第十四章__有机地球化学在油气勘探中的应用

1、第十四第十四章章 有机地球化学在油气勘探中的应用有机地球化学在油气勘探中的应用 烃源岩评价烃源岩评价油气成因理论油气成因理论油气源对比油气源对比油气资源评价油气资源评价油气藏成藏地球化学研究油气藏成藏地球化学研究沉积盆地热流和热史研究沉积盆地热流和热史研究油气地球化学勘探（化探）油气地球化学勘探（化探） 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 烃源岩的定性评价是其定量评价和油气资源烃源岩的定性评价是其定量评价和油气资源量评估的基础。也是油气资源评价体系中的的量评估的基础。也是油气资源评价体系中的的重要组成部分，是在勘探早期是对烃源岩的一重要组成部分，是在勘探早期是对烃源岩的一种鉴定工作。主

2、要回答勘探区是否存在烃源岩？种鉴定工作。主要回答勘探区是否存在烃源岩？哪些是烃源岩？烃源岩的品质如何？由于前已哪些是烃源岩？烃源岩的品质如何？由于前已述及，油气是由有机质生成的，因此，岩石中述及，油气是由有机质生成的，因此，岩石中有机质的多少、有机质生烃能力的高低及有机有机质的多少、有机质生烃能力的高低及有机质向油气转化的程度就成为决定烃源岩生烃量质向油气转化的程度就成为决定烃源岩生烃量大小的因素。大小的因素。 基本原理基本原理样品热解属性样品热解属性 基本原理基本原理分析周期分析周期 基本原理基本原理分析结果分析结果S S0 0: :气态烃量，气态烃量，mgmg烃烃/g/g岩岩S S1 1:

3、 :液态烃量，液态烃量，mgmg烃烃/g/g岩岩S S2 2: :热解烃量，热解烃量，mgmg烃烃/g/g岩岩S S4 4: :残余有机质二氧化碳量残余有机质二氧化碳量, mg, mgCO2CO2/g/g岩岩TmaxTmax: :最高热解峰温，是热解烃最高热解峰温，是热解烃S S2 2峰峰峰顶的温度，与烃源岩的成熟度有关峰顶的温度，与烃源岩的成熟度有关参数意义参数意义 烃源岩热解参数计算及参数意义烃源岩热解参数计算及参数意义总有机碳：总有机碳：TOCTOC（% %）= =（0.830.83(S(S0 0+S+S1 1+S+S2 2）+S+S4 4）/10/10氢指数：氢指数：I IH H（ m

4、gmg烃烃/g/g。TOCTOC）= S= S2 2 /TOC/TOC）100100烃指数：烃指数：I IHCHC（ mgmg烃烃/g/g。TOCTOC）= =（ S S0 0+S+S1 1） / TOC/ TOC）100100 氧指数：氧指数：I IO O（ mgmgCO2CO2/g/g。TOCTOC）= =（S S3 3 /TOC/TOC）100100有效碳：有效碳：Cp(%)Cp(%)= 0.083= 0.083(S(S0 0+S+S1 1+S+S2 2）降解率：降解率：D D（% %）=(Cp/TOC=(Cp/TOC）100100生烃潜量：生烃潜量：Pg(mgPg(mg烃烃/g/g。岩

5、。岩) ) = S= S0 0+S+S1 1+S+S2 2 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 烃源岩的定性评价的研究内容烃源岩的定性评价的研究内容 有机质数量（丰度）有机质数量（丰度） 有机质类型有机质类型 有机质成熟度有机质成熟度 任何评价工作都涉及评价方法和评价标准问任何评价工作都涉及评价方法和评价标准问题。烃源岩的定性评价也不例个。选择具有明题。烃源岩的定性评价也不例个。选择具有明确地球化学意义的参数和适合的评价标准是烃确地球化学意义的参数和适合的评价标准是烃源岩评价首先需要解决的问题。源岩评价首先需要解决的问题。 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 1 1、总有机碳（

6、、总有机碳（TOCTOC，）或有机碳，）或有机碳Corg Corg 2 2、氯仿沥青、氯仿沥青“A”A”（）和总烃（）和总烃（HCHC，ppmppm）3 3、生烃潜量、生烃潜量Pg Pg 4 4、显微组份全岩体积百分含量、显微组份全岩体积百分含量 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 生油岩类型 指标 湖盆水体类型 非生油岩 差 中等 好 最好 淡水半咸水 0.61.0 1.02.0 2.0 TOC(wt%) 咸水超咸水 0.2 0.20.4 0.40.6 0.60.8 0.8 “A”(wt%) 0.0500.100 0.1000.200 0.200 HC(wt10-6) 200500

7、5001000 1000 (S1+S2)(mg/g岩石) 620 20 注：表中评价指标适用于成熟度较低（Ro=0.5%0.7%）烃源岩的评价，当热演化程度高时，由于油气大量排出以及排烃程度不同，导致上列有机质丰度指标失真，应进行恢复后评价或适当降低评价标准。 陆相烃源岩有机质丰度评价指标（陆相烃源岩有机质丰度评价指标（SY/T 5735-1995SY/T 5735-1995） 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 中国煤系泥岩生烃潜力评价标准（陈建平，中国煤系泥岩生烃潜力评价标准（陈建平，1997） 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 与不同学者于不同时期所给出的泥质烃源岩与不

