碳酸盐岩及其生烃理论

碳酸盐岩及其生烃理论中国石油大学（北京）2012年4月汇报提纲碳酸盐岩有效烃源岩碳酸盐岩生烃机理碳酸盐岩生气死亡线一、碳酸盐岩有效烃源岩金强(2001)将既有油气生成又有油气排出的岩层称为有效烃源岩。饶丹等(2003)认为有效烃源岩是指经可靠油源对比所证实的能提供工业性油气聚集的烃源岩。王永诗等(2003)认为有效烃源岩是既有油气生成又有油气排出的岩石。能够并已经生成和排出烃类所排出的烃类足以形成商业性油气藏。有效烃源岩表明已经生成并排出了商业性油气的烃源岩。有效烃源岩的评价标准一直以有机质丰度下限作为评价标准。一、碳酸盐岩有效烃源岩研究者单位或研究者下限值（%）研究者单位或研究者下限值（%）美国地球化学公司0.12陈济等（1985）0.10法国石油研究院0.24傅家谟（1982）0.10～0.20苏联罗诺夫等（1958）0.20郝石生（1985）0.20挪威在陆架研究所0.20大港研究院0.07～0.12庞加实验室0.25田口一雄（1980）0.20亨特（1967）0.29刘宝泉（1985）0.30～0.50蒂索和威尔特（1984）0.30埃勃0.30帕拉卡斯（1984）0.05黄第藩0.10钟宁宁0.4刘宝泉0.05梁狄刚0.4～0.5夏新宇等0.4～0.5不同单位及学者出的碳酸盐岩有机质丰度下限值国外学者和单位提出的下限值高，我国学者提出的下限值比较低，前者多在0.20%~0.50%。后者在0.05%~0.12%。一、碳酸盐岩有效烃源岩郝石生等对塔里木和鄂尔多斯盆地下古生界碳酸盐岩生排烃特征的研究，由于这些生油层成熟度很高，有机质丰度较低，尤其可溶有机质含量很低，所以他们对不同阶段提出了不同的丰度下限。演化阶段非差较好好极好成熟阶段（VRo1.3%）0.090.09~0.290.29~0.690.69~1.691.69高过成熟阶段（VRo1.3%）TOC，%0.040.04~0.120.12~0.280.28~0.670.67碳酸盐岩烃源岩有机质丰度评价标准表对于高过成熟阶段，有机质的丰度下限定在0.03%~0.043%，而成熟阶段有机质丰度下限为0.08%~0.1%。一、碳酸盐岩有效烃源岩秦建中等模拟实验和自然剖面的系统样品热解分析已证明有机质为Ⅰ-Ⅱ1类碳酸盐岩排烃下限值为TOC=0.06%~0.12%，而泥页岩为TOC=0.27%~0.48%，根据这一点，碳酸盐烃源岩的有机碳下限值也应比泥页岩低一些。碳酸盐的排烃下限一、碳酸盐岩有效烃源岩有机质类型多属于偏腐泥型;对干酪根的催化生烃效率比泥岩高;对有机质的吸附能力比泥岩低，排烃效率比泥岩高;沉积体系趋向于形成生-储-盖三位一体的联合系统，油气运移距离近;常常伴有石膏等好的盖层，我国碳酸盐岩多处于高成熟-过成熟阶段，多以生气为主碳酸盐岩和泥岩的评价标准应按生烃潜力相等(或相近)统一标准来划分,但碳酸盐岩有机碳的下限值应比泥页岩低一些一、碳酸盐岩有效烃源岩秦建中等（2004）为消除成熟度对评价标准的影响，又分为未熟—成熟烃源岩，高成熟—过成熟烃源岩两种评价标准。通过对碳酸盐岩有机质丰度、有机质类型、沉积相、有机相的研究，提出了碳酸盐岩评价标准。