-1 烏爾遜凹陷北部Ro與深度關系圖</p><p>　?。?）烴源巖綜合評價結果：南一段、南二段為本區(qū)最好源巖層位。大一段中等源巖發(fā)育面積較大，但其成油率較低，可作次一級源巖。大二段源巖發(fā)育最好，但其有機質豐度最差，類型為Ⅲ型，差源巖層。銅缽廟組源巖有機質豐度較好，類型為Ⅱ型，但源巖發(fā)育較差，為差源巖層。</p&

73、gt;<p>　　圖2-2 大磨拐河組地層底深與d1源巖等厚疊合圖 圖2-3 大磨拐河組地層底深與d1源巖等厚疊合圖</p><p>　　圖2-4 南屯組地層頂深與n2源巖等厚疊合圖 圖2-5 南屯組地層底深與n1源巖等厚疊合圖</p><p>　　圖2-6 OEP與深度關系圖</p><p>　　圖2-7 Ph/nC18與深度關系圖&

74、lt;/p><p>　　圖2-8 Pr/nC17與深度關系圖</p><p>　　圖2-9 Pr/Ph與深度關系圖</p><p>　　圖2-10 Pr/nC17與Ph/nC18關系圖</p><p>　　從原油、油砂與各層位泥巖的正構烷烴氣相色譜參數：OEP與深度關系圖、Pr/nC17與深度關系圖、Ph/nC18與深度關系圖、Pr/nC17與P

75、h/nC18關系圖、Pr/Ph與深度關系圖的綜合對比分析可知烏北地區(qū)的原油主要是來自n1段的泥巖，有小部分是來自油砂和n2段。同時說明d1段成熟度較高，原油不可能來自該段。且Pr/Ph<0.5，表示沉積環(huán)境是強還原性環(huán)境。</p><p>　　2.5.2油源對比的生物標志化合物參數分析</p><p>　?。?）計算各種生物標志化合物參數（如</p><p>

76、　?。?）對樣品描述的原油、油砂、泥巖進行分類，其中對泥巖按層位進行分類</p><p>　?。?）繪制各種生物標志化合物參數的散點圖如（C29甾烷-20S/(20S+20R)與C29甾烷-ββ/(ββ+αα)關系圖、Ts/Ts+Tm與C29Ts/(17α(H)C29霍烷+C29Ts)關系圖）等</p><p>　　（4）通過對原油、油砂與各層位泥巖的生物標志化合物參數的對比分析，探討烏北

77、地區(qū)的原油來自哪一層位的泥巖。</p><p>　　圖2-11 C29甾烷-20S/(20S+20R)與C29甾烷-ββ/(ββ+αα)關系圖</p><p>　　圖2-12 Ts/Ts+Tm與C29Ts/(17α(H)C29霍烷+C29Ts)關系圖</p><p>　　從C29甾烷-20S/(20S+20R)與C29甾烷-ββ/(ββ+αα)關系圖、關系圖可知烏北

78、地區(qū)的原油主要是來自n1段的泥巖，且原油的成熟度較高，從Ts/Ts+Tm與C29Ts/(17α(H)C29霍烷+C29Ts)關系圖可知來自n2段，n1段烴源巖的成熟度較高。</p><p><b>　　第3章 氣源對比</b></p><p>　　天然氣的氣源對比主要是指根據某一天然氣的地球化學特征，用各種參數、多種途徑去追溯該氣體在研究區(qū)域可能的源巖層。</

79、p><p>　　3.1氣源對比的目的意義</p><p>　　一個含氣盆地的可能含氣層位的確定、找氣方向、新的含氣層系的發(fā)現和氣藏規(guī)模的預測，通常應在其可能源巖確定之后，上述問題的研究才是有依據的。由此看來，氣源對比研究是天然氣勘探中十分重要的環(huán)節(jié)。它對天然氣生成理論研究的深化具有重要的科學意義，同時對天然氣勘探的實踐又具有實用價值。</p><p>　　3.2氣源對比

80、的基本思路</p><p>　　天然氣作為自然產出的一種礦產類型，其形成過程具有“多源復合、多階連續(xù)”的特點，形成后的運移過程又屬于多相態(tài)運移的特點，基于以上原因在現有已發(fā)現的氣藏中除來源比較單一的天然氣藏外，混源或復合氣藏非常普遍，并占有重要比例。在自然界，天然氣的混合或復合成因是絕對的，而單一來源是相對的，復合氣的氣源對比是建立在對單一來源天然氣的對比研究之上的（劉文匯，2004）。</p>&

