过零丁洋原文-自查自纠总结

石油勘探与开发
５０８
２０１０年８月ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ
ＥＸＰＬＯ ＲＡＴｌ０ＮＡＮＤ
ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＶ０１．３７
Ｎｏ．４
文章编号：１００ ０—０７４７（２０１０）０４—０５０８—０５
甲基菲指数及甲基菲比值与有机质热演化关系
——以柴达木盆地北缘地区为例
陈琰１’２，包建平３，刘昭茜１，汪立群２，邓奎４，王燕平２，祁文珍２，高雪峰２，靳春华２
（１．中国地质大学（武汉）资源学院；２．中国石油青海油田公司 勘探开发研究院；３．长江大学地球化学系；
４．中国石油青海油田公司冷湖油田管理处）
摘要 ：通过对柴达木盆地北缘地区未成熟一低成熟侏罗系烃源岩的热模拟实验研究，分析甲基菲的组成特征。建立两类 Ⅱ
型有机质（偏腐殖型、偏腐泥型）湖相烃源岩的甲基菲比值和甲基菲指数与镜质体反射率问的关系。研 究表明，在有机质
热演化的不同阶段，甲基菲指数与镜质体反射率间呈现出不同的关系式，同一甲基菲指 数值将推算出２个不同的镜质体
反射率，判断原油成熟度易出现偏差；而甲基菲比值与镜质体反射率问具 有很好的线性正相关关系，Ｒ。介于０．５０％～
１．８０％时呈单调增加的趋势，相关系数高达０．９ ０以上，在高成熟阶段两者问的关系也是正相关的，故利用甲基菲比值判
断成熟度优于甲基菲指数。根据 所建立的关系式对柴北缘各区原油的成熟度进行计算，所得结果与地质背景吻合度好，
可信度较高。图５ 表１参１８
关键词：柴北缘；甲基菲比值；甲基菲指数；镜质体反射率；原油成熟度
中图分类号 ：ＴＥｌ２２．１
文献标识码：Ａ
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
ｂｅｔｗｅｅｎ
ｍｅｔｈｙＩｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅｉｎｄｅｘ，ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅ
ｒａｔｉ ｏａｎｄ
ｏｒｇａｎｉｃ
ｔｈｅｒｍａｌ
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ｕｔｉｏｎ：Ｔａｋｅｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎ
ｍａｒｇｉｎ
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Ｑａｉｄａｍ
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Ｊｉａｎｐｉｎ９３，ＬｉｕＺｈａｏｑｉａｎｌ，Ｗａｎｇ
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Ｑｉ
Ｗｅｎｚｈｅｎ２，Ｇａｏ
Ｘｕｅｆｅ ｎ９２，Ｊｉｎ
Ｃｈｕｎｈｕａ２
（１．Ｓｃｈｏｏｌ
ｏｆ
Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｓ，Ｃｈｉｎａ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆ
Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｏｆ
Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ
ａｎｄ
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ
ＱｉｎｇｈａｉＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｄｕｎｈｕａｎｇ
７３６２０２，Ｃｈｉｎａ；３．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ
ｏｆ
Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｙａｎｇｔｚｅ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｊｉｎｇｚｌｕｍ
４３４０２３，Ｃｈｉｎａ；４．ＬｅｎｇｈｕＯｉｌｆｉｅｌｄ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ
Ｑｉ ｎｇｈａｉＯｉｌｆｉｅｌｄ
Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｄｅｌｉｎｇｈａ
８１６３００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ
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ｓｔｕｄｙ
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Ｊｕｒａｓｓｉｃ
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Ｂａｓｉ ｎ；ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅｒａｔｉｏ；ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅｉｎｄｅｘ； ｖｉｔｒｉｎｉｔｅｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ；０丑ｍａｔｕｒｉｔｙ
０引言
尽管柴达木盆地北 缘地区的油气基本都来源于
中、下侏罗统烃源岩，但不同油田的原油间成熟度存在
明显差异，从 低熟油到高成熟凝析油都有分布，原油成
熟度的确定对于判断油源、追溯原油成藏过程意义重
大 ｎ引。目前确定烃源岩中有机质的成熟度相对较容
易且方法较多，而确定原油成熟度则主要利用甾萜类< br>和芳烃等分子成熟度参数。但许多常用的分子成熟度
参数均有其自身的局限性，大多只适用于生油 高峰前
的演化阶段，不能准确衡量来源于生油窗晚期或高成
熟阶段烃源岩生成原油的成熟度。< br>甲基菲指数作为成熟度参数具有较广的适用范
围［６’７］。据包建平等的研究，甲基菲比值与镜 质体反射
万方数据

