對烴源巖評價的幾個問題的深入探討

石記鵬 趙長毅 劉海濤 李傳明

1. 中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2. 中國石油勘探開發(fā)研究院

0 引言

自20世紀(jì)法國地球化學(xué)家蒂索B.P等提出“干酪根熱降解晚期生油學(xué)說”以來[1-2]，圍繞烴源巖的研究一直是地質(zhì)工作者分析盆地和區(qū)帶油氣勘探前景的一項(xiàng)重要工作。油氣是從烴源巖中生成并排出的，排出的油氣經(jīng)過運(yùn)移聚集成藏，便能成為可供人類開發(fā)利用的寶貴資源，烴源巖作為一種“源”的問題，在尋找油氣工作中的地位毋庸置疑，烴源巖評價的內(nèi)容主要圍繞烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型和成熟度三個方面展開，宏觀上還要對烴源巖的分布與厚度進(jìn)行評價和預(yù)測。目前關(guān)于烴源巖的評價方法從有機(jī)地球化學(xué)、有機(jī)巖石學(xué)、地震與測井資料以及層序地層學(xué)等方面均有涉及，各種方法交相輝映，但由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，實(shí)際烴源巖評價中依然存在這樣或那樣的問題，給研究工作帶來很大困擾。筆者根據(jù)大量文獻(xiàn)調(diào)研，綜述了近年來關(guān)于烴源巖評價的最新進(jìn)展，提出幾點(diǎn)值得思考的意見。

1 烴源巖標(biāo)準(zhǔn)與豐度下限問題

當(dāng)前地質(zhì)學(xué)家們對烴源巖的判別標(biāo)準(zhǔn)主要存在兩種觀點(diǎn)，Tissot等[3]（1978）、張厚福等[4]（1989）認(rèn)為烴源巖主要是指能夠生成或已經(jīng)生成油氣的沉積巖 ；而 Hunt等[5]（1979）、王啟軍等[6]（1988）認(rèn)為烴源巖應(yīng)是曾經(jīng)產(chǎn)生并排出足以形成工業(yè)性油氣聚集的細(xì)粒沉積巖。目前學(xué)者采用更廣泛的是前者的觀點(diǎn)，烴源巖即指那些可生成或已經(jīng)生成油氣的沉積巖。而后者的觀點(diǎn)更加強(qiáng)調(diào)烴源巖生烴對油氣藏的貢獻(xiàn)，與有效烴源巖的概念相當(dāng)。在對一個地區(qū)的油氣分布進(jìn)行研究時，有越來越多的學(xué)者主張考慮烴源巖的有效性因素[7-9]。事實(shí)上，只要是含有有機(jī)質(zhì)的巖石，在達(dá)到一定成熟度后就能生烴，而作為有效烴源巖的關(guān)鍵，在于有機(jī)質(zhì)豐度達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)下生成的烴類才能排出[10]，目前研究者普遍采用有機(jī)碳含量達(dá)到0.5%作為泥質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的下限（碳酸鹽巖烴源巖豐度下限標(biāo)準(zhǔn)尚有爭議），但在一定成熟度下，有機(jī)碳含量達(dá)到0.5%能否有效排烴的問題還有待研究，烴源巖能否排烴受有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型和成熟度以及烴源巖層系的巖性組合等諸多因素影響。實(shí)際工作中，為了便于研究和應(yīng)用，一般以有機(jī)碳含量指標(biāo)作為有效烴源巖的判別標(biāo)準(zhǔn)，烴源巖有機(jī)碳含量是根據(jù)巖石中與有機(jī)質(zhì)相關(guān)的碳元素含量來表示的，由于烴源巖排烴作用的影響，實(shí)測值僅代表巖石中剩余有機(jī)碳含量，目前主要通過有機(jī)碳分析儀和巖石熱解分析儀（Rock-EvalⅢ）進(jìn)行測量，有機(jī)碳分析儀的測量值稱為殘余有機(jī)碳含量，巖石熱解分析儀的測量值常稱為總有機(jī)碳含量（TOC）。

