论文导读:：并且已经成熟的优质烃源岩。应用上述物质平衡法。即排油量随TOC的升高曲线出现明显的拐点。
论文关键词：优质烃源岩，物质平衡，生油量，排油量，生烃潜力，贝尔凹陷
油气的生成是其运聚成藏的基础。因此，在油气勘探中，“源控论”的勘探思路对提高探井成功率起到了极其重要的指导作用。但“源控论”的内涵并非是一成不变的，而是经历不断的发展和演变：早期为笼统的“烃源岩控藏”，如我国陆相盆地早期的油气勘探中所采用的重要勘探部署原则“定凹探边” 即是这一“源控论”找油思想的体现；后来，人们逐渐认识到，真正对油气藏的形成和分布起制约作用的是“有效烃源岩”，即生成并排出过商业性油气的源岩－通常有机质丰度较高、类型较好并且已经成熟的烃源岩[1-4]（庞雄奇等，1995；金强，2000，2001；张水昌等，2001）；但随着勘探和研究的深入，越来越多的油气地质和地球化学家倾向于认为，工业性油气藏的主要贡献者可能是生烃凹陷中厚度不一定很大，但有机质丰度很高（通常类型较好），并且已经成熟的优质烃源岩物质平衡生烃潜力生烃潜力，而不一定是凹陷中广布的、厚度大，但丰度并非很高的源岩－即“优质烃源岩控藏” [5-15]（张林晔等，2003，朱光有等，2004；侯读杰等，2008，金强等，2008；王力等2009；庞雄奇等，2009；秦建中等，2007，2009；腾格尔等，2006；刘新颖等，2009；何锋等，2010）。张林晔等[5]（2003）认为，济阳坳陷亿吨级的大油田均与优质烃源岩有着密切关系。尤其是在我国陆相复杂断陷盆地岩性、岩相变化快，油气运移距离短，“优质烃源岩控藏”将对勘探实践有更现实的指导意义。许多学者的研究表明，优质烃源岩对济阳拗陷、东濮凹陷油气成藏特别是对于岩性油气藏具有重要的控制作用[7,15]（侯读杰等，2008；何锋等，2010）。
迄今为止，关于优质烃源岩，目前地球化学界，尤其是国内学者已有相当多的研究。如优质烃源岩发育的古气候、古沉积环境、岩石学特征、地化特征、生物标志化合物特征、显微组分特征、时空分布及主控因素，优质烃源岩与火山活动的关系、与上升流的关系、与成藏的关系，优质烃源岩的识别和预测等等[16-28]（陈践发等，2006；；Pedersen and Calvert,1990; Moldowan and Seifert，1985；刘传联等，2002；李天义等，2008；孔凡仙等，2000；李成风和肖继风，1988；朱光有和金强，2002；李任伟等物质平衡生烃潜力生烃潜力，1986；王铁冠，1990，傅家谟等，1991；唐祥华，1986）。但是，油田勘探家更为关注的优质烃源岩的判识标准，目前并没有统一的认识。如周建林[29]（2009）通过东海盆地和珠江口盆地的资料分析，将TOC>2％的泥页岩视为优质烃源岩；郑红菊等[30]（2007）在研究南堡凹陷的烃源岩时也认同TOC＝2%作为优质烃源岩的标准；秦建中等[12]（2009）在研究海相优质烃源岩过程中，也采用了TOC≥2％的标准，但他认为Ⅰ型有机质作为优质烃源岩的残余TOC的下限值可以定在1.5%左右；侯读杰[7]（2008）则根据多年对济阳坳陷烃源岩的研究工作，将TOC>3%作为优质烃源岩的标准，他还进一步在优质烃源岩中将有机质丰度更高（TOC>6%）的源岩划分出一个更高级别的有机质富集层（侯读杰等，2008）。而王力等[9]（2009）在研究柴西第三系盐湖相烃源岩将类型较好、TOC>1.0%的源岩视为对成藏贡献大的优质烃源岩；刘新颖等[14]（2009）在研究海拉尔盆地烃源岩时，将优质烃源岩的标准定在TOC大于5.0％国外则将TOC>2％的烃源岩定为很好的烃源岩,将TOC>4％的烃源岩定为极好的烃源岩[7]（侯读杰等，2008）。
更为重要的是，上述不同学者所给的优质烃源岩的评价标准主要是依据经验，并没有坚实的基础或有力的证据。因此，本文瞄准这一研究相对薄弱但又有重要理论和实际意义的环节，以海拉尔盆地贝尔凹陷为例，试图探讨并给出优质烃源岩的评价标准，并在此基础上，剖析优质烃源岩与成藏的关系。2 海拉尔盆地基本地质概况