8、同学者于不同时期所给出的泥质烃源岩的评价的下限标准均比较相近的评价的下限标准均比较相近(0.4%(0.4% 0.5%)0.5%)明显明显不同，关于不同，关于，不同学者、不同时期所给出的评价标准有很大的不同学者、不同时期所给出的评价标准有很大的差别。差别。 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 研究单位或研究者 下限值 研究单位或研究者 下限值 美国地球化学公司 0.12 陈丕济 0.10 法国石油研究院 0.24 傅家谟 0.10，0.20 罗诺夫 0.2 郝石生 0.30 挪威大陆架研究所 0.2 大港石油管理局研究院 0.070.12 庞加实验室 0.25 田口一雄 0.20 亨特

9、0.29，0.33 帕拉卡斯 0.40 蒂索 0.3 埃勃 0.30 贵州八普 0.12 刘宝泉 0.05 四川石油研究院 0.10 黄第藩 0.10 国内外不同单位及学者提出的碳酸盐岩烃源岩有机质丰度下限标准国内外不同单位及学者提出的碳酸盐岩烃源岩有机质丰度下限标准 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 过去给出的碳酸盐岩作为烃源岩的有机质丰度过去给出的碳酸盐岩作为烃源岩的有机质丰度下限较低，除了上述原因之外，还有一项非常下限较低，除了上述原因之外，还有一项非常重要的考虑，这就是重要的考虑，这就是。如果按照前述陆相源岩的标准，就在很大。如果按照前述陆相源岩的标准，就在很大程度上否定了我

10、国碳酸盐岩覆盖区（约占陆地程度上否定了我国碳酸盐岩覆盖区（约占陆地面积的面积的1/31/3）内大部分地区的油气勘探潜力。）内大部分地区的油气勘探潜力。按排气量的大小确定的工业下限值约为按排气量的大小确定的工业下限值约为0.250.250.30.3。 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 1.据有机质的来源划分有机质的类型据有机质的来源划分有机质的类型2.据干酪根的元素组成判识有机质的类型据干酪根的元素组成判识有机质的类型3.据有机质（干酪根）的显微组分组成鉴别有机质的据有机质（干酪根）的显微组分组成鉴别有机质的类型。类型。4.4.据岩石（或干酪根）的据岩石（或干酪根）的Rock-Eval

11、Rock-Eval热解特征划分有热解特征划分有机质的类型机质的类型 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 4. 4.据岩石（或干酪根）的据岩石（或干酪根）的Rock-EvalRock-Eval热解特征划分有热解特征划分有机质的类型机质的类型 图 17-11 氢指数、 氧指数划分生油岩有机质类型图版图中数字代表国内不同盆地或凹陷的分析数据，引用时省略。 （邬立言等，1986） 由氢指数、氧指数划分有机质类型图（据邬立言等，由氢指数、氧指数划分有机质类型图（据邬立言等，1986） 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 4. 4.据岩石（或干酪根）的据岩石（或干酪根）的Rock-Eval

12、Rock-Eval热解特征划分有热解特征划分有机质的类型机质的类型 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 4. 4.据岩石（或干酪根）的据岩石（或干酪根）的Rock-EvalRock-Eval热解特征划分有热解特征划分有机质的类型机质的类型 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 5. 5.依据依据红外光谱（官能团）特征划分有机质的类型红外光谱（官能团）特征划分有机质的类型吸 光 度 比 1 2 1 2 2920cm-1/1600cm-1 4.3 4.31.6 1.60.5 1.00 1.000.40 0.400.15 0.15 有机质的红外谱带可以分为脂族基团、芳香基团和含氧基团三

13、有机质的红外谱带可以分为脂族基团、芳香基团和含氧基团三大类。依据这些基团（谱带）的强度，可以选择许多比值来表大类。依据这些基团（谱带）的强度，可以选择许多比值来表征有机质的类型。石油天然气总公司征有机质的类型。石油天然气总公司1995年颁布的行业标准中年颁布的行业标准中就有由红外参数判识有机质类型的方案就有由红外参数判识有机质类型的方案 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 5. 5.依据依据红外光谱（官能团）红外光谱（官能团）特征划分有机质的类型特征划分有机质的类型 不同类型干酪根的红外光谱（傅家漠，1995）型（侏罗纪 Ro0.65；A（第三纪，Ro0.56）；B型(第三纪，Ro0.

14、56）；型（第三纪，Ro0.42） 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 5. 5.据干酪根的稳定碳同位素组成（据干酪根的稳定碳同位素组成（13C）判识干酪判识干酪根的类型根的类型 三分法（王大锐，2002） 黄第藩（1991） SY/T 5735-1995 典型腐泥型 -28.030.2 -27.029.3 -25.527.2 -21.026.0 标准腐泥型 1 -28.231.0 含腐殖腐殖型 2 -27.528.2 中间型或混合型 -26.0-27.5 含腐泥的腐殖型 1 -24.5-26.0 标准腐殖型 2 -20.0-24.5 -22.5 陆相干酪根的陆相干酪根的13C() 与