高崗等（2012）提出了一種通過有機(jī)碳含量（TOC）與熱解參數(shù)S1之間的關(guān)系確定烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度下限的辦法[11]，巖石中殘留烴的含量可以用熱解參數(shù)S1來表示，對于已生烴但烴類未排出的巖石，S1代表其生烴量，對于生烴且烴類有排出的巖石，巖石自身被烴類飽和，S1代表巖石殘留烴類能力的極限值，此時S1隨有機(jī)碳含量的增加保持在一個相對穩(wěn)定的數(shù)值，這樣就可以把巖石殘留烴極限值S1對應(yīng)的最小有機(jī)碳含量作為有效烴源巖的豐度下限，巖石的生烴量和殘留烴類能力極限值的差即為排烴量。在實(shí)際應(yīng)用中，對于未熟—成熟烴源巖，這種方法取得了較好的應(yīng)用效果，但對于高演化階段的烴源巖，由于巖石中殘留烴類的裂解，導(dǎo)致烴類含量的降低，此法就不適用了。事實(shí)上，對一個地區(qū)烴源巖的有效性進(jìn)行研究是非常必要的，通過確定其有機(jī)質(zhì)豐度下限，劃分有效烴源巖的判別標(biāo)準(zhǔn)，尤其是為油氣藏或資源評價服務(wù)的研究更應(yīng)該建立有效烴源巖的概念，從而使研究工作更具針對性。

2 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度

油氣有機(jī)成因理論認(rèn)為，油氣來源于烴源巖中的有機(jī)質(zhì)，烴源巖中的有機(jī)質(zhì)是油氣形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，判斷烴源巖好壞的一個基本依據(jù)就是烴源巖中所含有機(jī)質(zhì)的多少。烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度通常采用總有機(jī)碳（TOC）、氯仿瀝青“A”、總烴（HC）等參數(shù)表示。其中總有機(jī)碳（TOC）是衡量烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的最常用指標(biāo)。目前關(guān)于烴源巖豐度的評價標(biāo)準(zhǔn)基本上獲得了較統(tǒng)一的認(rèn)識，但仍有幾點(diǎn)技術(shù)或認(rèn)識上的問題值得深究。

2.1 烴源巖生烴潛力的判定

對于烴源巖豐度采用過于簡單直接的慣性思維，單純地以有機(jī)碳含量的高低來評價烴源巖的生烴潛力，忽略了有機(jī)質(zhì)類型、成熟度Ro等其他指標(biāo)對烴源巖評價的重要影響。有機(jī)碳含量是單位體積沉積巖中總有機(jī)質(zhì)數(shù)量的指標(biāo)，該值表示的是有機(jī)質(zhì)的數(shù)量而不是質(zhì)量，一般來說烴源巖中有機(jī)質(zhì)的多少反映了烴源巖生烴潛力的大小，好的烴源巖具有較高的有機(jī)碳含量，但實(shí)際情況下，即使有機(jī)碳含量相同的烴源巖，生烴潛力可能會存在很大差異，由于組成有機(jī)質(zhì)的成分不一，如石墨或絲質(zhì)體的顯微組分，其有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)近100%，但沒有生烴潛力，而藻類體有機(jī)質(zhì)可生成的烴類80%～90%能夠運(yùn)移形成油氣資源，因此，有機(jī)碳含量本身并不是衡量巖石生烴能力的絕對指標(biāo)[12]．生烴的有機(jī)質(zhì)的碳必須與氫相聯(lián)系，與碳相關(guān)的氫越多，其生成的烴越多。另外，評價烴源巖好壞的另一個關(guān)鍵因素是有機(jī)質(zhì)成熟度，據(jù)前人大量煤巖模擬實(shí)驗(yàn)的研究，Ro>2%時已不再新生烴氣，基本已喪失生烴能力[13]。

2.2 烴源巖有機(jī)碳含量的恢復(fù)