海拉尔盆地位于内蒙古自治区呼伦贝尔盟西南部，是大庆探区的最重要的接替领域，贝尔凹陷是海拉尔盆地中部断陷带2个最重要的含油凹陷之一，是盆地内目前油气勘探的主战场论文范文论文格式范文论文的格式。
盆地基底主要由前古生界和古生界地层组成，沉积盖层自下而上为下白垩统的塔木兰沟组、铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组，上白奎统的青元岗组和新生界的第三、第四系地层。其中，可能作为源岩的、比较富含有机质的暗色泥岩及煤系泥岩和煤层主要发育在南屯组、大磨拐河组、伊敏组沉积时期的深湖—半深湖或湖沼相带。上部的大磨拐河组和伊敏组由于埋藏较浅，绝大部分没有进入成熟门限，难以成为盆地内重要的有效源岩[2]（冯子辉等，1992）。另外，在南一段中物质平衡生烃潜力生烃潜力，油田勘探家又依据沉积特征和测井曲线特征的差异划分出复合岩性段和特殊岩性段，并习惯于将它们单独分别评价。因此，本文探讨优质烃源岩的评价标准时，分别针对南屯组二、一段及其中的复合岩性段和特殊岩性段进行。复合旋回段：从沉积充填特征来看，主要以发育砂泥互层的复合沉积旋回为特征。岩性段厚度一般为50～250m，由2-3个复合沉积旋回组成，主要为中酸性富砂的砂泥岩互层，总体表现为反旋回沉积。地震剖面上表现为亚平行-平行反射，顶部是规模较大的区域性削蚀面。测井曲线上声波、密度曲线均明显增大，具高伽马、高电阻、低铀、高钾的响应特征，曲线齿化明显均匀。
特殊岩性段：是在平缓古地貌背景下，研究区整体缓慢下沉，水体比较稳定的环境下，沉积的砂泥互层地层，也反映了被动裂陷作用机制的沉积充填特征。岩性段厚度一般为40～100m，主要发育高阻泥岩、油页岩和泥质灰岩，表现为加积结构。测井曲线上具高伽马、高电阻、低铀、高钾的响应特征。
3 优质烃源岩评价标准的建立
3.1 研究思路－是否有优质烃源岩？何谓优质烃源岩？
由于只有生成并排出过油气的源岩才能够对油气的成藏作出实质性的贡献，因此不难理解，“有效烃源岩控藏”较“烃源岩控藏”更能够客观反映源岩对成藏的控制，因而对油气勘探有更为现实的指导作用。但是否真是“优质烃源岩控藏”，还是一个有待论证的命题：虽然“优质烃源岩”中由于有机质丰度更高、类型较好，同样体积的源岩，将能够生成并排出相对更多的油气，不过，由于“优质烃源岩”通常发育、分布规模小于有机质丰度稍低的“有效烃源岩”，是否“优质烃源岩”对油气成藏的贡献更大（即优质烃源岩控藏），则还要看二者发育的相对规模。如王建等[31]对渤海湾盆地饶阳凹陷的研究表明，优质烃源岩厚度和体积虽然不到凹陷内烃源岩总厚度和总体积的10%，但生油量及石油地质资源量分别占到或超过了凹陷总量的25%。这表明，尽管优质烃源岩在任丘古潜山油气成藏过程中起到了重要作用，但其对成藏的贡献还未到一半，如果真如此物质平衡生烃潜力生烃潜力，则难言优质烃源岩控藏，而是其与有效烃源岩共同控藏。
笔者以为，如果源岩的排烃量与其有机碳（TOC）呈线性关系（如图1中的虚线），则至少理论上 “优质烃源岩”的概念没有特别重要的意义，因为TOC的降低（意味着排烃量的等比例降低）可以通过源岩体积同等比例的增加得到补偿，而地质条件下，通常丰度较低的源岩发育规模更大，足以补偿单位重量源岩中TOC的较低；而如果源岩的排烃量与其TOC呈现图1中实线所示的关系，即排烃量随TOC升高曲线出现明显的拐点，则有必要特别提出“优质烃源岩”的概念并强调其重要性了：超过拐点之后，源岩的排烃量随TOC的增幅明显高于拐点之下的源岩，即在有机质绝对数量相等的情况下，拐点之上的源岩排烃量将远远高于拐点之下的源岩，这也正是优质烃源岩的实质所在。这一拐点也正是源岩能够成为优质烃源岩的下限－即优质烃源岩的判判识准。如果排烃量随着TOC的升高出现增速更高的第二个拐点，则有必要在优质烃源岩中划分出一个更高级别的源岩类型。