15、其类型的关系与其类型的关系 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 反映生烃母质干酪根演变特征的元素组成反映生烃母质干酪根演变特征的元素组成的变化、官能团构成的变化、自由基含量的变的变化、官能团构成的变化、自由基含量的变化、颜色及荧光性的变化、热失重的变化、碳化、颜色及荧光性的变化、热失重的变化、碳同位素组成的变化、镜质体反射率的变化以及同位素组成的变化、镜质体反射率的变化以及反映热解产物演化的可溶有机质的含量及组成、反映热解产物演化的可溶有机质的含量及组成、烃类的含量及组成均可成为成熟度指标。此外，烃类的含量及组成均可成为成熟度指标。此外，生物标记化合物异构化参数、奇偶优势参数等生物标记

16、化合物异构化参数、奇偶优势参数等等也可以成为成熟度指标。等也可以成为成熟度指标。 第一节第一节 烃源岩定性评价烃源岩定性评价 结合烃源岩有机质丰度、有机质类型和有结合烃源岩有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度进行综合评价。机质成熟度进行综合评价。 第二节第二节 烃源岩定量评价烃源岩定量评价 以干酪根生烃理论的建立为标志，地球化以干酪根生烃理论的建立为标志，地球化学家对有机质成烃的认识实现了从现象到本质学家对有机质成烃的认识实现了从现象到本质和机理的升华。这就为科学、定量地计算生油和机理的升华。这就为科学、定量地计算生油气量奠定了基础。因此，从上世纪八十年代起，气量奠定了基础。因此，从上世纪八十

17、年代起，从定性评价到定量计算就成为烃源岩研究的重从定性评价到定量计算就成为烃源岩研究的重要发展趋势之一。烃源岩定量评价的实质就是要发展趋势之一。烃源岩定量评价的实质就是油气资源油气资源问题。问题。 第二节第二节 烃源岩定量评价烃源岩定量评价 目前由油公司和研究机构提出并被应用的目前由油公司和研究机构提出并被应用的生烃量定量评价方法很多，但概括起来可以分生烃量定量评价方法很多，但概括起来可以分为三类：一是改进的氯仿沥青法，二是基于有为三类：一是改进的氯仿沥青法，二是基于有机质成烃机理的成烃率法，三是基于机质成烃机理的成烃率法，三是基于RockRockEvalEval分析所得的生烃势法。第二类方法

18、按成烃分析所得的生烃势法。第二类方法按成烃率求取方法的不同又可以分为模拟实验法、化率求取方法的不同又可以分为模拟实验法、化学动力学法、物质平衡法等。学动力学法、物质平衡法等。 第二节第二节 烃源岩定量评价烃源岩定量评价 一、氯仿沥青法一、氯仿沥青法 Q总总SHA/(1-/(1-K运运) ) 式中，式中，Q总总为评价目标的总生油量；为评价目标的总生油量；S烃源岩的面积；烃源岩的面积；H烃源岩的厚度；烃源岩的厚度；A 氯仿沥青氯仿沥青A A的平均含量（；的平均含量（； 烃源岩的比重；烃源岩的比重；K运运烃源岩中石油的运移系数。烃源岩中石油的运移系数。实际应用过程中，常常将评价目标划分为有限个评价单

19、元，分实际应用过程中，常常将评价目标划分为有限个评价单元，分别计算各个单元的生烃量后求和。别计算各个单元的生烃量后求和。这一公式实际上是由物质平衡原理，即这一公式实际上是由物质平衡原理，即Q Q生生Q Q残残Q Q运运SHAQ Q运运 第二节第二节 烃源岩定量评价烃源岩定量评价 二、基于成烃机理的成烃率法二、基于成烃机理的成烃率法按照现代油气成因机理，单位源岩中油气的生成量取决于有机质按照现代油气成因机理，单位源岩中油气的生成量取决于有机质的丰度（数量）、类型（反映单位重量有机质的生烃能力）和成的丰度（数量）、类型（反映单位重量有机质的生烃能力）和成熟度（反映有机质向油气转化的程度的成烃转化率

20、）。这样，某熟度（反映有机质向油气转化的程度的成烃转化率）。这样，某评价目标中油气的生成量应该为评价目标中油气的生成量应该为: :Q QS SH HTTOCOCIHIHX X 式中，式中，S SH H源岩的重量；源岩的重量；TOCTOC源岩中有机碳含量，可采用恢复后的原始有机碳；源岩中有机碳含量，可采用恢复后的原始有机碳；IHIH单位质量有机质的原始生烃潜力（如单位质量有机质的原始生烃潜力（如mgHC/gTOCmgHC/gTOC或或kgHC/tTOC,kgHC/tTOC,反映有机质的类型）；反映有机质的类型）；T TOCOCIHIH则反映了单位重量源岩则反映了单位重量源岩的生烃潜力；的生烃潜力

21、；XX成烃转化率成烃转化率（无量纲，或用百分数表示）计算生油量时用（无量纲，或用百分数表示）计算生油量时用成油转化率，计算生气量时用成气转化率。成油转化率，计算生气量时用成气转化率。IHXIHX则反映了单位重则反映了单位重量有机碳的生烃量；量有机碳的生烃量；具体各变量的单位可根据实际需要组合。具体各变量的单位可根据实际需要组合。 第二节第二节 烃源岩定量评价烃源岩定量评价 二、基于成烃机理的成烃率法二、基于成烃机理的成烃率法一旦确定了有机质的成烃（油、气）转化率一旦确定了有机质的成烃（油、气）转化率X(X(等等于已生烃量于已生烃量/ /总生烃潜力总生烃潜力) )，生烃量的定量评价问，生烃量的定

