地質(zhì)過(guò)程中的定量計(jì)算

1、我國(guó)煤系烴源巖排烴史恢復(fù)研究進(jìn)展 二一五年十二月 摘要：煤系烴源巖排烴作用的研究在20世紀(jì)80年代以后取得了很大進(jìn)展，主要體現(xiàn)在對(duì)烴源巖的排烴機(jī)理及控制因素的分析、煤成油排驅(qū)的理論研究及勘探突破、幕式排液的探討及壓實(shí)壓裂雙端元排烴模型的建立等方面。在針對(duì)研究現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，提出了幾點(diǎn)研究方向及展望：加強(qiáng)對(duì)烴源巖剖面排烴特征的高分辨率研究，建立壓實(shí)欠壓實(shí)壓裂三端元排烴模型，深入探討排烴與油氣成藏的關(guān)系。關(guān)鍵詞：煤系烴源巖 排烴作用 幕式排液 排烴模型目 錄1引言12.現(xiàn)階段主要研究進(jìn)展12.1烴類(lèi)的排驅(qū)機(jī)理及控制因素12.2煤成油的排驅(qū)機(jī)理22.3影響煤排烴的內(nèi)因和外因如下32.4地應(yīng)力42.

2、5幕式排液52.6壓實(shí)排烴模型52.7仿真地層條件下生排烴模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)62.8煤層吸附氣量的確定方法63研究方向及展望63.1烴源巖剖面排烴特征的高分辨率研究73.2建立三端元排烴模型73.3對(duì)烴源巖排烴進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)83.4烴源巖排烴與油氣成藏的關(guān)系9參考文獻(xiàn)1011引言烴源巖作為石油、天然氣的母源，在油氣地質(zhì)研究和油氣勘探中占有相當(dāng)重要的位置。特別是自70年代以來(lái)，隨著石油工業(yè)的高速發(fā)展，石油地質(zhì)理論研究日益活躍，以烴源巖為研究對(duì)象的有機(jī)巖石學(xué)脫穎而出，成為一門(mén)嶄新的分支學(xué)科。有機(jī)巖石學(xué)的誕生及其與有機(jī)地球化學(xué)的密切結(jié)合，極大地促進(jìn)了油氣源巖的研究和評(píng)價(jià)，有力地推動(dòng)了油氣資源勘探工作的大力發(fā)

3、展。以往烴源巖研究主要包括對(duì)陸相和海相泥質(zhì)烴源巖和碳酸鹽巖烴源巖的研究。60年代末到70年代初，煤成烴（油、氣）理論的提出，極大地豐富了烴源巖的內(nèi)涵，從而引起了人們對(duì)煤系地層烴源巖（稱(chēng)之為煤源巖）評(píng)價(jià)的極大興趣。自80年代以來(lái)，煤成烴理論體系的形成和煤成油氣勘探實(shí)踐的成功，一方面沖擊了傳統(tǒng)的石油成因理論，開(kāi)闊了人們的視野，另一方面豐富和發(fā)展了烴源巖研究?jī)?nèi)容，它不但研究有機(jī)質(zhì)呈分散狀態(tài)存在的泥巖和碳酸鹽巖烴源巖，而且也研究有機(jī)質(zhì)呈富集狀態(tài)存在的煤，從而拓寬了尋找油氣資源的領(lǐng)域。進(jìn)入90年代以后，由于經(jīng)濟(jì)全球化的高速發(fā)展，受?chē)?guó)際石油市場(chǎng)復(fù)雜多變的影響，石油勘探研究更多地與經(jīng)濟(jì)效益聯(lián)系起來(lái)。同樣，人