對于高—過成熟的烴源巖是否有必要恢復(fù)初始有機(jī)碳含量眾說紛紜。烴源巖熱演化進(jìn)程中，隨著埋深和地溫的不斷增加，源巖中的有機(jī)母質(zhì)逐漸向油氣轉(zhuǎn)化，起先轉(zhuǎn)化量較小，此時烴源巖中生成的油氣被自身所限，隨著熱演化的進(jìn)行，油氣大量生成并從烴源巖中排出，導(dǎo)致烴源巖中有機(jī)質(zhì)總量的減小。鑒于此，不少學(xué)者認(rèn)為由于生烴損耗，烴源巖有機(jī)碳含量必然隨成熟度增加而減少。主張對高—過成熟階段碳酸鹽巖烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度進(jìn)行恢復(fù)。根據(jù)郝石生等[14]（1984,1996）、程克明等[15]（1996）提出的恢復(fù)方法和公式，認(rèn)為高—過成熟的有機(jī)碳恢復(fù)系數(shù)介于2.0～3.0。夏新宇等[16]的研究認(rèn)為即使液態(tài)烴的生排烴系數(shù)不低于50%，其有機(jī)碳的恢復(fù)系數(shù)也不應(yīng)當(dāng)高于2.0。王飛宇等[17]通過定量計算有機(jī)質(zhì)成熟過程中芳碳和脂碳演化結(jié)果，認(rèn)為對于類型好且成熟度較高烴源巖，理論上有機(jī)碳恢復(fù)系數(shù)最大也只接近1.8。

而梁狄剛等（2000）、鐘寧寧等（2004）、張水昌等（2002，2004）、陳建平（2012）等認(rèn)為一般不需要對烴源巖有機(jī)碳進(jìn)行恢復(fù)[18-23]。鐘寧寧等認(rèn)為烴源巖有機(jī)碳含量的變化同時受源巖中有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)兩方面因素的影響，應(yīng)在烴源巖有機(jī)—無機(jī)物質(zhì)的平衡關(guān)系中討論有機(jī)碳含量值的變化，并根據(jù)有機(jī)碳損失率（DTOC）的變化來衡量烴源巖生排烴過程對有機(jī)質(zhì)含量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，烴源巖在生排烴效率很低時，有機(jī)碳損失率都為負(fù)值（圖1），即烴源巖處于“增碳”進(jìn)程中，有機(jī)碳含量不減反增。以煤為例，在成熟演化歷程中，盡管發(fā)生了明顯生排烴效應(yīng)，但相對于龐大的有機(jī)質(zhì)數(shù)量而言，它的生排烴效率很低下，有機(jī)碳含量增加。對于混合型干酪根類烴源巖，成熟度演化過程中“增碳”或“減碳”視其生排烴效率而定，但總體變化幅度不大。只有腐泥型有機(jī)質(zhì)烴源巖，在生排烴效率良好情況下，有機(jī)碳損失率才會發(fā)生顯著變化，此條件下，恢復(fù)其初始有機(jī)碳含量顯得尤為必要[22]。陳建平等也認(rèn)為有機(jī)碳含量反映的是烴源巖有機(jī)質(zhì)的相對含量，雖然烴源巖生排烴過程中有機(jī)質(zhì)總量在不斷減小，但同時也會導(dǎo)致部分水和其他無機(jī)物質(zhì)發(fā)生損耗，生烴過程不一定會導(dǎo)致有機(jī)碳含量的降低[23]。

圖1 生排烴效率對有機(jī)碳變化率的影響圖（據(jù)鐘寧寧改）[21]

2.3 烴源巖的非均質(zhì)性

由于實(shí)際地質(zhì)條件下烴源巖是非均質(zhì)的，通過有限巖樣地化分析結(jié)果表征某一烴源巖層系有機(jī)質(zhì)豐度特征的方法存在一定的技術(shù)缺陷。據(jù)研究，沉積作用下烴源巖的有機(jī)質(zhì)含量在垂向和側(cè)向上變化較大，相比含腐泥型干酪根為主的淡水湖相烴源巖，含混合型或腐殖型干酪根的三角洲相烴源巖在垂向及側(cè)向上的變化更加明顯[24]。在幾百mm的深度變化范圍，烴源巖有機(jī)碳含量也可能發(fā)生超過一個數(shù)量級的變化（圖2）[25]。這種變化也反映了烴源巖沉積環(huán)境的改變。

