Question

有机质丰度

Answer 1

一个沉积盆地能否生成油气，有机质丰度至关重要，它是油气生成的物质基础，是衡量与评价烃源岩生烃潜力的重要基础。目前常用的有机质丰度指标包括有机碳含量(TOC)、烃源岩热解参数中的可溶烃(S₁)、热解烃(S₂)、产油潜量(Pg)、氯仿沥青A和总烃含量(HC)。此外，烃源岩显微组分含量TMCS₃与有机碳、产油潜量、氯仿沥青A和总烃含量之间存在明显的正相关关系，表明它也可作为有机质丰度指标。

一、盐湖盆地低熟烃源岩有机碳含量

有机碳含量是最常用的有机质丰度指标。江汉盆地盐湖盆地低熟烃源岩有机碳含量范围为0.24%～6.19%，平均值为1.70%，其中有机碳含量大于1%的占样品总数的60%以上，含量在1%～2%的占样品总数的21.6%，2%～4%的占样品总数的21.6%，大于4%占样品总数8%(表4-1)。这表明：江汉盆地古近系低成熟烃源岩(主要是潜江组)大多达到了我国“较好—好”泥质烃源岩的标准。因而其生烃的物质基础较为雄厚。

表4-1 江汉盆地低成熟烃源岩有机碳含量

续表

图4-1 江汉盆地古近系各层段烃源岩有机碳含量频率分布直方图

由于沉积盆地的构造及沉积特征较为复杂，盐湖盆地烃源岩有机质非均质性较为明显，如图4-1所示，江汉盆地潜江组各层段烃源岩有机碳含量分布范围较宽，总体来讲，新沟嘴组烃源岩有机碳含量最高，但其样品数量较少，因而代表性较差；潜江组烃源岩以潜四段有机碳含量最高，TOC介于0.42%～6.19%之间，算术平均值为1.78%，加权平均值为1.69%，大多数样品在0.6%～2.0%之间；其次为潜二段烃源岩，TOC 介于0.62%～4.4%，算术平均值为1.77%，加权平均值为1.94%，主频分布范围为0.6%～1.0%；再次为潜三段，TOC为0.77%～4.3%，算术平均值为1.64%；潜一段烃源岩有机碳含量相对较低，其有机碳算术平均值为1.60%。这表明：江汉盆地古近系烃源岩有机碳含量普遍较高，其生烃潜力不可低估。

二、盐湖盆地低熟烃源岩热解参数S₁、S₂、Pg

Rock-eval热解分析是一项能迅速获得烃源岩有机质丰度、类型、成熟度等信息的方法，获得的有机质丰度指标有：可溶烃含量(S₁)、热解烃含量(S₂)、和产油潜量(Pg)。表4-2是江汉盆地烃源岩热解分析结果。

表4-2 江汉盆地烃源岩热解参数

江汉盆地盐湖烃源岩中，可溶烃含量以潜二段烃源岩最高，平均为1.36mg/g，其次依次为潜四段、潜一段、潜三段和新沟嘴组，平均值分别为 1.18mg/g、1.02mg/g、0.69mg/g、0.23mg/g；热解烃含量以潜一段烃源岩最高，平均为15.45mg/g，其次依次为潜二段、潜三段、潜四段和新沟嘴组，平均值分别为14.25mg/g、12.49mg/g、7.27mg/g和2.54mg/g。

图4-2为江汉盆地各层段烃源岩产油潜量分布直方图。从图中可以看出，烃源岩的产油潜量分布范围是相当宽的。总体来说，潜一段烃源岩产油潜量最高，11个样品的产油潜量分布范围为0.44～64.03mg/g，算术平均值为16.47mg/g，加权平均值为17.27mg/g，主频分布范围为10～60mg/g，大于6mg/g的烃源岩占样品总数的66.7%；其次为潜二段烃源岩，11个样品的产油潜量分布范围为1.74～73.04mg/g，算术平均值为15.61mg/g，加权平均值17.84mg/g，大于6mg/g的烃源岩占样品总数的46.2%；再次为潜三段烃源岩，7个样品的生油潜量分布范围为0.51～53.40mg/g，算术平均值为13.19mg/g，加权平均值为14.43mg/g，大于6mg/g的烃源岩占样品总数的33.3%；潜四段和新沟嘴组烃源岩产油潜量相对较低，其分布范围分别为0.61～28.36mg/g 和0.99～4.55mg/g，算术平均值为8.45mg/g和2.77mg/g，加权平均值为8.77mg/g和2.63mg/g。

