生烴史生烴史模擬的功能重建油氣盆地的烴內(nèi)成熟史和生成歷史。它是盆地模擬和油氣資源評價的重要組成部分生烴史的發(fā)展80年代，熱壓模擬技術(shù)70年代，Tissot&Espitalie

研制出了巖石熱解評價儀Rock_Eval

60年代，Tissot（1969）

建立熱降解化學動力學模型生烴史化學動力學法：

單組分(烴)多組分(C1,C2-5,C6-C14,C15+)熱解模擬法：

Rock-Eval熱解儀評價結(jié)果熱壓模擬結(jié)果生烴史化學動力學法藻類木質(zhì)植物葉細菌初石油惰性干酪根氣性干酪根油性干酪根油氣氣石墨油性干酪根+氫油氣性干酪根+氫油油+氫油TTI史的計算埋深Ro(%)tTTIi根據(jù)獲取的點集(Roi,TTIi)，建立回歸方程TTIRo(%)Ro史的計算埋深0.73T（Ma）0.50.320.26要求已知：Ro-TTI史和TTI史生烴史降解率計算公式：

化學動力學法平行一級動力學方程：

dX/dt=-kiXij阿侖尼烏斯公式(Arrhenius)：ki=Aiexp(Ei

/RT)k22k25k21k26k23k24k24k25k26k11k12k13k14k15k16Kerogenk21k22k23CO2H2OH2SO2H2SGasGasH2SSO2H2H2OCO2Gas=CH4=0oil干酪根熱解過程的化學動力學方程組成油階段上式是一dX/dt=f(X)的微分方程，可用四階龍格-庫塔法解和積分法求解時要用到參數(shù)A1i、E1i、Xi,以及Xi0，有兩種途徑：1借用(Tissot)；2實測(熱摸擬數(shù)據(jù))四階龍格-庫塔法(Runge-kutta)積分法由于龍格-庫塔法在古地溫大于110oC時，其中的f1~f4容易出現(xiàn)沸點溢出。如果縮小步長來防止溢出，又會增加相當?shù)挠嬎銜r間。積分法可以避免這種致命的弱點。由動力學方程組第一式，求積分有上式是一個收斂的無窮級數(shù)，若Tk到Tk+1變化較小時，可以近似的取前四項，則有以埋藏史為路徑，根據(jù)地史模型所得的t和熱史模型所得的T，按上式可計算出對應(yīng)于埋藏時間的t1,t2,…,Xi,1,Xi,2,…,至今。Xi

