发布时间 : 星期日 文章烃源岩的定性评价更新完毕开始阅读855e94ea76eeaeaad1f330d9
吉林大学地球科学学院
成变重，但是由于这一过程导致的碳同位素分馏效应有限，多数情况下，产物中的碳较残留在干酪根中的少，同时，还有部分相对富集13C含氧基团的继续脱去，使干酪根总体的碳同位素组成虽然有所变轻，但幅度一般不大，难以作为有分辩力的成熟度指标。但是，在有机质生成烃类气体时，碳同位素的分馏效应往往非常明显，从而使天然气的碳同位素组成可以敏感地反映成熟度的变化。正因为如此，烃气，尤其是C1的同位素成为判识天然气成熟度的最为常用和有效的指标。δ13C1～Ro关系式即是基于这一原理，但不同类型的有机质的δ13C1～Ro关系并不相同。从原理上讲，烃源岩中吸附气的碳同位素组成也可以作为衡量烃源岩成熟度的指标，但这需要考虑运移、扩散等过程导致的分馏效应的影响。 3.9氯仿沥青“A”及烃类的含量和组成的变化反映成熟度
无论是氯仿沥青“A”、还是总烃或饱和烃、芳烃，其对有机碳归一化后的含量随埋深（成熟度）的升高均体现出先增后减的规律性变化，故它们可以反映有机质的成烃进程。但可溶有机质和烃类含量反映有机质的成熟度主要不是依靠其绝对量的大小，而是依据其在地质剖面上的变化趋势：含量由低变高的拐点对应着生油门限，含量最高的点被认为对应着生油高峰，而含量重新降到低值对应着生油下限。从原理上讲，有机质成油（成烃）阶段的确定和划分主要应依据这种成烃量的变化。但由于受取样的深度分布范围、有机质类型变化、排烃效率变化等因素的影响，不少情况下（尤其是在勘探早期），往往难以得到那样理想的演化剖面。因此，实际应用中更多地依赖于镜质体反射率等成熟度指标来划分成烃阶段。表3.1中所给出的成烃阶段与成熟度指标之间的关系是综合考查大量的实例研究后确定的。
氯仿沥青“A”的族组成及烃类的内组成（各组分的相对含量及不同结构、不同环数、不同化合物之间的比值）也随埋深呈现规律性的变化，因此，它们也可以在一定程度上反映出有机质的热演化程度。但由于它们受有机质类型、排烃效应等非热因素的影响更大，因此，大多数情况下，它们仅仅被用作判识成熟度时的参考性指标。
3.10生物标记化合物作为成熟度指标（甾萜、奇偶优势OEP、CPI） 甾萜等许多生物标志化合物都具有特征性的生物构型，在热应力的作用下，稳定性较低的生物构型要向稳定性较高的地质构型转化，其转化程度与热应力及受热时间有关。这是生物标志化合物作为成熟度指标的基础。图3.2给出了一个研究实例） 大多数生物标志物成熟度参数都不能满足于所列理想条件，原因是多方面的。已提出的分子标志物(包括生物标志物)成熟度参数很多，并且还在增加。这些参数之间可以相互印证。
3.11最高热解峰温（Tmax）作为成熟度指标
Tmax是由Rock-Eval热解仪分析所得到的S2峰的峰顶温度，对应着实验室恒速升温的条件下热解产烃速率最高的温度。由于有机质在埋藏过程中随着热应力的升高逐步生烃时，活化能较低、容易成烃的部分往往更多的被优先裂解，因此，随着成熟度的升高，残余有机质成烃的活化能越来越高，相应地，生烃所需的温度也逐渐升高，即Tmax逐渐升高。这是Tmax作为成熟度指标的基础。也有人认为，Tmax可能比Ro值对于热事件更敏感(王铁冠，1998)。由于Rock-Eval分析快速经济，使它成为常用的成熟度指标之一（表3.1）。但是由于Tmax与有机质的类型有关，尤其是在碳酸盐岩中，Tmax测值的波动加大，使它作为热指标的权威性不如Ro
3.12时间温度指数（TTI）作为成熟度指标
除了上述依据生烃母质或者其演化产物的特征来判识有机质的成熟度的方法之外，目前实用中常常用到的一种判断有机质成熟度的半定量方法——TTI（时间温度指数）法，与有机质本身没有任何关系。
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如前所述，有机质所经历的时间－温度史是决定油气生成量的关键因素。因此，前苏联学者洛泊京基于“温度每升高10℃，化学反应（成熟作用）速度增大1倍”的范特霍夫经验规则，提出了时间温度指数(TTI)的概念来描述烃源岩（有机质）所经历时间和温度史： TTI＝∑△t×2n
式中，△t为源岩在某一温度下所经历的时间（Ma），在所选择的基准温度间隔（洛泊京选取100～110℃）内，n＝0，以后温度每升高10℃，n增大1，而每降低10℃，n减小1。显然，TTI值越大，有机质的成熟度应该越高。这一指数的实际计算过程要比这里介绍的原理稍微复杂一些，但由于这一内容在油气地质学教材中均有涉及，故这里不再展开论述。这一指标的主要问题在于范特霍夫规则在许多情况下并不成立。 上面简单介绍了十三类代表性的成熟度指标。事实上，文献报道过的成熟度参数远远不止这些，如早期探讨过的卟啉类指标，近二十年探讨的轻烃成熟度指标等。对成熟度指标如此广泛的关注，一方面显示了成熟度评价在烃源岩评价和油气地球化学研究中具有重要意义，另一方面，也与不同的指标有不同的适应范围和应用条件有关，如最为权威的RO指标在缺少镜质体的前泥盆纪地层中和水生生物占绝对优势的地层中难以应用，在低成熟度阶段的分辨率较低等等。许多情况下源岩或者原油的成熟度需要多种指标的配合使用才能准确界定同时，有些热指标只是其它研究的副产品，如干酪根的元素组成、官能团构成、热失重等等更主要的是有机质的类型指标，但它也具有一定的成熟度含义。指标的多用性也使它具有多解性。比较而言，除了镜质体反射率指标外，生物标记化合物（尤其是甾萜）、Tmax、热变指数（干酪根颜色）等是应用较为广泛的成熟度参数。
结束语
烃源岩评价的基本内容是烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度。不同评价内容有不同的指标。同是应注意，不同的烃源类型，其评价指标会有一定的差异，其中以有机质丰度的评价标准差异最大。在烃源岩成熟度较高时，在评价烃源岩的丰度特征和类型物征时各项指标的分析结果应分析对待。
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