4、們?cè)谘芯可鸁N作用的同時(shí)，將更多的注意力集中于對(duì)煤系烴源巖的排烴能力和煤成烴運(yùn)移、聚集和成藏系統(tǒng)的綜合研究，因?yàn)檫@直接決定著煤系烴源巖能否形成油氣藏以及其有無(wú)商業(yè)價(jià)值或價(jià)值大小。這樣研究?jī)?nèi)容就涉及到煤源巖的物理性質(zhì)（包括孔隙結(jié)構(gòu)、吸附性質(zhì)等）、油效率、油氣運(yùn)移以及與之相配套的儲(chǔ)集層、蓋層、圈閉及與成藏有關(guān)的問(wèn)題1。烴源巖的排烴作用在資源評(píng)價(jià)中更具有重要的研究意義，但其研究一直被認(rèn)為是石油地質(zhì)領(lǐng)域中的薄弱環(huán)節(jié)2。人們著重于對(duì)油氣排烴過(guò)程的分析始于20世紀(jì)80年代，前人提出了獨(dú)立油相排烴、孔隙中心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)移、干酪根網(wǎng)絡(luò)運(yùn)移、異常高壓幕式排烴等多種模式對(duì)排烴機(jī)理進(jìn)行分析3。2.現(xiàn)階段主要研究進(jìn)展2.1烴

5、類(lèi)的排驅(qū)機(jī)理及控制因素?zé)N源巖的排烴機(jī)理決定了烴源巖的有效性與否。對(duì)于排烴機(jī)理問(wèn)題，各學(xué)者仍持不同觀點(diǎn)。烴類(lèi)的排出包括2個(gè)連續(xù)的過(guò)程，生成的烴類(lèi)從干酪根中得到釋放以及釋放出來(lái)的烴類(lèi)從源巖內(nèi)經(jīng)過(guò)初次運(yùn)移向外排出4。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，烴類(lèi)從干酪根中釋放是烴類(lèi)排出的關(guān)鍵過(guò)程，而烴類(lèi)從源巖內(nèi)向外排出過(guò)程并不那么重要5。而另一觀點(diǎn)則認(rèn)為，烴類(lèi)排出很大程度取決于源巖內(nèi)烴類(lèi)運(yùn)移的可能機(jī)制，它受幾方面因素的控制6，如有機(jī)質(zhì)含量及有機(jī)質(zhì)類(lèi)型、排烴的臨界含油飽和度、源巖內(nèi)有效的運(yùn)移通道、烴源巖內(nèi)壓力的分布及微裂縫的發(fā)育情況，對(duì)于氣溶相的液態(tài)烴的排出還受氣態(tài)烴是否來(lái)源充足影響7。2.2煤成油的排驅(qū)機(jī)理煤系烴源巖煤巖和泥巖

6、生烴性能的模擬實(shí)驗(yàn)表明，泥巖在350-400間有“突變”階段，能大量生烴，有利于烴的排出和運(yùn)移2。相比之下，煤巖由于它的生烴組分的多樣性，呈接力交替式生烴，從而表現(xiàn)出它的生烴時(shí)間長(zhǎng)，排油的時(shí)間早，油氣排出呈漸增的特點(diǎn)，在350-400階段，烴的含量沒(méi)有呈指數(shù)增加，研究不同演化階段煤巖的結(jié)構(gòu)反映了它既具烴源巖，在一定條件下又具儲(chǔ)集巖（儲(chǔ)氣或儲(chǔ)水）的性能。由此說(shuō)明，煤巖中的液態(tài)烴即使發(fā)生初次運(yùn)移，也是比較困難或是需要一定條件的。液態(tài)烴在煤巖中運(yùn)移是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，需要專(zhuān)門(mén)研究8。煤成油的排驅(qū)與運(yùn)移研究是石油地球化學(xué)中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。從宏觀而言，煤成油的排烴機(jī)理與一般泥質(zhì)烴源巖的排烴機(jī)理是統(tǒng)一的，如