22、量评价问题就迎刃而解了。问题的关键在于合理、准确得题就迎刃而解了。问题的关键在于合理、准确得到到X X。求取成烃转化率的方法有很多，概括起来，可分求取成烃转化率的方法有很多，概括起来，可分为三大类，即热模拟实验法、化学动力学法和物为三大类，即热模拟实验法、化学动力学法和物质平衡法。相应地，有关的生烃量计算方法也可质平衡法。相应地，有关的生烃量计算方法也可分别按这三种方法来命名。分别按这三种方法来命名。 第二节第二节 烃源岩定量评价烃源岩定量评价 二、基于成烃机理的成烃率法二、基于成烃机理的成烃率法1.1.热模拟实验法热模拟实验法 产气量，产气量，ml/gTOC温度增加 第二节第二节 烃源岩定量

23、评价烃源岩定量评价 二、基于成烃机理的成烃率法二、基于成烃机理的成烃率法2.2.化学动力学法化学动力学法 第二节第二节 烃源岩定量评价烃源岩定量评价 二、基于成烃机理的成烃率法二、基于成烃机理的成烃率法3 3物质平衡法物质平衡法 利用物质平衡法计算有机母质转化过程中的油气产利用物质平衡法计算有机母质转化过程中的油气产量（或者油气产率）的基本思想是由前苏联学者乌量（或者油气产率）的基本思想是由前苏联学者乌斯宾斯基（斯宾斯基（19541954）提出的：有机母质转化前的初始）提出的：有机母质转化前的初始重量（重量（M M0 0）等于转化后的残余有机母质重量（）等于转化后的残余有机母质重量（M M）和

24、）和各种产物重量（各种产物重量（XiXi，i i代表不同的产物组分）之和。代表不同的产物组分）之和。从原理上讲，这是一种科学、合理的方法。从原理上讲，这是一种科学、合理的方法。但由于除了原始有机质和但由于除了原始有机质和COCO2 2、H H2 2O O、H H2 2的组成外，地球化学家的组成外，地球化学家感兴趣的油气产物和残余有机质的组成都随着成熟作用不断感兴趣的油气产物和残余有机质的组成都随着成熟作用不断演变，人们几乎没有办法一一对应地确定达到某一演化程度演变，人们几乎没有办法一一对应地确定达到某一演化程度时各种产物的精确组成。因此，往往只能确定它们的大致对时各种产物的精确组成。因此，往往

25、只能确定它们的大致对应组成，从而很难严格配平应组成，从而很难严格配平 。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油气源对比是有机地球化学研究中的一油气源对比是有机地球化学研究中的一个重要课题，它直接服务于油气勘探。在一个重要课题，它直接服务于油气勘探。在一个含油盆地中有若干个油藏和油层组，这些个含油盆地中有若干个油藏和油层组，这些石油来源于共同的生油岩还是不同时代的生石油来源于共同的生油岩还是不同时代的生油岩，特别是出现多套生储组合时，搞清它油岩，特别是出现多套生储组合时，搞清它们的运移方向和途径，确定其主要生油层和们的运移方向和途径，确定其主要生油层和储油层的持点，对油层分类和远景评价具有储油

26、层的持点，对油层分类和远景评价具有重要意义（徐伟民，重要意义（徐伟民，19931993）。）。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 根据勘探和生产的各种问题，原油对比的目的变化根据勘探和生产的各种问题，原油对比的目的变化很大。原则上要求作对比的项目有（图很大。原则上要求作对比的项目有（图22-122-1）：不）：不同原油之间的彼此对比，油与其生油岩的对比，气同原油之间的彼此对比，油与其生油岩的对比，气与气的对比，并且如有可能的话，应进行气与油和与气的对比，并且如有可能的话，应进行气与油和生油岩的对比（生油岩的对比（B.P.Tissot B.P.Tissot 等，等，19841984）。对勘探地

27、）。对勘探地质学家时常提出的问题如下：质学家时常提出的问题如下：（1 1）能否鉴别存在于一个沉积盆地中的石油，凝析）能否鉴别存在于一个沉积盆地中的石油，凝析油或天然气的不同类型或不同系列？每个系列是属油或天然气的不同类型或不同系列？每个系列是属单一成因还是多种成因？单一成因还是多种成因？（2 2）能否鉴别石油、凝析油或天然气的生油岩？能）能否鉴别石油、凝析油或天然气的生油岩？能否预测导致在盆地各部位释出了不同或相同原油的否预测导致在盆地各部位释出了不同或相同原油的一给定生油岩在盆地内的相变情况？一给定生油岩在盆地内的相变情况？ 第三节第三节 油气源对比油气源对比 高质量的油气源对比需要全面的完

28、整地球化学资料高质量的油气源对比需要全面的完整地球化学资料和地质资料，最终的解释必须与所有应用的地质和地球和地质资料，最终的解释必须与所有应用的地质和地球化学资料相符合，也要与当地和区域的地质和地球化学化学资料相符合，也要与当地和区域的地质和地球化学情况相符合。情况相符合。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （一）油气源对比的历史（一）油气源对比的历史在过去三十年中随着人们对油气起源问题认识的逐渐明确，油在过去三十年中随着人们对油气起源问题认识的逐渐明确，油一源岩对比的概念在引人了尖端的分子识别技术之后发生了革一源岩对比的概念在引人了尖端的分子识别技术之后发生了革命性的变化，特别是联机的气相