圖2 美國東南部早阿爾必階總有機(jī)碳變化圖

Passey等通過分析Exxon/Esso公司測井評價有機(jī)碳含量的成果提出了測井資料評價法。測井資料評價法可以對烴源巖進(jìn)行識別并計算其有機(jī)碳含量，根據(jù)測井響應(yīng)曲線與地質(zhì)特征之間的對應(yīng)關(guān)系，將孔隙度測井響應(yīng)曲線（聲波、中子、密度）與電阻率測井響應(yīng)曲線疊合，實(shí)際常采用聲波時差與電阻率曲線疊合的方式，聲波時差以算術(shù)坐標(biāo)表示，電阻率以對數(shù)坐標(biāo)表示，保持每兩個電阻率對數(shù)坐標(biāo)刻度對應(yīng)聲波時差100 μs/ft（注：1ft=0.304 8 m，下同）間隔的方式將兩條曲線疊合，定義在細(xì)粒的非烴源巖層段兩條曲線“軌跡”一致或恰好重疊時為基線，兩條曲線的間距記為ΔlgR。低成熟烴源巖中，ΔlgR主要由聲波測井曲線響應(yīng)造成的，而成熟度較高烴源巖中，孔隙中烴類物質(zhì)的存在導(dǎo)致電阻率增加，ΔlgR受聲波測井曲線和電阻率曲線雙因素的影響[26]。

根據(jù)ΔlgR計算有機(jī)碳含量的經(jīng)驗(yàn)公式為：

式中wTOC表示泥質(zhì)烴源巖總有機(jī)碳含量；ΔlgR表示分離曲線間隔在對數(shù)電阻率坐標(biāo)上的讀數(shù)；Lom表示成熟度標(biāo)尺。

Passey等提出的測井資料評價法可以得到烴源巖有機(jī)碳含量縱向的連續(xù)變化曲線，可以解決烴源巖的非均質(zhì)性問題。但測井資料評價法也存在一定的技術(shù)缺陷，在測井資料評價法模型中對基線的定義意味著基線段的細(xì)粒烴源巖是不含有機(jī)質(zhì)的，但實(shí)際情況下，所有的碳酸鹽巖和泥巖中均會含有一定量有機(jī)質(zhì)，國內(nèi)許多學(xué)者如王貴文等（2002）、朱振宇等（2003）、胡慧婷等（2011）、劉超等（2014）對測井資料評價法模型存在的一些問題進(jìn)行過研究修正[27-30]?；羟锪⒌龋?011）、郭澤清等（2012）應(yīng)用改進(jìn)的測井資料評價法對松遼盆地青山口組、柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)烴源巖進(jìn)行有機(jī)碳含量研究，結(jié)果表明通過改進(jìn)的測井資料評價法計算有機(jī)碳含量與實(shí)測有機(jī)碳含量之間表現(xiàn)為較好的相關(guān)性（圖3），基于測井方法計算有機(jī)碳含量的結(jié)果是可靠的[31-32]。

圖3 三湖地區(qū)澀3-2-4井有機(jī)碳計算值與實(shí)測值對比圖（據(jù)郭澤清等）[32]

綜合認(rèn)為，根據(jù)有機(jī)碳含量評價烴源巖豐度特征時，應(yīng)考慮烴源巖沉積環(huán)境的影響，并與測井方法相結(jié)合，通過測井資料評價法獲得有機(jī)碳含量的縱向連續(xù)變化曲線，并與實(shí)測值進(jìn)行對比分析，從而彌補(bǔ)烴源巖非均質(zhì)性問題對烴源巖豐度特征評價的影響。