初始值Xi,0=Xi0，可由Tissot所給的數(shù)據(jù)表中給出。降解率的計算對于每個埋藏時間，可降解干酪根的降解率為：如果假定最終產(chǎn)物僅為氣一種，則上式可寫為單位生油量單位生氣量+單位生烴量=對于3種干酪根而言，在具體應(yīng)用時，對于每個埋藏時間tk+1有同理，有設(shè)p1，p2，p3分別為3種干酪根在生油層中所占的比例，則有成氣階段在j=1的情況下，化學反應(yīng)動力學方程組的第3和第4方程合并，得上式是dX/dt=f(X)的微分方程，可用4階龍格-庫塔法解和積分法求解.四階龍格-庫塔法(Runge-kutta)解法如前所述。積分法與成油階段積分法的區(qū)別：1、成油階段計算時，僅計算化學動力學反成組的一個方程組。2、而成氣階段計算時，要聯(lián)立求解化學動力學方程組的其于3個方程。由上可見單位生氣量U1是由化學動力學方程組聯(lián)力求解而得。至此，已完成了用積分法進行單井某生油層頂界的Ug史的計算。同理，可求出某生油層底界的Ug史。至此，關(guān)于化學動力學方程組的2種解法介紹完畢。生烴量史生烴量史是指每一個生油層的生油強度、生油量史、含油飽和度史、生氣強度史、生氣量史和含氣飽和度史。由前述內(nèi)容可知，可由1TTI~Ro法獲得；2化學動力學法。烴類成熟史生烴量史基于TTI~Ro法，可通過降解率~Ro或生烴率~Ro曲線來計算生烴量；2基于化學動力學法所得的熱解率史表示時，可直接計算生烴量。生油量計算已知降解率~Ro圖版的情況對于某單井生油層的生油強度公式為生油強度生油層頂?shù)椎腞o生油層頂?shù)椎穆裆钌蛯觾?nèi)暗色泥巖厚度暗色泥巖相對密度殘余有機碳降解率恢復系數(shù)由上式有假設(shè)，各類干酪根在生油層中所占的比例為生油量某生油層(S~K)生油量史t(Ma)某生油層平面圖生油強度等值線已知生油率~Ro圖版的情況生油量計算對于某單井生油層的生油強度公式為生油強度生油層頂?shù)椎腞o生油層頂?shù)椎穆裆钌蛯觾?nèi)暗色泥巖厚度暗色泥巖相對密度殘余有機碳恢復系數(shù)生油率生氣量計算已知降解率~Ro圖版的情況對于某單井生氣層的生氣強度公式為生氣強度生油層頂?shù)椎腞o生油層頂?shù)椎穆裆钌蛯觾?nèi)暗色泥巖厚度暗色泥巖相對密度殘余有機碳生氣率假設(shè)，各類干酪根在生氣層中所占的比例為生氣量計算未知降解率~Ro圖版的情況對于某單井生氣層的生氣強度公式為生氣強度生油層頂?shù)椎腞o生油層頂?shù)椎穆裆钌蛯觾?nèi)暗色泥巖厚度暗色泥巖相對密度殘余有機碳基于降解率史的生烴量計算因為降解率是由化學動力學獲得。所以，本方法涉及的不是降解率~Ro圖版，而是各類干酪根的活化能、頻率因子、生烴潛能等熱模擬試驗數(shù)據(jù)，對于某單井生氣層的生氣強度公式為生氣強度生油層頂?shù)椎慕到饴手瞪蛯禹數(shù)椎穆裆钌蛯觾?nèi)暗色泥巖厚度暗色泥巖相對密度殘余有機碳降解率注意：由于D已經(jīng)過各類干酪根的加權(quán)平均處理生油量計算對于某單井生油層的生油強度公式為生氣在生烴中的比例生氣量計算對于某單井生油層的生氣強度公式為油氣轉(zhuǎn)換（m3/t）同理，可求出各探區(qū)的總生烴量至此，生烴史的計算基本完成。生烴史累積降解率史生烴史瞬時生烴史生烴史生烴潛量活化能頻率因子（指前因子）影響生烴量的主要參數(shù)(化學動力學法)生烴史應(yīng)用Rock-Eval熱解儀評價結(jié)果計算生烴量應(yīng)用熱壓模擬結(jié)果計算生烴量熱解模擬法生烴史

應(yīng)用Rock-Eval熱解儀評價結(jié)果計算生烴量熱解模擬法起源：法國石油研究院Tissot和Espitalie綜合前人熱解試驗的結(jié)果，花費五年的時間研制出來巖石評價儀(Rock-Eval)

特點：能快速熱解烴源巖，測量其中的有機質(zhì)熱揮發(fā)和降解的烴類以及有機二氧化碳的量。儀器：1978-1984法國DELSI共生產(chǎn)3種類型儀器Ⅰ型(Rock-Eval)

Ⅱ型(Rock-Evalamicroprocesseur)

Ⅲ型(OilShowAnalyszer)

生烴史應(yīng)用Rock-Eval熱解儀評價結(jié)果計算生烴量可溶烴S1=A1巖..Q標/A2標熱解烴

S2=A2巖..Q標/A2標有機二氧化碳

S3=(A3巖-

A3空)Q標/

(A3標

-

A3空)產(chǎn)油潛量

Pg=S1+

S2

有效碳、總有機碳

Cp=0.083(S1+

S2)

CTOC=Cp+

C殘降解率

D=Cp/CTOC*100Tmax:P2峰峰頂溫度生烴史降解率曲線圖版生烴史Tmax

與Ro

的關(guān)系生烴史降解率——Ro關(guān)系曲線計算生烴史E=———(Z2-Z1)*Pm**Cr*Cf

*Pk

*—*dRoRo2-Ro110-8Dk0.083Cf=100/(100-D0k)Q=E*AE:生烴強度Cr:殘余有機碳含量Q：生烴總量Cf:恢復系數(shù)Ro1、Ro2：烴源巖頂?shù)椎腞o值:有效烴源巖密度Dk：第k種干酪根的累計降解率Pm:烴源巖中有效烴源巖含量D0k：第k種干酪根的現(xiàn)今降解率Z1、Z2:生油層頂?shù)茁裆頟k