81、lt;p>　　氣源對比研究主要利用天然氣常規(guī)分析、烴類氣體同位素分析和輕烴分析等方法進行。</p><p>　　與原油相比，天然氣組成相當簡單，因此組分所攜帶的成因（母質類型、成熟度）、運移、成藏信息較少，有關研究需要借助于其烴氣組分和伴生氣的同位素組成來進行。在天然氣地球化學研究中，氣態(tài)烴的碳、氫同位素具有極重要的意義。由于天然氣的同位素組成一方面與成氣母質的同位素組成（類型）有關，另一方面也與生物化學和

82、熱演化過程中的同位素分餾作用有關，同時還與運移、成藏等過程有關。因此，它們蘊含著豐富的地球化學信息，當然也相應地存在多解性。</p><p>　　就像原油或多或少溶有天然氣一樣，天然氣中總是溶有一定量的輕烴，盡管含量不高，但現代分析技術的進步已經使富集和分析這些輕烴成為可能。由于輕烴含有非常重要和豐富的地球化學信息，從而為揭示組成簡單的天然氣的成因提供了一條有效的途經。</p><p>　

83、　3.3常用技術手段、參數</p><p>　　3.3.1天然氣的組分組成判別</p><p><b>　　一、 生物氣</b></p><p>　　典型的生物氣為干氣，重烴氣含量常小于0.5%。</p><p>　　二、 生物－熱催化過渡帶氣</p><p>　　過渡帶氣C1/（C1－C5）分布

84、在0.30~0.99，總體平均為0.87，其中C1/（C1－C5）<0.95的濕氣占57.5%，表明一半以上的過渡帶氣為濕氣，明顯區(qū)別于生物成因氣。</p><p><b>　　三、 油型氣</b></p><p>　　油型氣C1/（C1－C5）分布在0.20~1.00，其中大于0.95的占25％，小于0.70的約占18%，0.70~0.95占57%。</

85、p><p><b>　　四、 煤型氣</b></p><p>　　煤型氣C1/（C1－C5）分布在0.60～1.0，主體分布于大于0.80。大于0.95的干氣占38%，而濕氣占62%，說明煤型氣干、濕氣均有，濕氣占優(yōu)勢。與油型氣相比，煤型氣重烴含量相對低，組分偏干。</p><p>　　3.3.2天然氣的同位素組成判別</p><

86、;p><b>　　一、 生物氣</b></p><p>　　生物氣的碳同位素很輕，一般δ13C1<-55‰。</p><p>　　二、 生物－熱催化過渡帶氣（亞生物氣）</p><p>　　劉文匯和徐永昌（2005）研究表明，過渡帶氣的δ13C1一般分布在-60‰~-45‰，主要分布區(qū)間為-53‰~-51‰和-47‰~-45‰；δ1

87、3C2分布在-44.0‰~-15.2‰，主要分布區(qū)間為-38.0‰~-26.0‰；δ13C3一般分布在-35.2‰~-18.9‰，主要分布在-33.0‰~-24.0‰。甲烷的δ13C1反映了演化程度，而重烴碳同位素組成不僅反映演化程度，更主要的是反映了過渡帶氣的母質類型。從重烴的碳同位素組成來看，腐殖型、腐泥型和混合型母質均可形成過渡帶氣。同時，過渡帶氣具有δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4的同位素正向分布

88、序列。</p><p><b>　　三、 油型氣</b></p><p>　　我國油型氣甲烷δ13C值的分布范圍在-76‰（油型生物氣）~-30‰，主頻在-50‰~-32‰，表明我國的油型氣以伴生氣和高溫裂解氣為主。演化處于未成熟和低成熟階段生成的氣體占17%。油型氣的甲烷碳同位素組成隨其氣源巖成熟度的增高而變重，其關系如式3-1所示。</p><

89、p>　　δ13C1≈15.80logRo-42.20 （3-1）</p><p>　　油型重烴氣碳同位素隨成熟度的分餾比甲烷碳同位素小得多。一般情況下，腐泥型母質碳同位素組成較輕，因此，重烴氣碳同位素組成可較好地反映母質類型的差別。我國油型氣的δ13C2分布在-41‰~-28‰，主體分布在-35‰~-29‰，δ13C3分布在-35‰~-26‰，甲烷及其同系物碳同位

90、素具有δ13C1 <δ13C2 <δ13C3 <δ13C4的正常分餾序列。由于熱動力分餾效應的影響，重烴氣碳同位素組成也具有隨演化程度增加而變重的趨勢。</p><p><b>　　四、 煤型氣</b></p><p>　　在相同成熟度的情況下，煤型氣的甲烷比油型氣富集重碳同位素。與油型氣相同，煤型氣的甲烷碳同位素組成也隨其氣源巖成熟度的增高而變重，

