巖石熱解方法應用于頁巖油氣研究需注意的幾個問題

張謙，金之鈞，2，3，朱如凱，劉全有，2，張瑞，王冠平，陳萬利，Ralf Littke

［1.北京大學 地球與空間科學學院 能源研究院，北京 100871；2.頁巖油氣富集機理與有效開發(fā)國家重點實驗室，北京 102206；3.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 102206；4.中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083；5.中國地質大學（北京） 能源學院，北京 100083；6.中國科學院 深?？茖W與工程研究所 海底資源與探測技術重點實驗室，海南 三亞 572000；7.德國亞琛工業(yè)大學 石油與煤地質及地球化學研究所，德國 亞琛 52056］

1 研究背景

熱解定義為物質在無氧條件下受熱發(fā)生分解的過程。在石油地質研究中，依據(jù)實驗目的和模擬地下生烴過程，熱解裝置可以分為開放系統(tǒng)、半開放系統(tǒng)和封閉系統(tǒng)［1-2］。最典型且最常用的開放熱解系統(tǒng)是法國石油研究院（IFP）研制出的Rock-Eval系列［3］。Rock-Eval巖石熱解儀可以提供包括巖石孔隙中以游離態(tài)和吸附態(tài)存在的滯留烴（S1）、干酪根轉化形成的熱解烴（S2）、熱解過程中產(chǎn)生的二氧化碳（S3）以及巖石最高熱解峰溫（Tmax）。部分Rock-Eval裝置還可以測定熱解后殘余的有機碳，從而實現(xiàn)巖石中總有機碳含量（TOC）的計算。有機質的數(shù)量、類型和成熟度是烴源巖/富有機質泥頁巖評價中的3個關鍵參數(shù)，部分巖石熱解裝置（如Rock-Eval 7）可以實現(xiàn)該3個參數(shù)快速有效的評價。

有機質的類型可以通過氫指數(shù)（HI=S2/TOC）、氧指數(shù)（OI=S3/TOC）、HI和Tmax的相關關系以及S2與S3的比值來判斷［4］。Van Krevelen提出以H/C和O/C原子比來描述煤巖演化路徑［5］，后被Tissot等用來刻畫烴源巖中有機質的熱演化過程并由此來劃分干酪根類型［6］。Espitalie 等人嘗試用巖石熱解的數(shù)據(jù)來反映與H/C和O/C原子比類似的信息并指出HI和OI可以用來判識源巖中有機質的類型，但判識的結果需要輔以顯微鏡觀察或元素分析［3-4］。另外，S2/S3比值也可以用來判斷有機質的類型，S2/S3=0～3反映以生氣為主的Ⅲ型干酪根，S2/S3=3～5表明有機質是油氣共生的Ⅱ型干酪根。S2/S3＞5指示以生油為主的Ⅰ型干酪根。值得注意的是，該類型劃分方法適用于有機質成熟度較低的條件，對應的鏡質體反射率（Ro）為0.6 %［4］。Banerjee 等提出了不同類型干酪根熱演化過程HI與Tmax關系的數(shù)學表達式和模板［7］。據(jù)此劃分干酪根類型主要依賴HI的大小以及Tmax的準確性。盡管巖石熱解方法在非常規(guī)油氣資源評價中有著非常廣泛的應用，但其局限性卻被大量學者忽視。

Tmax作為評價烴源巖有機質成熟度的一個重要參數(shù)，熱解峰S2的大小和形態(tài)均影響其準確性［4，8］。然而Luo等和Zhang等在對中國南方地區(qū)海-陸過渡相高-過成熟（通常Ro＞2.0 %）的龍?zhí)督M頁巖進行研究時，對巖石熱解Tmax進行了討論，認為其極高的Tmax（通常＞500 ℃）可以有效地指示其成熟度［9-10］。Zhang 等通過研究處于生濕氣窗階段（Ro=1.3 % ～ 2.0 %）的龍?zhí)督M頁巖，指出Ro大于1.7 %和Tmax大于500 ℃時，Tmax不足以用來準確地表征以Ⅲ型干酪根為主的有機質成熟度［8］。Tan等指出極低的HI（大部分低于10 mg/g）和變化范圍極大的Tmax（283 ～ 609 ℃），表明Tmax在中國南方高-過成熟的海相頁巖成熟度評價中的無效性［11］。因此，應用巖石熱解Tmax評價富有機質泥頁巖成熟度應注意其有效的范圍。盡管國際上已有數(shù)篇文獻指出巖石熱解Tmax在烴源巖有機質成熟度評價中可能存在缺陷［4，12］，仍有不少相關研究忽視其適用的范圍。