29、色谱命性的变化，特别是联机的气相色谱- -质谱（质谱（GC-MSGC-MS）技术在石）技术在石油工业界得到普遍应用之后。油工业界得到普遍应用之后。GC-MSGC-MS数据包含了生物标志物的数据包含了生物标志物的分布指标，现在已成为油分布指标，现在已成为油- -源岩对比中起主导作用的工具，这源岩对比中起主导作用的工具，这些数据连同碳同位素数据为每一组分或化合物族系（如芳烃）些数据连同碳同位素数据为每一组分或化合物族系（如芳烃）提供了判别特征，因而为每一种可靠的油提供了判别特征，因而为每一种可靠的油- -源岩对比提供了许源岩对比提供了许多信息。这两种技术的结合以联机气相色谱多信息。这两种技术的结合

30、以联机气相色谱- -同位素质谱的形同位素质谱的形式开创了油一源岩对比的新阶段。式开创了油一源岩对比的新阶段。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （二）（二）油源对比研究中存在的若干问题油源对比研究中存在的若干问题 (1)(1)石油代表了烃源岩体生成和运移出的烃类流体，石油代表了烃源岩体生成和运移出的烃类流体，选择作油源分析的烃源岩仅代表潜在烃源岩体中一个选择作油源分析的烃源岩仅代表潜在烃源岩体中一个小个体，如果它不能代表整个烃源岩体，甚至所选样小个体，如果它不能代表整个烃源岩体，甚至所选样品根本就不是有效烃源岩，则肯定导致不正确的结论。品根本就不是有效烃源岩，则肯定导致不正确的结论。 第三节

31、第三节 油气源对比油气源对比 （二）（二）油源对比研究中存在的若干问题油源对比研究中存在的若干问题 (2)(2)不同的样品成熟度。良好的油源对比要求沥青不同的样品成熟度。良好的油源对比要求沥青“A A”与所对比的原油在成熟度上基本相似，以避免成与所对比的原油在成熟度上基本相似，以避免成熟度的影响。研究表明，成熟度广泛影响着烃源岩中熟度的影响。研究表明，成熟度广泛影响着烃源岩中生物标志化合物的分布，同一烃源岩在不同成熟阶段生物标志化合物的分布，同一烃源岩在不同成熟阶段具有显著不同的化学组成特征。高过成熟阶段的烃源具有显著不同的化学组成特征。高过成熟阶段的烃源岩中残留烃与地质历史中生成的油的地球化

32、学特征可岩中残留烃与地质历史中生成的油的地球化学特征可比性较差，这使得多旋回复杂含油气盆地中油源对比比性较差，这使得多旋回复杂含油气盆地中油源对比变得比较困难。变得比较困难。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （二）（二）油源对比研究中存在的若干问题油源对比研究中存在的若干问题 (3)油源对比中正相关不一定是样品相关的油源对比中正相关不一定是样品相关的“必要证必要证据据”，负相关才是样品之间缺乏相关性的，负相关才是样品之间缺乏相关性的“有力证有力证据据”(Peters等，等，1993)。油源对比研究仅根据一些生物。油源对比研究仅根据一些生物标志化合物参数的相似性就作出油岩相关的结论，其标志化

33、合物参数的相似性就作出油岩相关的结论，其可靠性值得斟酌。可靠性值得斟酌。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （二）（二）油源对比研究中存在的若干问题油源对比研究中存在的若干问题 (4)油气多期注入油气多期注入(尤其是气的过量注入尤其是气的过量注入)及运移过程及运移过程和成藏后的次生变化和成藏后的次生变化(如气脱沥青作用、生物降解作用、如气脱沥青作用、生物降解作用、储层原油裂解作用、水洗作用、相分馏作用及地质色储层原油裂解作用、水洗作用、相分馏作用及地质色层效应等层效应等)对烃类总体组成和分子参数及同位素组成有对烃类总体组成和分子参数及同位素组成有重大影响，这会导致油源对比结果的失真。油源对比

34、重大影响，这会导致油源对比结果的失真。油源对比结果要注意现象的特殊性与解释的合理性。结果要注意现象的特殊性与解释的合理性。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （三）油源对比发展趋势（三）油源对比发展趋势 1多种分析手段的使用多种分析手段的使用 2地球化学与地质学相结合地球化学与地质学相结合 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （一）油源对比的依据和主要方法（一）油源对比的依据和主要方法油源对比的依据是：虽然石油经过运移、聚集以及继续油源对比的依据是：虽然石油经过运移、聚集以及继续演化，由于经受的物理化学条件的差别，或受到水洗和演化，由于经受的物理化学条件的差别，或受到水洗和生物降解等影响，而

35、引起原油性质上有较大的差别，但生物降解等影响，而引起原油性质上有较大的差别，但同源的石油、石油与源岩之间，总保持某些亲缘关系同源的石油、石油与源岩之间，总保持某些亲缘关系，其中某些成分，特别是一些所谓的其中某些成分，特别是一些所谓的“指纹指标指纹指标”如生物如生物标志物及其含量，或某些成分之间的比值将保持不变或标志物及其含量，或某些成分之间的比值将保持不变或少变。这是油源对比研究的基础。但有时遇到不同源的少变。这是油源对比研究的基础。但有时遇到不同源的原油有些指标完全可以对比，而同源的原油或与源岩之原油有些指标完全可以对比，而同源的原油或与源岩之间却无可比性，因此，油源对比需要采用多种方法、多