3 烴源巖類型

烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度體現(xiàn)的是單位烴源巖中有機(jī)質(zhì)的數(shù)量多少，而有機(jī)質(zhì)類型則是烴源巖評價中另一個重要參數(shù)質(zhì)量的體現(xiàn)。大量研究表明，相同有機(jī)質(zhì)豐度和成熟度的烴源巖的生烴潛力也可能會有顯著不同。蒂索B.P等（1978）提出將干酪根劃分為Ⅰ腐泥型、Ⅱ混合型、Ⅲ腐殖型三類，腐泥型干酪根富氫貧氧，腐殖型干酪根富氧貧氫，混合型干酪根氫氧含量介于兩者之間[33]。我國一般采用的干酪根類型劃分標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)楊萬里等（1981）提出的三類四分法[34]以及黃第潘等（1984）提出的三類五分法[35]。用于判別干酪根類型的方法眾多，目前，常用的方法有干酪根顯微組分、元素分析、干酪根熱解參數(shù)三種，碳同位素、飽和烴氣相色譜等實(shí)驗(yàn)方法使用相對較少，在此不做贅述。

3.1 干酪根顯微組分法

干酪根顯微組分法是根據(jù)干酪根中各顯微組分（腐泥組、殼質(zhì)組、鏡質(zhì)組及惰質(zhì)組）的相對百分含量為依據(jù)，通過計算干酪根類型指數(shù)（IT）來判別干酪根類型。

式中IT表示干酪根類型指數(shù)；wS表示腐泥組組分占總組分的相對百分含量；wE表示殼質(zhì)組組分占總組分的相對百分含量；wV表示鏡質(zhì)組組分占總組分的相對百分含量；wI表示惰質(zhì)組組分占總組分的相對百分含量。

事實(shí)上，正是干酪根的顯微組分特征決定了干酪根的類型，而顯微組分法就是對干酪根的顯微組分進(jìn)行的直接觀測，理論上是一種直接有效的方法。具有受熱演化程度影響小，易于進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn)。但顯微組分與生烴量之間并不具備嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，如干酪根中具有不同成因的無定形體，其生烴能力有好有壞，實(shí)際情況下會干擾對干酪根類型的界定[36]。而且在制備干酪根的過程中也會破壞原始有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)狀和結(jié)構(gòu)，在鏡下進(jìn)行描述和鑒定時受人為因素的影響，結(jié)果也會產(chǎn)生偏差。此外，顯微組分的鑒定和描述主要適用于Ro<1.4的烴源巖，對于更高成熟度的烴源巖并不適用。

3.2 元素分析法

干酪根主要是由C、H、O以及少量的N和S等元素組成的，干酪根中的不同有機(jī)質(zhì)的C、H、O比例不同，因此可以根據(jù)干酪根的元素組成特征來劃分干酪根的類型，元素分析法也稱范式圖法，是根據(jù)干酪根中H/C和O/C在范式圖中的分布位置確定干酪根類型的一種方法，該法可以較為直觀地反映干酪根的類型，也在一定程度上反映了干酪根的熱演化程度，是目前應(yīng)用較多的一種確定干酪根類型的方法。但應(yīng)當(dāng)注意的是，在干酪根的制備純化過程中可能會造成不同顯微組分的選擇性富集，提取出的干酪根樣品與原始干酪根樣品之間存在一定的差異，導(dǎo)致分析的結(jié)果也存在一定誤差。同時干酪根中黃鐵礦、重金屬氧化物與難溶硅酸鹽的存在，也會影響對于氧和硫元素的準(zhǔn)確測定[32]。另外當(dāng)演化程度較高時，烴類物質(zhì)的生成排出會消耗干酪根中的氫元素和氧元素，在范式圖上表現(xiàn)為不同類型干酪根的演化曲線逐漸向原點(diǎn)收縮，演化路徑趨于一致。李春鵬等（2016）針對這個問題提出了一種成熟—過成熟階段干酪根類型的識別方法[37]，該法推導(dǎo)出烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化過程的數(shù)學(xué)表征，將未成熟—低成熟階段的有機(jī)質(zhì)樣本轉(zhuǎn)換到成熟—過成熟階段，建立了不同類型有機(jī)質(zhì)的氫指數(shù)與氧指數(shù)的分布函數(shù)，并通過線性組合方法計算成熟—過成熟階段不同類型有機(jī)質(zhì)所占比重，據(jù)此識別成熟—過成熟烴源巖有機(jī)質(zhì)類型，在實(shí)際應(yīng)用中也具有較好的可行性，但此法是基于范式圖干酪根類型曲線函數(shù)的數(shù)學(xué)分析推導(dǎo)，實(shí)際情況下可能會出現(xiàn)偏差。此外，申家年等提出一種根據(jù)干酪根有機(jī)元素H/C、O/C直接計算干酪根類型指數(shù)的計算公式[38]，與以往有機(jī)元素法不同的是，該法的計算結(jié)果為一數(shù)值，擬合的目標(biāo)也不是范式圖，而是干酪根類型指數(shù)（IT），可根據(jù)擬合結(jié)果判斷干酪根類型，雖然采用的是有機(jī)元素數(shù)據(jù)，但與干酪根類型指數(shù)法的評價結(jié)果更相近，因此可以作為干酪根類型指數(shù)法的補(bǔ)充。不過，受限于數(shù)據(jù)來源問題，該法提出的計算公式尚需檢驗(yàn)。