：第k種干酪根的含量A：有效烴源巖分布面積E=E1+E2+…+EnN種干酪根生烴史降解率、氣態(tài)烴/總烴與Ro關(guān)系曲線生烴史應(yīng)用熱壓模擬結(jié)果計算生烴量產(chǎn)油率曲線產(chǎn)氣率曲線生烴史應(yīng)用熱壓模擬結(jié)果計算生烴量產(chǎn)油率曲線生烴史碳恢復系數(shù)的求取生烴史碳恢復系數(shù)的求取Cf=CTOC/CrCr=(100-D)*CTOC/100Cf

=100/(100-D)D——降解率；CTOC——總有機碳；Cr——殘余有機碳。生烴史總有機碳CTOC的求取利用測井技術(shù)求總有機碳基本原理源巖含有固體有機質(zhì)，有機質(zhì)富含有機碳，所有有機碳具有密度低和吸附性強等特點。有異常反應(yīng)的主要測井曲線自然伽瑪曲線：該曲線上表現(xiàn)為異常高。密度與聲波時差曲線：密度曲線表現(xiàn)為低異常，聲波時差表現(xiàn)為低速（高時差）異常。電阻率曲線：成熟源巖由于含有液態(tài)烴，曲線上表現(xiàn)為高異常。LogR=log(R/Rbase)+0.02(t-tbase)LogR=log(R/Rbase)+0.02(

b-base)

LogR=log(R/Rbase)+4.0(N-base)

聲波時差密度曲線中子曲線LogR的定義利用Log

R技術(shù)計算TOC這一技術(shù)是美國Exxon石油公司開發(fā)出來的，1979年投入試用。后成功應(yīng)用與世界許多地區(qū)，該技術(shù)用到3種曲線：1、自然伽瑪曲線2、密度與聲波時差曲線3、電阻率曲線確定基線位置（以聲波時差為例）確定基線：

正常情況下，非源巖層的聲波時差位置與電阻率曲線是重疊的，這個重疊段就是基線位置。坐標定位：

要求聲波時差坐標與電阻率一致。

識別非源巖層：聲波時差和電阻率正常位置就是基線位置。生烴史總有機碳CTOC的求取

logR=

log(R/Rbase)+0.02(t-

tbase)TOC=(

logR)*10a

a=

2.297-0.1688LOMlogRTOC%LOM12LOM9LOM10LOM7TOC與logR關(guān)系(Passey等,1990)生烴史烴源巖厚度有機碳含量成熟度（Ro）降解率（產(chǎn)油產(chǎn)氣率）影響生烴量的主要參數(shù)（熱降解法）謝謝

成烴動力學模型有如下幾種：

1.總包反應(yīng)動力學模型2.串聯(lián)反應(yīng)動力學模型3.平行一級反應(yīng)動力學模型

4.串聯(lián)平行一級反應(yīng)動力學模型成烴動力學模型溫度濃度濃度濃度濃度溫度溫度溫度一般反應(yīng)NO的氧化反應(yīng)酶反應(yīng)爆炸反應(yīng)濃度溫度反應(yīng)速率和溫度關(guān)系的幾種類型

干酪根類型Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

資料來源

平均活化能E(KJ/mol)188-251125-18884-125黃第藩等（1984）204-234192-234196-250Ungerer(1990)一些自然樣品的成烴活化能顯微組分的動力學參數(shù)（據(jù)盧雙坊等，1995）Lopatin(1971)提出以煤化作用為基礎(chǔ)動力學模式動力學參數(shù)的確定Waples(1980)又進行了改進實驗熱解研究1.開放系統(tǒng)的熱解;2.封閉系統(tǒng)的熱解。（水熱解，無水熱解）