7、必須滿(mǎn)足烴源巖排烴的臨界條件，排烴過(guò)程的演化都遵循水溶、油溶到氣溶式運(yùn)移等，但普遍規(guī)律中包含著特殊性，煤系源巖特殊的結(jié)構(gòu)特征決定了其排烴門(mén)檻高、排烴動(dòng)力弱，具有更高的排烴難度。因此對(duì)于煤系烴源巖的研究還有很多問(wèn)題需要解決。Given（1984）認(rèn)為鏡質(zhì)體是由數(shù)量巨大的各種小的分子通過(guò)交聯(lián)而形成的網(wǎng)狀大分子聚合物為單位以物理方式混合而成的混合物，煤內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是無(wú)比復(fù)雜的，這種復(fù)雜性還表現(xiàn)在同一顯微組分間化學(xué)組成不均勻性、微觀的不均勻性、不同層間某些顯微組分含量的差異、同一層內(nèi)垂直和水平方向上顯微組分組成的變化，以及沉積環(huán)境和沉積后環(huán)境因素和地層連續(xù)性、煤系間砂巖頁(yè)巖互層等。即使在同一亞顯微組分之

8、間也還存在化學(xué)性質(zhì)方面的差異，如鏡質(zhì)體就包括富氫鏡質(zhì)體和貧氫鏡質(zhì)體。所有這些差異性都會(huì)或多或少對(duì)烴類(lèi)在煤中的初次運(yùn)移產(chǎn)生影響。2.3影響煤排烴的內(nèi)因和外因如下（l）煤巖的孔隙結(jié)構(gòu)和吸附性能煤層是一種非常規(guī)儲(chǔ)層，它以吸附的方式富集烴而區(qū)別于常規(guī)儲(chǔ)層。煤巖對(duì)烴類(lèi)具有較強(qiáng)的吸附能力，這與煤巖的結(jié)構(gòu)有關(guān)2。煤巖是一種多孔介質(zhì)，有很大的內(nèi)表面積。在煤巖的內(nèi)表面上，分子的吸引力一部分指向內(nèi)部，已飽和；另一部分指向外部，沒(méi)有飽和，具有自由基，從而在煤巖表面產(chǎn)生吸附場(chǎng)，吸附周?chē)肿?。這種吸附是通過(guò)范德華力的作用完成的，是一種物理吸附。吸附速度開(kāi)始很快，隨時(shí)間推移而變，由于是表面作用，被吸附的烴類(lèi)分子容易從煤

9、巖表面脫落下來(lái)，進(jìn)入游離相，當(dāng)吸附與脫落等速時(shí)，吸附就達(dá)到平衡。（2）煤巖的演變程度煤巖的吸附量與煤化程度呈較復(fù)雜的曲線(xiàn)關(guān)系。在Ro為0.50%1.20%階段，隨煤化程度增高，孔隙度降低，吸附量減少；當(dāng)Ro=1.2%4.0%時(shí)，隨煤化程度增加，孔隙度升高，吸附量呈直線(xiàn)上升。當(dāng)Ro>6.0（無(wú)煙煤一號(hào)）以后，由于煤巖的基本結(jié)構(gòu)單元趨于緊密排列，孔隙度極度降低，吸附能力急劇下降。（3）煤巖顯微組分煤巖組分對(duì)吸附能力有明顯的影響。研究結(jié)果表明，對(duì)低中演變階段的煤巖（長(zhǎng)焰煤瘦煤）而言，煤巖的不同顯微組分吸附能力的順序是胞腔未被充填的結(jié)構(gòu)絲質(zhì)體>鏡質(zhì)組>無(wú)結(jié)構(gòu)絲質(zhì)體和胞腔被充填的結(jié)構(gòu)絲