3.3 干酪根熱解

元素分析法需要大的巖石樣品，并需要從巖樣中抽提出干酪根樣品，費(fèi)時且昂貴，相比之下另一種評價方法——熱解參數(shù)法，能對干酪根類型做出更加快速定量的評價?；跍囟瓤梢詮浹a(bǔ)時間對烴源巖生烴的地質(zhì)效應(yīng)理論，通過控制溫度，在短時間內(nèi)即可模擬烴源巖地質(zhì)條件下百萬年的熱演化歷程，通過分析巖石熱解圖譜即可獲得一系列重要的熱解參數(shù)，再根據(jù)熱解參數(shù)判斷干酪根類型。常用來評價干酪根類型的熱解參數(shù)有氫指數(shù)（IH）、熱解峰溫（Tmax）和類型指數(shù)（S2/S3）。需要注意的是，干酪根熱演化程度較高時，熱解參數(shù)也會發(fā)生變化，因此對成熟度較高的干酪根類型，該法并不適用。在熱解過程中，巖石樣品中無機(jī)礦物基質(zhì)的存在會干擾熱解參數(shù)的測定。另外，當(dāng)烴源巖中有機(jī)質(zhì)豐度較低時，黏土類礦物對熱解氣態(tài)烴的吸附作用也會對熱解參數(shù)產(chǎn)生較大影響[35]。

應(yīng)該看到的是，各種評價烴源巖類型的研究方法都有一定的局限性，采用不同的研究方法可能會得到不一致的評價結(jié)果，尤其是當(dāng)有機(jī)質(zhì)演化程度較高時，烴源巖類型的判斷就顯得更加困難，僅憑一種方法往往難以做出準(zhǔn)確判斷。因此筆者認(rèn)為在對烴源巖類型進(jìn)行評價時，較恰當(dāng)?shù)淖龇☉?yīng)是輔以烴源巖的沉積環(huán)境，盡量選擇新鮮、未熟—低熟的烴源巖樣品為研究對象，對于界限模糊的干酪根類型，最好采用不同研究方法進(jìn)行相互印證。

其實(shí)，換一種角度來思考，盧雙舫等認(rèn)為自然界中干酪根的類型常常是難以準(zhǔn)確辨識的[39]，對腐泥型、混合型、腐殖型干酪根的劃分純屬人為，帶有許多主觀因素，因此提出用一種方法將干酪根類型數(shù)值化，干酪根類型數(shù)值化就是根據(jù)干酪根生烴潛力的大小賦予其不同的數(shù)值，對于標(biāo)準(zhǔn)的腐泥型、混合型、腐殖型干酪根分別設(shè)置100、50、0三個數(shù)值，在干酪根類型劃分的基礎(chǔ)上，通過0～100之間的數(shù)值來對應(yīng)其生烴潛力。但該方法目前還處于一種嘗試階段，在實(shí)際應(yīng)用中需要依托大量資料的統(tǒng)計分析來實(shí)現(xiàn)，其效果和意義猶待研究實(shí)踐。