成烴動力學模型1.總包反應(yīng)動力學模型2.串聯(lián)反應(yīng)動力學模型3.平行一級反應(yīng)動力學模型

4.串聯(lián)平行一級反應(yīng)動力學模型

Hood（1975）和Lopatin（1976）將時間－溫度指數(shù)與各個生油期作了推理性聯(lián)系起源于上世紀廿年代油頁巖和煤熱解動力學的研究干酪根熱解動力學模型吸收了油頁巖和煤的研究成果Tissot（1969）提出石油生成動力學模式資源量計算Lopatin方法可不借助于計算機就能合理的預(yù)測鏡質(zhì)體的反射率，因而能在油氣勘探中被廣泛應(yīng)用。2.雖然這一方法可能是測量沉降過程中的沉積盆地所經(jīng)歷的熱應(yīng)力的一種好方法，但未必也是估量生油的好方法。1.這一方法的內(nèi)在前提條件，即各種類型的干酪根在生油過程中鍵的裂解（熱裂解作用）與鏡質(zhì)體成熟過程中鍵的形成（芳香基濃縮作用）是相同的，很明顯是過于簡化了的。Lopatin(1971)提出了有關(guān)鏡質(zhì)體顯微組分的反射率隨煤階增高而變化的動力學模式。此后，Lopatin和Bostick（1973）對該模式進行了修改。這一模式用自然成熟的煤進行了校正，并以反應(yīng)速率隨溫度每升高10℃而翻一翻的前提為基礎(chǔ)。褐煤長焰煤氣煤肥煤焦煤瘦煤貧煤無煙煤源巖動力學參數(shù)動力學特征研究油族組成干酪根顯微組分動力學模型應(yīng)用與資源量計算有機硫成烴動力學可溶有機質(zhì)動力學研究的主要進展內(nèi)容

實驗熱解研究封閉系統(tǒng)的熱解開放系統(tǒng)的水熱解用運動氣流將汽化物帶入到一個外部檢驗器用外部冷卻容器將自動清除的汽化產(chǎn)物冷凝成液體水熱解Lewan（1985）首先提出了研究天然石油生成動力學的恒溫水熱解實驗方法由這實驗方法得出2個重要結(jié)論：①Ⅱ型干酪根的生油速率會有顯著的變化；②Ⅱ型干酪根的生油速率部分因含有機硫而升高把開放無水熱解的非恒溫法用于天然生油動力學研究首先是由Ungerer（1984）提出的水熱解無水熱解水熱解無水熱解它是標定二次裂解唯一可行的途徑它是標定初次裂解的主要方法Ungerer等（1986）采用的離散分布這種方法假設(shè)了生烴過程有許多一級并列反應(yīng)組成，它們具有相同的頻率因子，但有不同的活化能，而這些活化能在整體上又具有高斯分布的特點Braumt和Burnham(1987)的討論中考慮了高斯分布離散分布比高斯分布能更好地擬合實驗資料，但當與地質(zhì)條件對比時，高斯分布預(yù)測的主要生烴溫度要比離散分布預(yù)測的低10－15℃。比較水熱解法與生油巖評價儀熱解法分解干酪根的總烴演化為基礎(chǔ)的動力學分析法不同生油巖評價儀熱解法不能區(qū)分瀝青、油和氣，因此與水熱解動力學相比可獲得較寬的生油窗Burnham等（1987）。它能更準確的模擬自然，并可確定瀝青部分分解的石油生成的動力學特征（Lewan）。水熱解法與生油巖評價儀熱解法的動力學分析法的結(jié)果差別可抽提不穩(wěn)定鍵破裂脫官能團模型解聚模型惰性骨架惰性骨架惰性骨架不穩(wěn)定鍵破裂不可抽提A連續(xù)反應(yīng)B平行獨立反應(yīng)進一步裂解為相同的碎片裂解為相同的碎片干酪根熱裂解的脫官能團模型和解聚模型BARock-Eval熱解分析（a）不同加熱速率下的熱解峰（S2）（b）自然演化系列殘余烴潛力（HI）趨勢（HI與埋深）反演1高壓釜熱解（熱解產(chǎn)率與平均H/C，C15+，C6-C14，C2-C5，C1）二次裂解活化能的動力學參數(shù)（A′，E′,aij）初次裂解活化能的詳細分布Rock-Eval熱解分析+選擇性冷阱熱解熱解峰（S2）細分初次裂解活化能的總體分布（E與頻率）反演3反演2熱解實驗與動力學參數(shù)計算流程A=1.080E+26/m.y.;HI=843mg/gTOC;ErrFunction=0.052A=2.985E+27/m.y.;HI=540mg/gTOC;ErrFunction=0.017A=8.877E+26/m.y.;HI=852mg/gTOC;ErrFunction=0.017A=1.025E+27/m.y.