２０１０年８月陈琰等：甲基菲指数及甲基菲比值与有机质热 演化关系——以柴达木盆地北缘地区为例
５０９
率及埋深之间的相关性优于甲基菲指数。应用甲 基菲
比值研究原油（尤其是高熟的轻质油和凝析油）成熟度
更为有效［８］。
本次研究 通过烃源岩热模拟实验，分析甲基菲的
组成特征，建立柴北缘侏罗系烃源岩甲基菲比值或指
数与 镜质体反射率Ｒ。间的关系，在此基础上确定原油
的成熟度。
实验方法：选择２５０℃、２７５ ℃、３００℃、３２５℃、３５０
℃、３７５℃、４００℃和４５０℃共８个温度点，采取程序升
温的形式，在设定温度点恒温７２ｈ对烃源岩样品进行
模拟加热，模拟实验温度区间对应的Ｒ。值介于
０．６％～２．２８％。对烃源岩在热模拟过程中生成的液
态烃进行定量色谱质谱分析。
色谱质谱分析：色谱和质谱仪器分别为ＨＰ６８９０
色谱仪和５９７３ＭＳＤ台式质谱仪。色谱柱为Ｈ Ｐ－５ｍｓ
石英弹性毛细柱（３０
ｍ×０．２５
１样品与实验
考虑到柴北缘原 油大多来源于中、下侏罗统Ⅱ型
有机质的湖相烃源岩，故分别选择深８６井３
５０５
ｍ 和
ｍｍ×０．２５“ｍ）。升温
程序：５０℃恒温ｌｍｉｎ，从５０℃至１００℃的升温速率为
２０℃／ｒａｉｎ，１００℃至３１０℃的升温速率为３℃／ｍｉｎ，
３１０℃恒温２０ｍｉｎ 。进样器温度３００℃。进样方式为脉
冲不分流，脉冲压力６．９０ｋＰａ。色谱柱采用恒流模式，流量１．０ｍＬ／ｍｉｎ。质谱离子源类型为电子轰击（ＥＩ），
离子源温度为２３０℃，离子源电 离能为７０
ｅＶ。
鱼２５井２９４
ｍ的２个未成熟一低成熟阶段烃源岩样
品， 前者代表柴北缘下侏罗统上部有机质类型偏腐殖
型的湖相烃源岩，后者代表柴北缘中侏罗统有机质类型偏腐泥型的湖相烃源岩（见表１）。
表１模拟实验烃源岩样品基础地球化学数据
注：ｗｘ ？一残余有机碳；ｓｏ一气态烃｝ｓ・一可溶烃；ｓｚ一热解烃；Ｐ。一产烃潜量；，Ｈ一氢指数；ｃ，一有效碳 ；Ｄ一降解率；丁。。一热解峰温；Ｒ。一镜质
体反射率
２实验结果与讨论
２．１甲基 菲指数及比值与镜质体反射率间关系
Ｒａｄｋｅ等通过在西加拿大的研究，提出了甲基菲
指数Ｍ ＰＩ，并建立了镜质体反射率与甲基菲指数间的
回归方程［６Ｊ］。他们认为。在正常有机质演化阶段， 甲
基位置的重排占据主导地位，即甲基由热不稳定的Ｃ－１
和Ｃ－９位转移到热稳定的Ｃ一２和 ｃ．３位，ＭＰＪ由小变
大；而在高成熟阶段脱甲基作用成为主要因素，因而无
取代基的菲含量 增加，并导致ＭＰＩ由大变小。后来陆
续有研究者在不同盆地针对不同沉积相带不同有机质
类型 研究了ＭＰＩ与有机质成熟度间的关系，发现这一
参数不但受有机质成熟度的影响，而且还受沉积环境< br>和有机质类型的影响［９。８｜，这就大大地限制了这一参数
的地质应用。笔者在研究过程中也发 现实际情况颇为
复杂，如：无取代基菲的含量在具有相近成熟度的不同
样品中差异悬殊；即使是 在未成熟的样品中无取代基
菲的含量也很高；而在有些烃源岩中，随着埋深增加，
无取代基菲的 含量并没有发生相应的变化。
本次实验揭示，随模拟实验温度的升高，３一甲基菲
（３一ＭＰ） 和２一甲基菲（２一ＭＰ）的相对含量增加（相对于９一
甲基菲（９一ＭＰ）和１一甲基菲（１一ＭＰ） ），同时无取代基菲
（Ｐ）在菲系列化合物中的相对含量也迅速增加（见图１、
图１有机质类型 偏腐殖型烃源岩甲基菲分布特征的变化
万方数据