Killops等提出用S1/TOC表示瀝青指數(shù)（BI），研究富鏡質組煤巖中烷烴的生成和運移［13］。自Jarvie再次提出S1/TOC表示頁巖儲層含油飽和度指數(shù)（OSI）以來，OSI被廣泛地用來反映頁巖油的可動潛力［14］。Jarvie指出OSI大于100 mg/g 的區(qū)域，可能是有利的頁巖油甜點發(fā)育區(qū)［14］。然而，OSI雖然名為含油飽和度指數(shù)，但其與含油飽和度并沒有直接明顯的關系。大量實測數(shù)據(jù)表明，OSI較高的樣品通常具有較低的TOC（＜10 %）。從全球范圍來看，大多數(shù)經(jīng)典頁巖油儲層的平均OSI都低于100 mg/g。因此，OSI在富有機質泥頁巖中的應用值得思考。

本文在充分調研巖石熱解方法研究的基礎上，結合實際案例剖析，總結了該方法在數(shù)據(jù)分析和使用方面存在的問題，以期同行專家在利用巖石熱解數(shù)據(jù)分析烴源巖中有機質的類型、成熟度以及頁巖油的可動潛力時，能夠注意其適用的范圍，對數(shù)據(jù)做出有效正確的解釋，從而降低頁巖油氣的勘探風險。

2 實例剖析

2.1 有機質類型

從不同類型干酪根HI，OI和Tmax在有機質熱演化過程中的變化特征看（圖1），當所測樣品具有較高的HI，OI和較低的Tmax時，干酪根的類型可以準確且容易地加以區(qū)分。當成熟度增加至生油高峰階段（Ro≈0.90 %）時，Ⅰ型和Ⅱ型有機質最先呈現(xiàn)出趨于一致的熱演化路徑，Ⅰ型和Ⅱ型干酪根已經(jīng)較難通過巖石熱解的參數(shù)進行區(qū)分，此時Ⅲ型干酪根仍然可以明顯區(qū)別于Ⅰ型和Ⅱ型有機質的HI，OI和Tmax。隨著成熟度進一步增加，有機質的芳構化程度增強，當Ro大于1.35 %時，Ⅰ型和Ⅱ型有機質的演化路徑已經(jīng)完全重合，Ⅲ型干酪根此時還略低于Ⅰ型和Ⅱ型有機質的HI。部分學者也通過S2/S3比值來判斷有機質的類型，該值實際上等效于（S2/TOC）/（S3/TOC），即為氫指數(shù)與氧指數(shù)的比值HI/OI。由圖1b可知，Ⅲ型干酪根具有較低的HI/OI，較易判識，然而對于Ⅰ型和Ⅱ型干酪根，只在較低成熟度時可以進行區(qū)分。另外，值得注意的是，不同類型的干酪根有各自不同的熱演化路徑，然而卻沒有一個明確的邊界用于區(qū)分有機質的類型。例如，圖1a中紅色圓點對應的Ro小于0.50 %的部分，清晰地分布在Ⅰ型干酪根范圍內(nèi)，而當其Ro接近或高于0.50 %時，紅色圓點分布在Ⅰ型和Ⅱ型干酪根之間的區(qū)域；綠色的圓點也并沒有嚴格沿著Ⅱ型干酪根的熱演化路徑分布；藍色圓點代表的是Ⅲ型干酪根，有一部分也分布于Ⅱ型和Ⅲ型干酪根之間的區(qū)域。因此，利用巖石熱解參數(shù)判斷有機質的類型應該注意其適用的成熟度范圍，建議盡可能針對熱演化進入生濕氣窗（Ro≈1.35 %）之前的頁巖使用該方法，并輔助其他測試手段判斷有機質的類型。對于有機質成熟度進入生濕氣階段之后（Ro＞1.35 %）的頁巖，巖石熱解數(shù)據(jù)只能作為有機質類型劃分的一個參考，而不能作為主要依據(jù)；此時，無論是通過HIvs.Tmax和HIvs.OI，還是H/C vs. O/C，Ⅰ型和Ⅱ型干酪根均無法進行區(qū)分?？衫脦r相學方法，通過有機質的鏡下特征，判斷是以陸源高等植物還是以水生來源的藻類和浮游生物有機質為主，確定是Ⅲ型還是Ⅰ型或Ⅱ型有機質。通常來說，Ⅰ型有機質形成于湖相沉積環(huán)境，Ⅱ型有機質則形成于海相沉積環(huán)境，因此，可進一步結合分子有機地球化學和元素地球化學方法對富有機質泥頁巖的沉積環(huán)境進行恢復，從而推斷有機質的類型［8］。