4 成熟度

烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度和類型的評價是針對烴源巖中有機(jī)質(zhì)數(shù)量和質(zhì)量參數(shù)的研究，而對烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化進(jìn)程的研究則需要另一個參數(shù)成熟度來表示，以烴源巖百萬年時間的演化為進(jìn)度，成熟度代表了在其演化進(jìn)度上的某一節(jié)點(diǎn)。用以表示烴源巖成熟度的參數(shù)有很多，如鏡質(zhì)體反射率（Ro）、巖石熱解最高峰溫（Tmax）、孢粉顏色指數(shù)（SCI）、牙形石色變指數(shù)（CAI）等，還可以根據(jù)生物標(biāo)志物特征對烴源巖成熟度做定性推斷。鏡質(zhì)體反射率（Ro）表征烴源巖的成熟度是目前研究中應(yīng)用最廣泛的一種方法。鏡質(zhì)體是植物細(xì)胞壁上的纖維素和木質(zhì)素通過熱蝕變形成的煤巖組分，在許多干酪根中都有發(fā)現(xiàn)。隨溫度的增加，干酪根發(fā)生了一系列復(fù)雜、不可逆的芳構(gòu)化反應(yīng)，致使反射率增高。最初鏡質(zhì)體反射率（Ro）在煤巖學(xué)中被應(yīng)用于確定煤階，Teichmuller（1950）將其推廣到確定沉積巖中分散有機(jī)質(zhì)的成熟度，由于鏡質(zhì)體反射率（Ro）值變化具有不可逆性，可以量化表示有機(jī)質(zhì)成熟度，也可以進(jìn)行很好的橫向?qū)Ρ?，這種方法逐漸在烴源巖成熟度評價中被廣泛應(yīng)用，并成為國際上烴源巖成熟度評價中的一個重要指標(biāo)。但該方法也存在一些技術(shù)上的不足，其中兩個主要問題：準(zhǔn)確鑒定分散有機(jī)質(zhì)中鏡質(zhì)體的難度以及鏡質(zhì)體反射率的抑制作用，都會導(dǎo)致鏡質(zhì)體反射率結(jié)果出現(xiàn)失真現(xiàn)象。有研究表明，有機(jī)質(zhì)類型越好的烴源巖，鏡質(zhì)體反射率所受到的抑制作用越強(qiáng)[40-41]。而針對鏡質(zhì)體反射率存在的抑制作用問題，目前較好的解決方法是通過有機(jī)質(zhì)多組分顯微熒光探針分析技術(shù)（FAMM）對Ro進(jìn)行校正，F(xiàn)AMM技術(shù)拋開了烴源巖對鏡質(zhì)體的依賴，通過樣品中各種顯微組分的熒光強(qiáng)度I400（使用激光照射400 s后的熒光強(qiáng)度）與I0（初始熒光強(qiáng)度）的比值得出R（I400/I0），即為熒光變化比。將測出的值落在標(biāo)準(zhǔn)圖版上，通過分析實(shí)測點(diǎn)與“J”字形曲線的差異來判斷Io的異常情況（圖4），并對其做出校正。等效鏡質(zhì)組反射率代表了樣品的真實(shí)成熟度，應(yīng)為實(shí)測R值與校正值之和，可以根據(jù)鏡質(zhì)組反射率和熒光參數(shù)進(jìn)行互相檢驗(yàn)。因此，對于烴源巖鏡質(zhì)體反射率Ro被抑制或增強(qiáng)，以及鏡質(zhì)體含量低或難以辨識引起的異常情況，采用FAMM技術(shù)校正的方法可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠。