10、質(zhì)體>樹(shù)皮體；對(duì)高演變階段的煤巖（貧煤以上各煤階）而言，鏡質(zhì)組分的吸附能力大于惰質(zhì)組。從以上分析可知，煤巖的吸附能力與煤化程度和組成有關(guān)。在Ro=1.20 %左右煤巖的吸附能力最弱，煤巖中鏡質(zhì)組含量越高，煤巖的吸附能力越強(qiáng)，殼質(zhì)組含量越高，吸附能力越弱。（4）煤層的滲透率和烴類(lèi)運(yùn)移通道煤系烴源層能否有效排驅(qū)烴類(lèi)與烴源巖的生烴能力、煤層吸附能力和煤層中有無(wú)運(yùn)移通道等因素有直接的關(guān)系。如果這些因素的配置恰當(dāng)并形成烴類(lèi)運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)將有助于烴類(lèi)從煤系烴源層中運(yùn)移出來(lái)，有利于初次運(yùn)移。煤層的滲透率：在一定的條件下，流體可在煤層內(nèi)流動(dòng)。煤層的滲透性是表示烴類(lèi)流體在不同煤巖結(jié)構(gòu)中的滲透性能。滲透性好就是指

11、阻力小，烴類(lèi)流體易在煤層中流動(dòng)。烴在煤層中的運(yùn)動(dòng)與它本身的粘度成反比，即粘度越大，流動(dòng)越難。顯然，煤巖中的輕質(zhì)油因其粘度小，易于流動(dòng)。煤層中裂隙類(lèi)型：煤巖中天然裂隙孔隙度很低。裂隙孔隙度對(duì)煤巖的貯氣能力的作用小，但對(duì)煤巖滲透能力的作用卻很大。它是煤巖中流體滲濾的主要通道。因此在煤成油氣研究和勘探中必須重視煤層中裂隙的性質(zhì)和類(lèi)型的研究，了解裂隙發(fā)育期與油氣生成期的關(guān)系，只有這樣才能準(zhǔn)確判斷煤成烴能否有效運(yùn)移。（5）煤成油的運(yùn)移動(dòng)力煤系烴源層中的烴類(lèi)能否大規(guī)模排驅(qū)和運(yùn)移除了需要有微裂隙這個(gè)通道外，還需要一定的排驅(qū)動(dòng)力，如果缺乏這種動(dòng)力，煤中的烴類(lèi)網(wǎng)絡(luò)就像充滿(mǎn)了水的海綿，不能有效排出。2.4地應(yīng)力地

12、應(yīng)力是指巖層在靜止?fàn)顟B(tài)下產(chǎn)生的自重壓力（上覆壓力）及動(dòng)態(tài)狀態(tài)下產(chǎn)生的構(gòu)造作用力。當(dāng)然，通常石油界所指的過(guò)壓實(shí)作用所產(chǎn)生的力也屬于地應(yīng)力范疇。煤層中構(gòu)造作用斷層和褶皺劈理，甚至產(chǎn)生微裂縫，這些過(guò)程和作用增加了有效孔隙和滲透性。褶皺和斷層產(chǎn)生的形變，較大的影響煤系烴源巖之間的層間距，造成煤層的壓縮或位移，進(jìn)而產(chǎn)生烴的初次或二次運(yùn)移。（1）煤層壓力煤層及層內(nèi)蘊(yùn)含的烴的自重是很小的，一般不予考慮，由于烴類(lèi)是流體，各種壓力相等，當(dāng)?shù)貙影l(fā)生差異運(yùn)動(dòng)時(shí)，由流體曲線(xiàn)位能差異導(dǎo)致的壓力差可成為流體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，有機(jī)質(zhì)在從固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗷驓庀鄷r(shí)產(chǎn)生的“膨脹力”是烴壓力的重要組成。（2）諸動(dòng)力關(guān)系在上述可引起煤成油運(yùn)