由此来看，要论证是否存在“优质烃源岩”以及确定“优质烃源岩”的评价标准，只要能够计算出烃源岩的排烃量与其TOC的关系曲线即可。在目前评价源岩排烃量的各种方法中，由生烃量减去残烃量等于排烃量的物质平衡法（Q排=Q生－Q残，）具有广泛的有效性和可行性[1,32]。因此，本文以海拉尔盆地贝尔凹陷为例，应用上述物质平衡法，来探讨“优质烃源岩”的概念及其评价标准。
3.2（单位质量源岩的）生烃量（Q生）计算
Q生＝TOC0·IH0·X（1）
式中，TOC0为源岩中的原始有机碳含量（%），IH0为单位质量有机质的原始生烃潜力如mgHC/gTOC或kgHC/tTOC,反映有机质的类型），X为成烃转化率（％）。X求取由化学动力学方法实现，具体的原理、流程及结果，笔者已经在过去有系统的研究[33-35]）这里不再赘述。需要强调的是，这里的TOC0和IH0分别为源岩中的原始有机碳含量和原始有机质生烃潜力，而不是实测的残余值。由残余有机碳和氢指数恢复原始有机碳和原始生烃潜力也是基于化学动力学方法，其原理及应用，笔者也已经在过去有过报[36]道图2以贝尔凹陷南一段和特殊岩性段为例，给出了恢复所得到的二者之间的关系。从图2出发物质平衡生烃潜力生烃潜力，由（1）式不难计算出不同TOC时生烃量。
3. 3（单位质量源岩的）残烃（油）量（Q残）的计算
源岩中实测的氯仿沥青“A”其实即可视为单位质量源岩的残油量论文范文论文格式范文论文的格式。只不过需要将单位换算到与生油量一致（kg/t源岩）。由于源岩非均值性的普遍存在，即使是同一源岩层、同样的埋深、或同样TOC时对应的氯仿沥青“A”会有较大的变化（图3、图4示出了贝尔凹陷的实测值），具体计算时，可用各源岩层包络线的半幅值（或者某一深度段或某一TOC段的均值）来参与计算
3.4（单位质量源岩的）源岩排烃量（Q排）与TOC的关系及优质烃源岩的评价标准
按Q排＝Q生－Q残的物质平衡原理，不难计算出不同凹陷、不同源岩层对应某一TOC（及相应的生烃潜力）的排油量并可绘出单位质量源岩的排油量与原始有机质丰度的关系（图5）。从图5中可以看到，当TOC较低时，排出的油量的确有限，这是因为此时生成的油量较少，还难以满足源岩自身各种形式的残留需要。但是，随着TOC增高其他条件（有机质类型、成熟度）相同情况下的生油量逐步逐渐增大，满足了源岩中各种形式（吸附、溶解、孔隙容留等）[1]的存留需要之后，生成的油开始大量排出，即排油量随TOC的升高曲线出现明显的拐点。显然，拐点以上即为优质烃源岩，拐点所对应的TOC即为优质烃源岩的下限－即优质烃源岩评价标准。由此不难给出不同凹陷、不同源岩层作为优质烃源岩的有机质丰度（TOC0）下限（表1）。可以看到，不同源岩层（对应不同的地质条件），优质烃源岩的TOC下限标准有所不同：从2.2到3.0之间都有分布。其原因将在下节讨论。需要指出的是，这里的TOC0是原始有机碳。从TOC0－排烃量关系曲线上并不存在第二个拐点来看，似乎没有必要在优质烃源岩中另外再划分出一个极好烃源岩的判识界限。
3.5 讨论－影响优质烃源岩标准的因素及残余有机碳下限标准
1）优质油源岩和优质气源岩
从前文可以看出，本文的讨论主要是针对油源岩来进行的。这是因为目标区源岩中的有机质的类型大多较好（图2）且成熟度正好主要位于油窗范围内，盆地内勘探实践所揭示的也基本为油藏。事实上，按照Q排气＝Q生气－Q残气的思路同样可以确定优质气源岩的下限标准，只不过确定源岩的残气量（Q残气＝Q吸附+ Q溶解+Q孔隙残留）比确定源岩的残油量（可由氯仿沥青A或S1近似确定）要困难一些。庞雄奇等[1]已经建立了有关的评价模型（Q残气＝Q吸附+ Q溶解+Q孔隙残留），但模型有关参数的精确求取还有大量的工作要做。目前，国内外正在开展的页岩油气方面的研究和分析可为下一步建立更为准确残气模型奠定基础。因此，优质气源岩的评价标准的建立还有待于今后的深入工作。
2）地质条件对优质烃源岩下限的影响