36、间却无可比性，因此，油源对比需要采用多种方法、多种指标，例如有反映原油总的性质的指标、反映同系物种指标，例如有反映原油总的性质的指标、反映同系物分布特征的指标和反映物源特征的生物标志物等指标。分布特征的指标和反映物源特征的生物标志物等指标。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （一）油源对比的依据和主要方法（一）油源对比的依据和主要方法在对比研究中，必须判断哪些数据对成因关系等问题的在对比研究中，必须判断哪些数据对成因关系等问题的解释更可靠，哪些数据受后生变化如排驱、运移、生物解释更可靠，哪些数据受后生变化如排驱、运移、生物降解、水洗和热裂解的影响。此外，必须解决其他复杂降解、水洗和热裂解的影

37、响。此外，必须解决其他复杂的问题，例如对比样品的成熟度差异、烃源岩的相变化、的问题，例如对比样品的成熟度差异、烃源岩的相变化、在单个油藏中源自不同烃源岩原油的可能混合作用以及在单个油藏中源自不同烃源岩原油的可能混合作用以及原油和烃源岩沥青的内在区别。原油和烃源岩沥青的内在区别。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （一）油源对比的依据和主要方法（一）油源对比的依据和主要方法当样品有关成因联系的所有证据是可比的，就会获得可当样品有关成因联系的所有证据是可比的，就会获得可比性的对比结论。由于在任何两个样品中不可避免地存比性的对比结论。由于在任何两个样品中不可避免地存在差异，所以建立可比性的对比结论

38、的关键并不是找出在差异，所以建立可比性的对比结论的关键并不是找出样品间的相同点，而是找出样品间的差异，并通过正常样品间的相同点，而是找出样品间的差异，并通过正常的转化过程、成熟度区别、原油和烃源岩沥青的内在差的转化过程、成熟度区别、原油和烃源岩沥青的内在差异、自然变化（如相态）形成分析的不确定性来解释这异、自然变化（如相态）形成分析的不确定性来解释这种差异。种差异。如果在两个样品之间能找出哪怕是一个重要如果在两个样品之间能找出哪怕是一个重要区别，而无法通过自然变化或后生变化获得合理的解释，区别，而无法通过自然变化或后生变化获得合理的解释，对比的结果则是不可比的，即得出样品间无成因联系的对比的结

39、果则是不可比的，即得出样品间无成因联系的结论。结论。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （一）油源对比的依据和主要方法（一）油源对比的依据和主要方法提高对比可信度方法 原因 样品各方面持征的检测 所有的可比性对比是建立在环境证据的基础上，所以检测更多样品的特征意味着获得更多的证据 精细的分子和同位素对比手段 （如 GC/MS 或特殊化合物同位素分析）的使用 分子和同位素分析技术非常灵敏，并且提供更多的有关样品组成的“指纹”细节 尽可能多地分析样品 大量样品提供自然变化的背景信息，否则将与成因差异混淆 使用后生变化较少的样品 后生变化，尤其是生物降解、裂解和气从油中的脱溶作用，从而造成可比性的

40、对比十分困难。同时，由于原油从烃源岩中排出并运移后其成分变化大的事实，所有的油/源对比都很复杂 使用成熟的烃源岩样品，避免使用过成熟样品 由于许多烃源岩样品未成熟，与成熟原油的对比很困难，不仅由于二者在物理特征和分子分布上有区别，而且由于未成熟烃源岩抽提物与成熟抽提物和原油在成因上无关，在组成上不相似（Kohnen 等，1992） 提高对比可信度方法简表提高对比可信度方法简表 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （二）（二）油源对比的项目和指标油源对比的项目和指标 油源对比中研究的三个主要对象是干酪根、可溶油源对比中研究的三个主要对象是干酪根、可溶的沥青和聚集在圈闭中的石油、凝析油和天然气。其

41、的沥青和聚集在圈闭中的石油、凝析油和天然气。其中油气和沥青中的各种烃类和非烃类化合物一般可用中油气和沥青中的各种烃类和非烃类化合物一般可用作对比参数。但是，由于油气形成的漫长性和本身的作对比参数。但是，由于油气形成的漫长性和本身的可流动性，在运移、聚集甚至储层中经历一系列的变可流动性，在运移、聚集甚至储层中经历一系列的变化，这样就会模糊甚至完全掩盖这些原生的相似性，化，这样就会模糊甚至完全掩盖这些原生的相似性，从而大大增加了对比的多解性和复杂性。因此，合理从而大大增加了对比的多解性和复杂性。因此，合理地选用对比参数，并综合各种地质及地化资料是十分地选用对比参数，并综合各种地质及地化资料是十分必