13、移的諸動(dòng)力中，根據(jù)甲烷突出的“煤成烴初次運(yùn)移現(xiàn)場(chǎng)”研究推測(cè)，地應(yīng)力（含構(gòu)造力等）是煤成油運(yùn)移的誘導(dǎo)或引發(fā)作用力，并在大多情況下起控制作用，即構(gòu)造作用力猛烈，運(yùn)移速度就快，所需時(shí)間也短；構(gòu)造作用力緩慢，運(yùn)移速度就慢，所需時(shí)間也長(zhǎng)。由于煤層在低、中演變階段較松軟，其孔隙系統(tǒng)受內(nèi)外壓力變化而閉合或啟開(kāi)，所以只有在煤層中有較大的烴流量才能使“支撐”油氣運(yùn)移的裂隙暢通。眾所周知，造成烴流動(dòng)主要取決于烴的壓力差和含量，但在壓力差不變的情況下，卻取決于煤層中可運(yùn)移烴的含量。從宏觀而言，煤成油的排烴機(jī)理與一般泥質(zhì)烴源巖的排烴機(jī)理是統(tǒng)一的，如必須滿(mǎn)足烴源巖排烴的臨界條件，排烴過(guò)程的演化都遵循水溶、油溶到氣溶式運(yùn)

14、移等，但普遍規(guī)律中包含著特殊性，煤系源巖特殊的結(jié)構(gòu)特征決定了其排烴門(mén)檻高、排烴動(dòng)力弱，具有更高的排烴難度。因此對(duì)于煤系烴源巖的勘探，首先需要對(duì)煤系地層的排烴門(mén)檻進(jìn)行研究，原因在于不同的煤系地層也具有質(zhì)的差別，其排烴能力本身具有強(qiáng)弱的不同10。排烴門(mén)檻有多高？“量”（生烴量）的積累能否彌補(bǔ)“質(zhì)”的因素？是否具有良好的外部條件，如外在動(dòng)力（構(gòu)造應(yīng)力等）、運(yùn)移通道（斷層溝通、裂隙發(fā)育等）？這些問(wèn)題的答案是需要首先解決的。2.5幕式排液超壓系統(tǒng)的幕式排液現(xiàn)象在80年代逐漸成為大家關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。Peter與Magara等認(rèn)為超壓體系可構(gòu)成各種級(jí)別的封存箱，其邊界由封隔層形成，控制著系統(tǒng)內(nèi)的油氣運(yùn)移與聚

15、集。在超壓體系內(nèi)，由于孔隙排液不暢，流體壓力增大，導(dǎo)致壓力封存箱中泥巖內(nèi)孔隙水通過(guò)粒間孔隙滲流極少，更多的是通過(guò)流體壓裂面排液，這樣隨著流體壓裂面的幕式開(kāi)啟和封閉，導(dǎo)致超壓體系內(nèi)流體的幕式釋放，相應(yīng)地出現(xiàn)幕式壓實(shí)過(guò)程11。Hunt與Roberts也認(rèn)為超壓體系中的流體在盆地演化期間都是間歇性地向上覆地層排液，這種排液作用的主要通道是水力破裂面或流體壓裂面，而這種流體壓裂形成的微裂縫多為高的孔隙壓力所致12。在我國(guó)多個(gè)沉積盆地的超壓體系中也都發(fā)現(xiàn)了流體壓裂形成的裂縫，并發(fā)現(xiàn)在有些裂縫中仍然存在油氣運(yùn)移時(shí)留下的瀝青，這些都表明幕式排液是沉積盆地中一種重要的排烴現(xiàn)象。但學(xué)者對(duì)這種幕式排放的周期持不同