５１０
石油勘探与开发 ・学术讨论
Ｖ０１．３７Ｎｏ．４
图２）。这一现象证实在有机质热演化过程中，不但甲
基的位置发生了转移，即由热不稳定的异构体向热稳
定的异构体转化，导致３一甲基菲和２一甲基菲的 丰度逐
渐增加，而９一甲基菲和１一甲基菲的丰度则逐渐下降；同
时还发生了明显的脱甲基作用 ，即甲基菲发生脱甲基
作用转变成无取代基的菲。
图２
有机质类型偏腐泥型烃源岩甲基 菲分布特征的变化
本次模拟实验分析了２种有机质类型不同的烃源
岩样品甲基菲指数ＭＰＪ（Ｍ ＰＪ＝１．５×（３一ＭＰ＋
２一ＭＰ）／（Ｐ＋９一ＭＰ＋１一ＭＰ））与Ｒ。（Ｒ。值介于０．５０ ％
～１．８０％）之间的关系。总体上ＭＰＩ与Ｒ。间的关系
呈现出２段式变化，即在早期阶段 ，ＭＰＩ与Ｒ。是正相
关的，而在晚期阶段ＭＰＩ与Ｒ。负相关；而且对于有机
质类型存在差异 的不同烃源岩而言，正相关与负相关
转折点所对应的镜质体反射率值也存在差异（见图３）。
这 一现象说明ＭＰＩ除受有机质成熟度影响外，也受有
机质类型影响，进一步证实用甲基菲指数ＭＰＩ判断 有
机质成熟度不太合适。
通过数学回归，可分别得到有机质类型不同的２
类烃源岩中甲 基菲指数ＭＰＩ与折算镜质体反射率Ｒ。
间的关系式。
①有机质类型偏腐殖型烃源岩：
万方数据
图３烃源岩甲基菲指数与镜质体反射率间关系
Ｒ。一１．５０１
８
Ｍ ＰＨ旬．０９８
８；Ｒ２－－０．９７９
７（Ｒｏ≤１．０％）
足＝一１．２３８３
ＭＰＨ－１．８２７４；彤一ｏ．９４９４（Ｒｏ≥１．ｏ０Ａ）
②有机质类型偏腐泥型 烃源岩：
Ｒｏ＝１．５１５
７
ＭＰＨ旬．１１４
２；Ｒ２－－－－０．９５２
９（兄≤１．２％）
Ｒ＝一１．８９０
３
ＭＰＩ＋２．４６３
９；Ｒ ＝０．９９５８（Ｒ≥１．２％）
根据上述关系式，可以利用ＭＰＩ计算原油的成熟
度。但由于 在有机质热演化的不同阶段，甲基菲指数
ＭＰＩ与镜质体反射率间呈现出不同的关系式，故据此
关系式同一ＭＰＩ值将推算出２个大小不同的Ｒ。值，判
断原油成熟度易出现偏差。
而通过模拟 实验发现，无论烃源岩有机质类型偏
腐泥型还是偏腐殖型。甲基菲比值ＭＰＲ（ＭＰＲ一
（３－ ＭＰ十２一ＭＰ）／（９一ＭＰ＋１一ＭＰ））与镜质体反射率之间
均具有很好的线性正相关关系，Ｒ。 介于０．５０％～１．８０％
时ＭＰＲ呈现单调增加的趋势，相关系数高达０．９０以上
（见图 ４），而且在高成熟阶段两者间的关系也是正相关
的。利用这一相关关系计算原油生成时烃源岩中有机质
的成熟度不但有理论依据，而且切实可行。
ＭＰＲ
图４烃源岩甲基菲比值与镜质体反射 率间关系