42、要的。必要的。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （二）（二）油源对比的项目和指标油源对比的项目和指标 一般来讲，遴选的对比参数应满足以下条件：一般来讲，遴选的对比参数应满足以下条件：（1）在其物理分离）在其物理分离(例如运移作用、热蚀变和细菌蚀变所引起例如运移作用、热蚀变和细菌蚀变所引起的选择性分离的选择性分离)过程中及在其后的时期内，对于生油岩和石油所过程中及在其后的时期内，对于生油岩和石油所起的任何作用并没有严重地影响这些对比参数；起的任何作用并没有严重地影响这些对比参数；（2）其在岩石和石油中有足够特征的化合物分布，可以区分各）其在岩石和石油中有足够特征的化合物分布，可以区分各种生油

43、岩和石油。种生油岩和石油。 随着分析技术的迅速发展，用于油源对比的项目或指标越随着分析技术的迅速发展，用于油源对比的项目或指标越来越多，但实际应用效果不完全一致，因而必须根据具体地质来越多，但实际应用效果不完全一致，因而必须根据具体地质情况和技术条件加以选择，进行综合对比。情况和技术条件加以选择，进行综合对比。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （二）（二）油源对比的项目和指标油源对比的项目和指标 常用的对比参数：常用的对比参数：1物性类；物性类；2原油孢粉；原油孢粉；3. 钒、镍含量和硫含量钒、镍含量和硫含量 ；4族组族组成成 ；5正构烷烃和一般环烷烃正构烷烃和一般环烷烃 ；6.类异戊二烯

44、烷烃类异戊二烯烷烃 ；7基团基团类类 ；8同位素同位素 ；9生物标志化合物生物标志化合物 由于生物标记化合物所表达信息的精确性以及能够由于生物标记化合物所表达信息的精确性以及能够获得大量的数据，故生物标记化合物是所有对比方法获得大量的数据，故生物标记化合物是所有对比方法中用途最大的。除了进行原油与另外中用途最大的。除了进行原油与另外种原油或与烃种原油或与烃源岩抽提物的直接对比外，某些生物标记化合物还能源岩抽提物的直接对比外，某些生物标记化合物还能用于对于原油时代的估计，这种能力对于寻找与一种用于对于原油时代的估计，这种能力对于寻找与一种特定原油可对比的烃源岩是非常有意义的。特定原油可对比的烃源

45、岩是非常有意义的。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 （二）（二）油源对比的项目和指标油源对比的项目和指标 生物标记化合物 有机体 首次在地质上出现 萜烷 奥利烷 贝叶烷、贝壳杉烷、扁枝烯 伽玛蜡烷 28,30-二降藿烷 被子植物 裸子植物 原生动物,细菌 细菌 白垩纪 晚石炭世 晚元古代 元古代 甾烷 23,24-二甲基胆甾烷 4-甲基甾烷 甲藻甾烷 24-正丙基胆甾烷 2-和 3-甲基甾烷 C29/(C27-C29)甾烷 定鞭金藻 Prymnesiophytes 或 钙板金藻 Coccolithophores? 沟鞭藻纲，细菌 沟鞭藻纲 海相藻 细菌/原核生物 原核生物 三叠纪 三叠纪

46、元古代 元古代 元古代 各种时期 类异戊二烯烷烃 丛粒藻烷 双植烷 丛粒藻 Botryococcus braunii 古细菌 侏罗纪 元古代 原油中一些生物标记化合物时代分布（转引自林壬子，原油中一些生物标记化合物时代分布（转引自林壬子，1998） 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 1984年年9月在塔里木盆地北部沙雅隆起雅克拉构造上，沙参月在塔里木盆地北部沙雅隆起雅克拉构造上，沙参1井井奥陶系风化壳喷出高产油气流，从此塔里木盆地古生界石油的奥陶系风化壳喷出高产油气流，从此塔里木盆地古生界石油的来源问题，

47、引起我国石油勘探界的高度关注。来源问题，引起我国石油勘探界的高度关注。 通过通过“七五七五”、“八五八五”、“九五九五”、“十五（前期）十五（前期）”连续长达十八年的国连续长达十八年的国家科技攻关项目，组织国内各系统、多层面专家学者的研究与家科技攻关项目，组织国内各系统、多层面专家学者的研究与探索，使得对于塔里木盆地的油源问题的认识逐渐趋于明朗化，探索，使得对于塔里木盆地的油源问题的认识逐渐趋于明朗化，石油地质家与勘探家关于海相石油烃源层的共识，主要聚焦于石油地质家与勘探家关于海相石油烃源层的共识，主要聚焦于下古生界寒武系下古生界寒武系奥陶系的海相烃源岩。但是就全盆地的尺度奥陶系的海相烃源岩。

48、但是就全盆地的尺度而言，有关盆地内海相石油的油源或主力烃源层的确切层位，而言，有关盆地内海相石油的油源或主力烃源层的确切层位，仍然众说纷纭，还存在着寒武系、下奥陶系与仍然众说纷纭，还存在着寒武系、下奥陶系与“中上奥陶统中上奥陶统之争。下面拟从地球化学和地质两方面的证据来客观探讨油源。之争。下面拟从地球化学和地质两方面的证据来客观探讨油源。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 1984年年9月在塔里木盆地北部沙雅隆起雅克拉构造上，沙参月在塔里木盆地北部沙雅隆起雅克拉构造上，沙参1井井奥陶系风化壳喷出高产油气流