91、其關系如式3-2和圖3-1所示（戴金星，1989）。</p><p>　　δ13C1≈14.12logRo-34.39 （3-2）</p><p>　　對天然氣中重烴的碳同位素研究表明，影響天然氣中重烴碳同位素的因素主要是其母質的同位素組成。戴金星等（1987）根據對天然氣中重烴碳同位素統計表明，δ13C2大于-28.1‰、δ13C3大于-2

92、3.2‰的天然氣均是煤型氣；而油型氣的δ13C2一般小于-28.8‰，δ13C3小于-25.5‰。煤型氣中重烴碳同位素組成也隨其氣源巖成熟度的增高而變重，其關系如式3-3~式3-4和圖3-1所示（戴金星，1989）</p><p>　　δ13C2≈8.16logRo-25.71 （3-3）</p><p>　　δ13C3≈7.12logRo

93、-24.03 （3-4）</p><p>　　圖3-1 煤型氣碳同位素組成和成熟度關系</p><p>　　戴金星（1992）研究發(fā)現，不同類型天然氣組分和甲烷同位素組成特征如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 不同類型天然氣組分和甲烷同位素組成特征</p><p>　　3.3.3輕

94、烴特征判別</p><p><b>　　一、 輕烴的組成</b></p><p>　　輕烴一般是指沸點小于200℃的烴類化合物，包括正構烷烴、異構烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴類化合物，C1－C10正構烷烴的沸點范圍為-161.5℃至195℃。目前分析并應用于油氣勘探研究的主要是C1－C7化合物。</p><p>　　二、輕烴的地球化學參數</p&

95、gt;<p>　　C4－C7的輕烴分析，可用于研究天然氣與輕質油、凝析油。輕烴分布特征隨有機母質類型、沉積環(huán)境、成熟程度、有機質的后生變化而變化。</p><p>　　由于不同結構的輕烴（如正構烷烴、異構環(huán)烴、環(huán)烷烴、芳香烴）在不同類型的母質中的含量不同，或在演化過程中的熱穩(wěn)定性不同，使輕烴組成，如含量、比值、三單元組成（三角圖）可以用于判別天然氣有機母質來源，劃分天然氣成因類型，進行氣源對比或評價

96、其成熟度。</p><p>　　如常用正構烷烴、異構環(huán)烴和環(huán)烷烴三角圖，或用C6－C7某些組分的三角圖劃分天然氣成因類型。也可用輕烴中的芳香烴組分如苯、甲苯的含量判別有機母質輸入。</p><p>　　在氣源對比與油氣對比中，常?？刹捎脝蝹€組分的濃度對比與配對成分對比。</p><p>　　戴金星等（1993）研究發(fā)現煤型氣、油型氣輕烴組成特征如圖3-3、圖3-4所

97、示。</p><p>　　圖3-3 四川盆地J-T天然氣C5-C7烷烴組成特征</p><p>　　圖3-4 天然氣C7輕烴組成特征</p><p><b>　　3.4文獻調研</b></p><p><b>　　Abstract：</b></p><p>　　Gas-sou

98、rce correlation is an important task for natural gas exploration and oil-gas theoretic research. Isotopic geochemistry is an effective means for gas-source contrast, especially carbon and hydrogen isotopes, which have be

99、en widely used to trace source rocks, to identify the deposit conditions of parent substance, to calculate the evolution stage of source rocks and the process of reservoirs forming, and to estimate mixed gas. In this pap

100、er we summarize some methods, that is, to trace the s</p><p>　　Key words：gas-source correlation； carbon-hydrogen isotopes； rare-gas isotopes； source rock； parents substance conditions</p><p><

101、;b>　　摘要：</b></p><p>　　氣-源對比是天然氣勘探開發(fā)和油氣理論研究的重要課題,同位索地球化學是氣-源對比的重要手段,尤其是碳、氫穩(wěn)定同位素和稀有氣體同位素已經被廣泛應用于烴源巖、母質環(huán)境、源巖熱演化程度、成藏過程和天然氣混源判識,系統的介紹了利用碳、氫以及稀有氣體同位素判識天然氣成因來源,利用甲烷碳同位索與源巖熱演化程度數學模式進行氣源追索,利用甲烷氫同位索及其空間分布判識母

102、質環(huán)境和成藏過程,利用稀有氣體同位素判識是否深部來源氣體并利用其年代積累效應進行氣-源對比等方法。</p><p>　　關鍵詞：氣-源對比； 碳氫同位素； 稀有氣體同位素； 烴源巖； 母質環(huán)境</p><p><b>　　3.5習題</b></p><p>　　3.5.1有機與無機成因氣的鑒別</p><p>　　一、