２０１０年８月陈琰等：甲基菲指数及甲基菲比值与有机质热演化关系——以柴 达木盆地北缘地区为例
５１ｌ
通过数学回归，分别得到柴北缘地区有机质类型
不同的２ 类侏罗系烃源岩中甲基菲比值ＭＰＲ与折算
镜质体反射率Ｒ。间的关系式。
①有机质类型偏腐泥 型的烃源岩：
Ｒ。＝０．５９４
６
２．２柴北缘原油成熟度分析
以上研究是在 对柴北缘地区２种主要类型烃源岩
进行热模拟实验的基础上进行的，所得公式也是建立
在对柴北 缘烃源岩的清晰认识和对大量实验数据的细
ｌｎ（ＭＰＲ）＋０．９７２
（Ｒ。＜１．８％）< br>８
致分析之上的，笔者认为用ＭＰＲ与Ｒ。间关系式判断
柴北缘原油成熟度，依据是充分 的。为了能客观体现
不同构造单元上原油的成熟度，克服不同有机相带烃
源岩所生原油混合的影 响，采用取２类烃源岩关系式
Ｒ２＝０．９２８
９
②有机质类型偏腐殖型的烃源岩：< br>Ｒ。一０．５５６
１
ｌｎ（ＭＰＲ）＋０．９１４
７（Ｒ。＜１．８％）
８
计算结果平均值的方法确定原油成熟度，计算结果见
图５。
Ｒ２＝０．９２５图５柴北缘各油田原油成熟度计算结果图
通过计算，冷湖构造带由三号构造到四号构造再
到 五号构造原油成熟度逐渐升高；南八仙构造深部储
集层中原油的成熟度高于浅部储集层中原油；马北构< br>造不同井不同层位原油的成熟度较为接近。
从近年油气成藏研究成果来看，冷湖构造带由三
号构造到四号构造再到五号构造原油成熟度增大的现
象与其烃源岩埋深逐渐增大的趋势一致，反映出尽 管
其原油来源相似，但不同构造烃源岩埋深不同，热演化
程度存在差异；南八仙构造存在油气多 期充注，次生成
藏作用较强；马北地区油气来源则相对单一。由此可
见，利用以上通过模拟实验 建立的柴北缘侏罗系烃源
岩镜质体反射率与甲基菲比值间的关系计算得到的柴
北缘各油田原油成 熟度，与地质背景吻合较好，可信度
高，进一步证实，相对于甲基菲指数，甲基菲比值能够
更好 地反映有机质的热演化。
３结论与认识
通过对柴达木盆地北缘地区侏罗系烃源岩的热模
拟实验结果进行分析研究，证实在柴北缘，甲基菲比值
与镜质体反射率的相关性优于甲基菲指数，反映利 用
甲基菲比值判断烃源岩和原油的成熟度要优于甲基菲
指数。
万方数据