16、意見(jiàn)，從小于100年、100200年到近百萬(wàn)年。2.6壓實(shí)排烴模型在對(duì)幕式排烴取得統(tǒng)一認(rèn)識(shí)后，國(guó)內(nèi)外石油地質(zhì)學(xué)家及盆地模擬專(zhuān)家們對(duì)排烴模型進(jìn)行了重新考慮，從原來(lái)的單一的壓實(shí)排烴模型向雙階段的壓實(shí)排烴微裂縫排烴模型轉(zhuǎn)變。郝石生等提出一種新的烴源巖排烴史模擬方法，把排烴過(guò)程劃分為壓實(shí)排烴和微裂縫排烴2個(gè)階段，并分別建立了壓實(shí)排烴模型、微裂縫排烴模型和擴(kuò)散排烴模型。在壓實(shí)排烴模型中，壓實(shí)作用是油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿Γ紤]烴源巖孔隙體積的壓縮外，還考慮了烴源巖內(nèi)由于黏土脫水、油氣生成以及流體熱膨脹造成的孔隙流體體積增大對(duì)壓實(shí)排烴量的影響；在微裂縫排烴模型中，烴源巖內(nèi)的異常高壓是排烴的主要?jiǎng)恿Α?.7

17、仿真地層條件下生排烴模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)熱壓生排烴模擬實(shí)驗(yàn)是生排烴機(jī)理和油氣資源評(píng)價(jià)的重要技術(shù)。近年來(lái)更加重視不同溫壓和介質(zhì)條件下油氣生成及排出過(guò)程的研究，以便能夠定量、動(dòng)態(tài)地評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)在不同地質(zhì)歷史時(shí)期的生烴轉(zhuǎn)化和排烴效應(yīng)等，是研究有機(jī)質(zhì)演化過(guò)程、生排烴機(jī)理和資源潛力預(yù)測(cè)的重要手段之一。過(guò)去由于實(shí)驗(yàn)技術(shù)和裝置限制，各種常規(guī)熱壓生烴模擬實(shí)驗(yàn)主要是在含水、低流體壓力、相對(duì)較大的空間和高溫條件下進(jìn)行的，相當(dāng)于把烴源巖放在一個(gè)很大的容器中進(jìn)行熱降解化學(xué)反應(yīng)，強(qiáng)調(diào)的是熱降解過(guò)程，而忽視了生烴空間、孔隙流體壓力、高溫高壓液態(tài)水及初次排烴等影響因素的共同作用。近年來(lái)，中國(guó)石化無(wú)錫石油地質(zhì)研究所自行研制出一種地層孔

18、隙熱壓模擬實(shí)驗(yàn)儀，動(dòng)態(tài)、綜合考慮影響烴源巖生排烴過(guò)程的多種因素，建立了地層孔隙熱壓生排烴模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)。由于地質(zhì)條件下油氣的生成演化、排烴運(yùn)移、聚集成藏和散失改造都是在相對(duì)封閉或半封閉條件下進(jìn)行，因此，在施加壓力、限制生烴空間、維持高溫高壓液態(tài)水、盡量保持樣品的原始孔隙與礦物組成等限定體系中進(jìn)行烴源巖熱解生排烴模擬，從而能夠相對(duì)真實(shí)地再現(xiàn)地質(zhì)條件下有機(jī)質(zhì)熱解生烴演化過(guò)程13。2.8煤層吸附氣量的確定方法近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者提出了不同的測(cè)定和估算煤層吸附氣量的方法，最準(zhǔn)確、最有效的方法是通過(guò)解吸試驗(yàn)獲取煤層的吸附氣量，但在不具備使用該方法的地區(qū)，其關(guān)鍵是預(yù)測(cè)煤層的吸附氣量。Kim，Eddy，

19、張新民等對(duì)于煤層的吸附氣量與埋深和變質(zhì)程度的關(guān)系做了大量的研究工作，并建立了關(guān)系圖版，但這些研究成果都沒(méi)有考慮煤層厚度及頂、底板巖性。國(guó)外也有人提出采用煤層埋藏深度和煤質(zhì)化驗(yàn)資料計(jì)算煤層甲烷含量，并建立了相應(yīng)的計(jì)算公式，其前提是掌握樣品的鏡質(zhì)體反射率和揮發(fā)分產(chǎn)率資料。研究過(guò)程中，可以根據(jù)研究區(qū)的資料情況，選擇不同的方法進(jìn)行煤層吸附氣量的計(jì)算14。3研究方向及展望3.1烴源巖剖面排烴特征的高分辨率研究目前對(duì)排烴的研究工作多是局限于對(duì)烴源巖有限的取樣點(diǎn)進(jìn)行地球化學(xué)測(cè)試、分析，而現(xiàn)實(shí)是取樣成本的昂貴，對(duì)烴源巖剖面進(jìn)行高分辨率的密集采樣不太切合實(shí)際，而另一方面烴源巖的排烴作用是非常復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象，受到