图4-2 江汉盆地各层段烃源岩产油潜量分布直方图

烃源岩的可溶烃(S₁)和热解烃(S₂)均是由其中的分散有机质生成的，它们与有机碳含量之间存在较好的相关性(图4-3)，烃源岩的可溶烃与热解烃均随有机碳含量的增加而升高，两者之间呈对数关系，从图4-3中也可以看出，S₂与有机碳的相关性比S₁与有机碳的关系要好。造成这一情况并非偶然，就S₂而言，它是烃源岩中分散有机质热降解的产物，一般成熟的油气聚集就与此有关。而可溶烃S₁的来源比较复杂，对成熟烃源岩而言，这部分烃应为干酪根已生成的烃，经运聚后仍残留于烃源岩中。就江汉盆地而言，所有的样品的镜质体反射率R_o均介于0.30%～0.60%之间，尚处于未成熟—低成熟阶段，此时干酪根尚未发生明显的热降解，即这部分烃不可能来自干酪根热降解，也非一般意义上的成熟烃类物质。因此，低演化阶段烃源岩中较高含量的可溶性烃是早期成烃的重要标志。

图4-3 江汉盆地烃源岩热解参数S₁、S₂与有机碳含量的关系

三、盐湖盆地烃源岩可溶有机质含量

氯仿沥青A和总烃含量是衡量有机质丰度最常用的指标之一。总体而言，盐湖盆地烃源岩具有较高含量的氯仿沥青A和总烃含量，几乎所有的样品氯仿沥青A含量均大于0.01%的下限值，总烃含量大于100×10^-6，达到了泥质烃源岩的下限标准(表4-3)。

表4-3 江汉盆地烃源岩可溶有机质参数

江汉盆地烃源岩氯仿沥青A含量以潜二段最高，其分布范围为0.1372%～2.3460%，平均为0.7361%，其次为潜四段，平均值为0.5394%，潜一段、潜三段也具有较高的氯仿沥青A含量，平均值分别为0.4985%和0.4151%。相比之下，新沟嘴组氯仿沥青A含量较低，为0.2560%，但也达到了“好”泥质烃源岩的标准。总烃含量以潜四段烃源岩最高，其分布范围为(431～6215)×10^-6，平均值为2419×10^-6，其次依次为Eq²＞Eq³＞Eq¹＞Ex。氯仿沥青A和总烃分布直方图见图4-4、图4-5。

图4-4 江汉盆地各层段烃源岩氯仿沥青A分布直方图

图4-5 江汉盆地各层段烃源岩总烃含量频率分布直方图

有机质向烃类的转化程度也是衡量烃源岩生烃潜力的重要指标，常用的转化率参数有氯仿沥青A/TOC和HC/TOC。盐湖盆地烃源岩具有较高的转化率早已是一个不争的事实。尽管江汉盆地烃源岩的演化程度相当低，仍处于未成熟—低成熟阶段，但其氯仿沥青A/TOC和HC/TOC均相当高，表明其生烃潜力巨大。

如第二章所述，江汉盆地烃源岩中显微组分含量TMCS₃与有机碳含量、氯仿沥青A、总烃和生油潜量Pg之间存在较好的相关性，因此，显微组分含量TMCS₃也可标志有机质丰度。总体而言，潜二段和潜一段烃源岩显微组分含量TMCS₃较高，表明其有机质丰度较高，上述特征与其他有机质丰度指标是基本吻合的。