演化阶段烃原岩级别评价参数很好烃源岩好烃源岩中等烃源岩差烃原岩非烃源岩未成熟-成熟TOC（%）2.0(Ⅰ-Ⅱ1)4.0(Ⅱ2-Ⅲ)1.0~2.0(Ⅰ-Ⅱ1)2.5~4.0(Ⅱ2-Ⅲ)0.5~1.0(Ⅰ-Ⅱ1)1.0~2.5(Ⅱ2-Ⅲ)0.3~0.5(Ⅰ-Ⅱ1)0.5~1.0(Ⅱ2-Ⅲ)0.3(Ⅰ-Ⅱ1)0.5(Ⅱ2-Ⅲ)氯仿沥青“A”（%）0.250.15~0.250.05~0.150.03~0.050.03总烃（HC）（ug/g）1000500~10001.50~50050~15050S1+S2/(mg/g)105.0~102.0~5.00.5~2.050高成熟-过成熟TOC(%)1.2(Ⅰ-Ⅱ1)3.0(Ⅱ2-Ⅲ)0.8~1.2(Ⅰ-Ⅱ1)1.5~3.0(Ⅱ2-Ⅲ)0.4~0.8(Ⅰ-Ⅱ1)0.6~1.5(Ⅱ2-Ⅲ)0.2~0.4(Ⅰ-Ⅱ1)0.35~0.6(Ⅱ2-Ⅲ)0.2(Ⅰ-Ⅱ1)0.35(Ⅱ2-Ⅲ)碳酸盐岩烃源岩的划分标准二、碳酸盐岩生烃机理钟宁宁等（1995），程克明等（1996）认为碳酸盐岩中有机质的赋存状态不同于碎屑岩，前者除分散有机质外，还存在包裹体有机质。碳酸盐岩有机质的生烃过程具有三段式二、碳酸盐岩生烃机理碳酸盐岩生气机理中国海相碳酸盐岩烃源岩发育与分布的特点以及成气、成藏过程中的各种作用，综合两者建立了碳酸盐岩的成烃模式。其不仅包括碳酸盐岩自身的三段式成气特点，还包括成气、成藏过程中的原油热裂解生气以及次生有机质受热再次生气过程。碳酸盐岩的储集性使其在后期成藏过程中形成了一定数量次生有机包体。海相碳酸盐岩位于叠合沉积盆地的最底层，时代老、埋藏受热历史长、热演化程度高，其中易发生古成藏，在高温条件下极易发生热裂解生气，形成天然气藏。三、碳酸盐岩生气死亡线黄志龙等（2003）采用半封闭外加温加压式热压模拟装置对碳酸盐岩的生烃情况进行了热模拟实验。样品采自于甘肃平凉剖面平凉组(O2)（表4），研究了碳酸盐岩生气量随成熟度和温度变化的趋势。样品地化特征实验结果显示，碳酸盐岩气态烃产率随温度升高而增大，并且在某一温度点(460℃)之后，气态烃产率的增大非常明显;温度是碳酸盐岩生烃的重要影响因素;随着温度增高，碳酸盐岩的生烃潜力不断降低。三、碳酸盐岩生气死亡线在气态烃产率随Ro的变化图中，我们可以看出气态烃产率随Ro值升高而升高三、碳酸盐岩生气死亡线从Ro与S1+S2关系中可以看出，生烃潜力不断降低。且有一巨变阶段，大致在Ro=1.0%~1.3%范围内。三、碳酸盐岩生气死亡线耿安松等借用了SweeneyJ.5.等(1990)提出的Easy%Ro参数对模拟实验的热演化程度进行定量。将相应的升温速率条件提供的动力学参数输入KnietciS软件，计算出不同温度点所对应的反应率F，根据公式:Easy%Ro=EXP(-1.6+3.7F)，从而得到各实验温度点的等效反射率参数Easy%Ro模拟实验源岩样品基本地球化学数据模拟实验源岩样品基本地球化学数据三、碳酸盐岩生气死亡线（a)甲烷(b)乙烷(e)丙烷(d)丁烷+戊烷（e)轻烃（o）重烃建立各组分的转化率和相对生成速率与等效反射率参数Easy%Ro的关系曲线，在该地质条件下，各烃类气体的生成主要介于Easy%Ro为1.0%到3.0%之间，液态烃的生成Easy%Ro主要介于0.5%~1.5%。