20、烴源巖巖性、有機(jī)質(zhì)性質(zhì)、砂泥配置關(guān)系等各方面因素的影響，因此較為有限的取樣測(cè)試點(diǎn)不能有效地反映復(fù)雜的地質(zhì)情況。切實(shí)的做法是密集的采樣分析與大量的地質(zhì)資料統(tǒng)計(jì)、有效的分析方法相結(jié)合，在大量地質(zhì)資料統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)巖芯的密集采樣，分析不同樣品點(diǎn)的烴類(lèi)含量及能夠反映烴類(lèi)運(yùn)移的地球化學(xué)參數(shù)，從而確定厚層烴源巖排烴厚度、排烴效率及排烴過(guò)程，從中總結(jié)出較為接近實(shí)際地質(zhì)情況的排烴規(guī)律。因此，建立有效的烴源巖生排烴計(jì)算模型顯得非常有必要。由于測(cè)井曲線(xiàn)具有垂向高分辨率的特點(diǎn)，結(jié)合地球化學(xué)信息，能夠建立有效的烴源巖計(jì)算模型，利用該模型能對(duì)烴源巖剖面各個(gè)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)點(diǎn)的單位生烴量、排烴量及排烴效率等進(jìn)行計(jì)算，從

21、而實(shí)現(xiàn)烴源巖生排烴研究的高分辨率工作。3.2建立三端元排烴模型在盆地模擬進(jìn)行資源評(píng)價(jià)時(shí)，傳統(tǒng)上多采用“壓實(shí)排液”模型。即烴源巖在埋藏過(guò)程中隨著上覆沉積層的加厚，沉積物的體積、巖層的厚度隨孔隙度的降低而減小或變薄，液相石油在孔隙中是均勻分布并均勻排出的。這種沉積壓實(shí)排液過(guò)程毋庸置疑，但問(wèn)題在于液相石油均勻排出這一假設(shè)條件并不符合實(shí)際地質(zhì)情況。壓實(shí)壓裂雙階段排烴模型考慮的是烴源巖的壓實(shí)和壓裂2個(gè)階段，然而烴源巖從壓實(shí)到壓裂是一個(gè)跳躍式的過(guò)程，忽略了事物發(fā)展的中間狀態(tài)欠壓實(shí)過(guò)程。由于烴源巖的壓實(shí)作用存在不均衡性，烴源巖界面上的壓實(shí)作用能夠正常進(jìn)行，但向烴源巖內(nèi)部壓實(shí)作用受到阻礙，只要烴源巖內(nèi)部流體孔

22、隙壓力沒(méi)有增大到超過(guò)巖石的機(jī)械阻抗時(shí)，烴源巖內(nèi)部較高的孔隙度就能得到維持，烴類(lèi)就難以排出，出現(xiàn)相對(duì)滯排特征，很多反映烴類(lèi)運(yùn)移的地球化學(xué)參數(shù)在烴源巖內(nèi)的非線(xiàn)性變化都證實(shí)了這一點(diǎn)。烴源巖結(jié)構(gòu)特征的差別及壓實(shí)的不均衡性造成了烴源巖排烴存在較強(qiáng)的非均質(zhì)性。而從時(shí)間序列上看，伴隨著厚層泥巖內(nèi)部“剩余壓力”的積累和釋放，發(fā)生幕式排液作用的烴源巖也是經(jīng)歷著從壓實(shí)欠壓實(shí)壓裂的循環(huán)演化過(guò)程(圖一)。圖一三端元排烴概念模3.3對(duì)烴源巖排烴進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)斷陷盆地?zé)N源巖排烴存在嚴(yán)重的非均一性，有機(jī)質(zhì)分布的非均一性為其提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，而壓實(shí)的不均衡性為其創(chuàng)造了動(dòng)力條件。朱光有等研究認(rèn)為東營(yíng)凹陷中分布廣泛的沙三段烴源巖在有