103、試從地質、地化角度說明以下天然氣的成因類型</p><p>　　表3-1 各地區(qū)的δ13C1(‰,PDB)值</p><p>　　表中所列為溫泉地區(qū)，溫泉與深大斷裂有關，氣體來源于地幔，因此應為無機成因氣。且從上圖可知，上述地區(qū)δ13C1>-30‰~-20‰，根據天然氣碳同位素判別標準上述地區(qū)為無機成因甲烷氣。</p><p>　　二、 試從天然氣組分同位素特

104、征入手判斷以下天然氣的成因類型</p><p>　　表3-2 不同地區(qū)天然氣組分同位素統計值</p><p>　　上述地區(qū)天然氣的碳同位素具有負碳系列即δ13C1>δ13C2>δ13C3>δ13C4為典型的無機成因氣。</p><p>　　3.5.2生物氣與亞生物氣的鑒別</p><p>　　試根據生物氣、亞生物氣的組分和同

105、位素特征對以下天然氣的類型進行鑒別</p><p>　　表3-3 不同地區(qū)的生物氣、亞生物氣的組分和同位素統計值</p><p>　　前四口井的生物氣和亞生物氣組分的碳同位素值δ13C1<-55‰,C2+3<0.5%，δ13C2-δ13C3<-10‰，按照戴金星（1992）研究發(fā)現，不同類型天然氣組分和甲烷同位素組成特征可知該天然氣為生物氣；而后四口井的碳同位素值δ13C

106、1<-55‰,C2+3>0.5%，δ13C2-δ13C3>-10‰則為亞生物氣。</p><p>　　3.5.3煤型氣與油型氣的判別</p><p>　　一、 試根據煤型氣與油型氣的同位素特征差異對以下天然氣的類型進行鑒別</p><p>　　表3-4 不同地區(qū)煤型氣與油型氣的同位素統計值</p><p>　　由圖得δ13C

107、2大于-28.1‰，戴金星等（1987）根據對天然氣中重烴碳同位素統計表明，δ13C2大于-28.1‰、δ13C3大于-23.2‰的天然氣均是煤型氣；而油型氣的δ13C2一般小于-28.8‰，δ13C3小于-25.5‰。該天然氣為煤型氣。</p><p>　　二、 試用圖解法判斷以下天然氣的成因類型</p><p>　　表3-5 不同盆地天然氣的碳同位素統計值</p><

108、;p>　　圖3-5 我國煤成烴氣δ13C～Ro關系圖（戴金星，1989）</p><p>　　由上圖可知鄂爾多斯盆地上任6井天然氣的碳同位素值完全符合煤成烴成因，因此是煤成烷烴氣。而鄂爾多斯盆地上華11-32井和四川盆地中24井的天然氣為油型氣而不是煤成烴成因。</p><p>　　3.5.4天然氣生成后所經歷的次生改造作用研究</p><p>　　一、 試依

109、據下表中所列川東北飛仙關組氣藏天然氣的地質、地化特征對其所經歷的次生改造作用進行探討</p><p>　　表3-6 川東北飛仙關組氣藏天然氣統計值</p><p>　　上圖中天然氣埋藏較深，δD1較重，經歷了硫酸鹽熱化學還原反應（TSR）的次生改造。</p><p>　　二、 試依據下表中所列勝利油田淺層氣的地質、地化特征對其所經歷的次生改造作用進行探討</p

110、><p>　　表3-7 勝利油田淺層氣元素組成與碳同位素值統計值</p><p>　　上圖中天然氣埋藏較淺，CO2含量大于0.1%，甚至達到1.91%,δ13C1<-55‰,則判斷可知為生物降解作用所形成的淺層生物降解氣。</p><p>　　3.5.5依據輕烴特征判識天然氣類型</p><p>　　一、 依據煤型氣、油型氣C5-C7烷烴組

111、成特征對下列天然氣成因類型進行判斷</p><p>　　表3-8 不同樣品煤型氣、油型氣C5-C7烷烴組成統計值</p><p>　　圖3-6 C5-C7烷烴組成三角圖</p><p>　　從煤型氣、油型氣C5-C7烷烴組成三角圖（胡惕麟等，1990；戴金星等修改補充）可知上述氣體為油型氣。</p><p>　　二、 依據煤型氣、油型氣C7烷

112、烴組成特征對下列天然氣成因類型進行判斷</p><p>　　表3-9 不同煤型氣、油型氣C7烷烴組成統計表</p><p>　　圖3-7 C7烷烴組成三角圖（戴金星，1993）</p><p>　　從上述C7烷烴組成三角圖（戴金星，1993）可知樣品氣為油型氣.</p><p><b>　　參考文獻</b></p&