５１２
石油勘探与开发・学术讨论
Ｖ０１．３７
Ｎｏ．４
根据实验结 果的相关性，建立了计算柴北缘地区
原油成熟度的公式。通过计算，所得结果与实际地质
背景吻 合较好，证实所建立的公式在柴北缘地区是适
用的，较为可靠。
参考文献：
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（之一）［Ｊ］．石油勘探与开发，１９９８ ，２５（３）：Ｉ－５．
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Ｗｅｎｚｈｉ，Ｑｉｎ
Ｙｏｎｇ，ｅｔ
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ｉｎ
Ｊｕｒａ ｓｓｉｃｃｏａｌ
ｂｅａｔｉｎｇ
ｂａｓｉｎｓ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ
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Ｚｈｏｎｇｙａｏ，Ｐｅｎｇ
Ｙａｈ，ｅｔ
ａ１．Ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
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ａｎｄ
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Ｄ
Ｈ．Ｔｈｅ
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ｍａｔｕｒｉｔｙｐａｒａｍｅｔｅｒ
ｂａｓｅｄ
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ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ［Ａ］．Ｂｊｏｒｏｙ
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Ｉ
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Ｈ．Ｍａｔｕｒｉｔｙ
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ａｒｏｍａｔｉｃ
ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ；Ｉｎｆｌｕｅｎｃ ｅ
ｏｆｔｈｅ
ｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｔｅｒ
ｔｙｐｅ［Ａ］．
Ｌｅｙ ｔｈａｅｕｓｅｒ
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ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
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第一作者简介：陈琰（１９７２一）．女，湖南祁阳人，中国地质大学 （武汉）
资源学院在读博士研究生。青海油田勘探开发研究院高级工程师。从事
油田勘探与石油 地质、地球化学研究工作。地址：甘肃省敦煌市七里镇。
青海油田公司勘探开发研究院。邮政编码：７３ ６２０２。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｃｑｈ＠
ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｒｎ．ｃｎ
收稿日期：２ ００８—０４—０８修回日期：２０１０—０４—２５
（编辑王大锐绘图李秀贤）

甲基菲指数及甲基菲比值与有机质热演化关系——以柴达木
盆地北缘地区为例
作者：陈琰， 包建平， 刘昭茜， 汪立群， 邓奎， 王燕平， 祁文珍， 高雪峰， 靳春华，
Chen Yan， Bao Jianping， Liu Zhaoqian， Wang Liqun， Deng Kui， Wang Yanping，
Qi Wenzhen， Gao Xuefeng， Jin Chunhua
陈琰,Chen Yan(中国地质大学(武汉)资源学院;中国石油青海油田公司勘探开发研究院)，
包建平,Bao Jianping(长江大学地球化学系)， 刘昭茜,Liu Zhaoqian(中国地质大学(武汉
)资源学院)， 汪立群,王燕平,祁文珍,高雪峰,靳春华,Wang Liqun,Wang Yanping,Qi
Wenzhen,Gao Xuefeng,Jin Chunhua(中国石油青海油田公司勘探开发研究院)， 邓奎,Deng
Kui(中国石油青海油 田公司冷湖油田管理处)
石油勘探与开发
PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT
2010,37(4)
作者单位：
刊名：
英 文刊名：
年，卷(期)：

参考文献(18条)

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2.陈建平;赵文智;秦勇

中国西北地区侏罗纪煤系油气形成(之二) 1998(04)
3.陈建平;赵文智;秦勇

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石油勘探与开
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中卫探区及其周围地区上古生界天然气成藏地质特征[学位论文]2005
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谢明举.邱楠生.XIE Nan-sheng

镜质体反射率异常偏低的介质条件 探讨[期刊论文]-西南石油大
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