从上述讨论来看，源岩的排烃量一般随其有机质丰度的增大而升高，但只有在达到某一阀值之后，排烃量随着TOC的增高才出现拐点而快速增大，拐点以上即为优质烃源岩。由此可以得出本文对优质烃源岩的定义：源岩中有机质的丰度高到其开始大量排烃点以上的源岩，它一般是有机质丰度较高、同时类型较好且成熟度适中（对油源岩）或较高（对气源岩而言）的源岩。不过，不同地质条件下的源岩成为优质烃源岩的标准并不一致：所有影响源岩的生烃量、残烃量物质平衡生烃潜力生烃潜力，从而影响排烃量的地质要素，都会影响优质烃源岩的下限值。除了有机质的丰度之外，影响生烃量的因素还有有机质的类型和成熟度。一般而言，除了有利于未熟－低熟油形成的特殊地质条件之外[37]，未熟－低熟源岩是难以成为优质烃源岩的，越接近成油高峰（对油源岩而言）或成熟度越高（对气源岩而言），成为优质烃源岩所要求的TOC下限越低；有机质类型越好，成为优质烃源岩的TOC下限应该越低。事实上，从图2中可以看到，III型和II2型有机质的排油量其实一直很低，实际上是不可能成为优质油源岩的；烃源岩中的矿物组成也会对其吸附残留油气的能力产生影响（庞雄奇，1995），从而也将影响优质烃源岩的下限值。3）优质烃源岩的残余有机碳下限标准
需要指出的是，上述TOC下限值都是指的原始有机碳，而不是实际工作中容易得到的残余有机碳。显然这不便于实际应用。因此需要转换成残余有机碳。结合各凹陷、各源岩层的现今埋深和热史，不难正演计算出对应的残余有机碳，计算结果也列于表1中。自然，不同源岩层（对应不同的地质条件），优质烃源岩的残余TOC下限标准有所不同：从1.63到2.37之间都有分布，平均可取2.0论文范文论文格式范文论文的格式。
严格来讲，不同地质条件下，优质烃源岩的评价标准应该按上述思路进行定量计算后来确定，具体所得的下限值会因地质条件而异。但这毕竟比较繁琐且应用起来不太方便。考虑到勘探家和实际地质家的应用习惯，综合上述结果，本文推荐一个简明的标准：以TOC＝2.0%作为优质油源岩的评价下限。由于研究区有关源岩层有机质类型从III型到I型都有分布，并以I型、II1型为主（图2），且成熟度位于油窗范围内，因此，笔者认为，这一标准应该适合于位于油窗范围内的油源岩的评价。
4 优质烃源岩对成藏贡献
借助测井地化方法，利用实测TOC与测井电阻率和声波时差的关系，不难建立由测井资料计算泥岩有机质丰度的模型[38,39]。由此可对全区近百口井的泥岩有机质丰度进行逐点计算。之后物质平衡生烃潜力生烃潜力，以TOC＝2.0%为界，不难确定出区内源岩中的普通源岩和优质源岩。进一步不难计算得到不同源岩层的二者总质量及其各自的生油量、排油量，图6、图7分别绘出了计算结果。可以看出，南二段、南一段（包括特殊岩性段和复合岩性段）优质烃源岩的质量比例虽然不高（均约为46%），但生油贡献比例却达到76%和82%，排油贡献比例更是高达96%和91%。显示了优质烃源岩对成藏的突出贡献。图8绘出了南一段优质烃源岩与油藏分布关系，从中可以看出，南一段优质烃源岩对油藏具有明显的源控作用。
5 结语
1）利用物质平衡原理计算的源岩排烃（油）量与有机质丰度（TOC）的关系曲线的拐点可以确定优质烃源岩的下限，TOC高于该值的源岩即为优质烃源岩。即优质烃源岩可定义为：源岩中有机质的丰度高到其开始大量排烃点以上的源岩，它一般是有机质丰度较高、同时类型较好且成熟度适中（对油源岩）或较高（对气源岩而言）的源岩。
2）理论上，源岩排烃量与有机质丰度（TOC）的关系曲线的拐点，即优质烃源岩的下限与有机质的类型、成熟度及影响残烃量的源岩的矿物组成有关，因此，下限标准应该因地质条件而异，而不是一个统一的下限。但为简明、实用起见，本文综合推荐TOC＝2.0%作为优质油源岩的下限标准。
3）标准在研究区的应用表明，优质烃源岩生油量贡献比例明显高于其质量比例，排油量更是占支配地位，优质源岩的分布与区内油藏的分布也有非常好的对应关系，证明了优质源岩的控藏作用。
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