49、，从此塔里木盆地古生界石油的奥陶系风化壳喷出高产油气流，从此塔里木盆地古生界石油的来源问题，引起我国石油勘探界的高度关注。来源问题，引起我国石油勘探界的高度关注。 通过通过“七五七五”、“八五八五”、“九五九五”、“十五（前期）十五（前期）”连续长达十八年的国连续长达十八年的国家科技攻关项目，组织国内各系统、多层面专家学者的研究与家科技攻关项目，组织国内各系统、多层面专家学者的研究与探索，使得对于塔里木盆地的油源问题的认识逐渐趋于明朗化，探索，使得对于塔里木盆地的油源问题的认识逐渐趋于明朗化，石油地质家与勘探家关于海相石油烃源层的共识，主要聚焦于石油地质家与勘探家关于海相石油烃源层的共识，主要

50、聚焦于下古生界寒武系下古生界寒武系奥陶系的海相烃源岩。但是就全盆地的尺度奥陶系的海相烃源岩。但是就全盆地的尺度而言，有关盆地内海相石油的油源或主力烃源层的确切层位，而言，有关盆地内海相石油的油源或主力烃源层的确切层位，仍然众说纷纭，还存在着寒武系、下奥陶系与仍然众说纷纭，还存在着寒武系、下奥陶系与“中上奥陶统中上奥陶统之争。下面拟从地球化学和地质两方面的证据来客观探讨油源。之争。下面拟从地球化学和地质两方面的证据来客观探讨油源。 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 分类 O1 O2+3 生物源 特 征 甲藻

51、、沟鞭藻、硅藻、颗石藻等浮游植物的祖先(O2+3世逐渐“衰亡” 、中新生代重新开始繁盛) 粘球形藻型、光合绿硫细菌 原 油 具时代意义生标组合特征 六高一低 高甲藻甾烷 Dino/(Dino+3-M)0.2 高 4-甲基甾烷 4-M/(4-M+3-M)0.35 高 C26-24-降胆甾烷,24-/(24-+27-)0.3 高 C26-24-降重排胆甾烷 dia24-降/(dia24-降+dia27-降)0.25 高 C28规则甾烷 C28/(C27+C28+C29)20% 高伽玛蜡烷/C30H0.1 低重排甾烷 diaC27/regC271 六低一高 低甲藻甾烷 Dino/(Dino+3-M)

52、 0.15 低 4-甲基甾烷,4-M/(4-M+3-M) 0.25 低 C26-24-降胆甾烷,24-/(24-+27-)0.2 低 C26-24-降重排胆甾烷 dia24 降/(dia24-降+dia27-降)0.2 低 C28规则甾烷 C28/(C27+C28+C29)20% 低伽玛蜡烷/C30H0.05 高重排甾烷 diaC27/regC272 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 1生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究（1 1） C C3131/C/C3030、

53、C C3535/C/C3434藿烷油源对比藿烷油源对比 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 1生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究（2 2） C C2828/C/C2929甾烷与甾烷与C C2121/C/C2323三环萜烷油源对比三环萜烷油源对比 0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.000.000.200.400.600.801.001.20C28/C29规则甾烷C21/C23 三环萜烷塔河油田原油S73-O1y-T3油TD2-

54、O1-油LK1-J油S86/87-O1含油灰岩TZ12-O2+3TZ30/LN46-O2+3S86/87-O2+3/O1YBD2-O2+3TD2-O1-KN1-H3-柯坪O3- 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 1生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究（3 3） C C2626降胆甾烷油源对比降胆甾烷油源对比 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 1生物标志物与碳稳定同位素的油源对比

55、研究生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究（3 3） C C2626降胆甾烷油源对比降胆甾烷油源对比 0.000.400.801.201.602.000.000.400.801.201.602.0024-/27-降胆甾烷21-/24- 降胆甾烷TZ12/BD2-O2+3源岩TZ30/LN46-O2+3源岩S86/87-O1源岩(含油?)S86-O1/O2+3源岩柯坪-O1/O2+3源岩TD2/KN1-H3寒武系KP寒武系源岩塔河油田原油TD2原油 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 1生物标志物与碳稳定同位

56、素的油源对比研究生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究（4） C30甲基甾烷与甲藻甾烷油源对比甲基甾烷与甲藻甾烷油源对比 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 1生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究（4） C30甲基甾烷与甲藻甾烷油源对比甲基甾烷与甲藻甾烷油源对比 0.000.501.001.502.000.000.100.200.300.400.50甲藻甾烷/C30-甲基甾烷4-甲基甾烷/3-甲基甾烷LN46/TZ30-O2+3源岩S86-O1/O2+3源岩KP-O2

57、+3源岩KP-O2+3s源岩TZ12-O2+3源岩S86/87-O1源岩(储层)KP-O1yj源岩KP-源岩KN1/H3源岩TD2-O1-源岩TD2原油塔河油田轻质油塔河油田重质油 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 1生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究（5 5） C C2929三芳甲藻甾烷、甲基三芳甾烷油源对比三芳甲藻甾烷、甲基三芳甾烷油源对比 M/z245 三芳甲藻甾烷分子结构 第三节第三节 油气源对比油气源对比 油源对比研究实例油源对比研究实例 塔里木盆地塔河油田油源研究塔里木盆地塔河油田油源研究 1生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究生物标志物与碳稳定同位素的油源对比研究（5 5） C C2929三芳甲藻甾烷、甲基三芳甾烷油源对比三芳甲藻甾烷、甲基三芳甾烷油源对比 0.000.100.200.300.4