23、機(jī)質(zhì)和巖性等方面存在多種尺度的非均質(zhì)性，牛38井中有機(jī)碳含量在剖面上呈現(xiàn)波峰波谷變化的波動(dòng)特點(diǎn)，如在沙三段下部有機(jī)碳含量為0.35%12.8%，高低相差2個(gè)數(shù)量級(jí)，顯示出強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，孔凡仙等認(rèn)為即使在有機(jī)碳含量高的層段，有機(jī)碳的分布也會(huì)有較大的離散。因此對(duì)于存在嚴(yán)重非均質(zhì)性的烴源巖，需要對(duì)烴源巖進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)，確定有效烴源巖有機(jī)碳含量下限，并找出對(duì)油氣成藏有著突出貢獻(xiàn)的優(yōu)質(zhì)烴源巖標(biāo)準(zhǔn)15。3.4烴源巖排烴與油氣成藏的關(guān)系烴源巖排烴作用在多大程度上控制著油氣成藏，排烴作用與成藏的關(guān)系如何，這些問(wèn)題現(xiàn)在還很少有人研究。但對(duì)于斷陷盆地而言，烴源巖排烴作用與油氣成藏關(guān)系顯得非常密切。如東營(yíng)凹陷的油藏

24、具有近源性特征，尤其對(duì)于沙三段大套泥巖中所包裹的砂體，油氣可以發(fā)生相對(duì)簡(jiǎn)單的初次運(yùn)移即可成藏。幕式排液作用與油氣成藏關(guān)系更為突出，原因在于幕式成藏具有異常高的成藏速率，根據(jù)傳統(tǒng)的緩慢滲流聚集模式難以形成商業(yè)性油氣聚集的年輕圈閉在幕式成藏情況下可形成大中型油氣藏，從而成為有效的勘探目標(biāo)。幕式排液具有較穩(wěn)態(tài)下排液時(shí)更高的能量，這些能量能夠促使油氣發(fā)生遠(yuǎn)距離運(yùn)移，或者進(jìn)入穩(wěn)態(tài)條件下無(wú)法進(jìn)入的隱蔽圈閉內(nèi)。隨著油氣勘探的不斷深入，對(duì)隱蔽油氣藏形成機(jī)理的研究受到了更多的關(guān)注，尋找隱蔽油氣藏已成為某些高勘探程度油區(qū)的戰(zhàn)略思想，深入討論排烴與油氣成藏的關(guān)系具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。參考文獻(xiàn)1李榮西. 九十年代煤系烴

25、源巖研究新進(jìn)展J. 地質(zhì)科技情報(bào),2000,04:55-59.2田靜. 煤及海相頁(yè)巖的生排烴動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)及初步應(yīng)用D.中國(guó)科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所）,2007.3陳中紅,查明,金強(qiáng).牛38井烴源巖排烴門(mén)限的確定J. 天然氣工業(yè),2005,11:7-9+144.4Inan S, Yalcin M N, Mann U. Expulsion of oil from petroleum source rocks Inferences from pyrolysis of samples of unconventional grain sizeJ.Organic Geochemistry, 1998, 29(1-3): 45-61.5Pepper A S, Corvi P J. Simple kinetic models of petroleum formationJ.Marine and Petroleum Geology, 1995, 12: 417-452.6Thomas M M, C