圖4 FAMM方法校正鏡質(zhì)體反射率抑制圖

另外，鏡質(zhì)體反射率也不適用于石炭紀(jì)之前沉積地層的烴源巖成熟度評價，鏡質(zhì)體一般存在于石炭紀(jì)之后經(jīng)歷了高等植物腐質(zhì)化作用的沉積物[42]，這就限制了Ro的適用范圍。對于海相烴源巖，尤其是我國境內(nèi)廣泛發(fā)育的早古生代海相碳酸鹽巖烴源巖，由于其沉積時期缺乏陸源高等植物的輸入，無法通過測定鏡質(zhì)體反射率的方式來衡量烴源巖的成熟度。目前一般采用瀝青反射率（Rb）、鏡狀體反射率、動物（筆石、幾丁蟲、蟲牙等）有機(jī)碎屑反射率以及最高熱解峰溫（Tmax）等指標(biāo)建立與鏡質(zhì)體反射率的對應(yīng)關(guān)系，據(jù)此判斷烴源巖成熟度情況[43]。此外，有研究者發(fā)現(xiàn)，鏡質(zhì)體反射率也存在各向異性，當(dāng)Ro<2.0%時，各向異性不明顯，當(dāng)Ro>2.0%時，各向異性顯著增加，有可能會引起較大誤差。

不難看出，關(guān)于烴源巖的成熟度評價仍有許多值得注意的問題，尤其是對于有機(jī)質(zhì)類型較好、熱演化程度較高的烴源巖更應(yīng)該謹(jǐn)慎對待，對于Ro被抑制或增強(qiáng)的異常情況，采用FAMM技術(shù)對Ro值進(jìn)行校正是很有必要的，對于高演化階段的烴源巖，因各向異性對Ro值的影響，選用Ro平均值是不恰當(dāng)?shù)模詈眠x擇一個較大值代表烴源巖成熟度。另外也要注意烴源巖的形成年代，過老烴源巖的成熟度評價應(yīng)選用它法。

5 結(jié)論

1）不能簡單以有機(jī)質(zhì)豐度高低作為判斷烴源巖好壞的指標(biāo)，是否有必要恢復(fù)初始有機(jī)碳含量應(yīng)根據(jù)烴源巖的類型和生排烴情況而定，烴源巖類型較好，排烴效率較高時，可以進(jìn)行適當(dāng)恢復(fù)。在地質(zhì)條件下，烴源巖的空間分布具有非均質(zhì)性，根據(jù)有限巖樣的地化分析結(jié)果忽略了烴源巖分布的非均質(zhì)性，結(jié)合烴源巖的沉積環(huán)境和測井資料分析可以更真實(shí)地反映烴源巖的地下情況。

2）各種評價烴源巖類型的研究方法不可避免都有一定的局限性，尤其是當(dāng)有機(jī)質(zhì)演化程度較高時，僅憑一種方法往往難以做出準(zhǔn)確判斷。研究時應(yīng)參考烴源巖的沉積環(huán)境，盡量選擇新鮮、低熟—未熟的烴源巖樣品為研究對象，對于界限模糊的干酪根類型，最好采用不同研究方法進(jìn)行相互印證。另外，將烴源巖類型數(shù)值化也是個很好的思路。

3）鏡質(zhì)體反射率在某些情況下有可能被抑制或增強(qiáng)出現(xiàn)失真現(xiàn)象，可以采用FAMM技術(shù)對Ro值進(jìn)行校正。高演化階段鏡質(zhì)體的各向異性會對Ro值的結(jié)果造成影響，理論上應(yīng)選用一個較大值才能更好地反映烴源巖成熟度情況。對于早古生代海相碳酸鹽巖烴源巖，由于缺乏鏡質(zhì)體，可以采用瀝青反射率（Rb）、鏡狀體反射率、動物（筆石、幾丁蟲、蟲牙等）有機(jī)碎屑反射率以及最高熱解峰溫（Tmax）等指標(biāo)來衡量烴源巖成熟度情況。

總之，當(dāng)前有機(jī)地球化學(xué)分析方法用來評價烴源巖難免有些美中不足，而利用測井資料對烴源巖進(jìn)行快速識別與評價的技術(shù)逐漸趨于成熟。可以預(yù)見，綜合地化資料的巖樣分析與地震測井資料的宏觀預(yù)測必然是將來烴源巖評價的一大趨勢。