圖1 不同類型干酪根HI，Tmax和OI熱演化路徑［4， 8， 15-22］Fig. 1 Evolution of HI， Tmax and OI for different types of kerogens［4， 8， 15-22］a. HI vs. Tmax；b. HI vs. OI

2.2 最高熱解峰溫

以德國西北部下薩克森盆地下侏羅統(tǒng)波西多尼亞（Posidonia）頁巖為例，Tmax隨著成熟度的增加而增大，而S2峰面積隨著Ro的增大而急劇減?。▓D2）。該自然演化序列的4個樣品，S2峰均為對稱型，其Tmax和Ro之間存在較好的線性相關關系，因此，Tmax可以有效地指示頁巖中有機質的成熟度。當有機質熱演化到一定程度，例如Ro大于1.45 %，可熱解生烴的干酪根已經(jīng)大部分完成了向石油的轉化，只殘留極少數(shù)可繼續(xù)生烴的有機質，因此形成的S2峰面積很?。▓D2）。值得注意的是，Tmax的有效性是建立在較大的S2峰面積和較好的對稱性的基礎上［4，8］（圖3a）。當S2小到某一程度，其極可能不具備對稱的峰型，如中國南方地區(qū)高-過成熟的海陸過渡相龍?zhí)督M頁巖（圖3b，c），這樣的樣品測試得到的Tmax并不能有效反映有機質的成熟度，此時需要通過測試Ro來判斷該頁巖的熱演化程度。除了成熟度較大時Tmax應該慎重使用之外，對于某些成熟度較低的樣品，如本研究中使用的煤樣，其S2面積足夠大卻呈現(xiàn)出雙峰（圖3d），此時得到的Tmax比較接近其真實值，但仍然不夠準確。以Ⅲ型有機質為例（圖4），大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，當Ro小于約1.70 %，Tmax低于約500 ℃，Ro和Tmax之間存在較好的線性關系（圖4b），表明以Ⅲ型有機質為主的頁巖，當Ro不超過1.70 %時，Tmax通?？梢杂行У乇碚髟擁搸r中有機質的成熟度。由上可知，當Tmax高于500 ℃時，應盡量避免用其計算等效鏡質體反射率并用其表征頁巖中有機質的成熟度。

圖2 波西多尼亞頁巖地層不同熱演化程度樣品熱解信號（FID信號）與Tmax信號曲線Fig. 2 FID signal and Tmax curves of samples at different maturities from the Posidonia Shale Formationa. FID信號；b. Tmax

圖3 標準樣品與典型S2峰異常樣品FID信號曲線Fig. 3 FID signal curves of standard samples and samples with abnormal S2 peaksa. 標準樣品；b. 龍?zhí)督M頁巖，TOC=9.03 %，Ro=3.09 %； c. 龍?zhí)督M頁巖，TOC=13.46 %，Ro=1.80 %；d. 煤，TOC=88.60 %，Ro=0.60 %

圖4 巖石Tmax與Ro相關關系Fig. 4 Correlations between Tmax and Roa1.Ⅰ型和Ⅱ型干酪根；a2. Ⅰ型和Ⅱ型干酪根，Ro＞1.7 %，Ro與Tmax不再具有相關關系 ［23-27］；b . Ⅲ型干酪根 ［8］

頁巖油儲層有機質可為Ⅰ型（生油型）和Ⅱ型（生油氣型），且以Ⅱ型有機質為主，純Ⅰ型有機質頁巖并不多見。由于Ⅰ型和Ⅱ型有機質的HI和Tmax在成熟度處于生油窗末端及之后的熱演化路徑已經(jīng)完全重合（圖4a），因而Tmax的有效性對于Ⅰ型和Ⅱ型有機質具有相同的成熟度上限。當Ro小于約1.70 %，Tmax低于約490 ℃，Ⅱ型有機質的Ro和Tmax之間存在較好的線性關系（圖4a）；當Ro達到或超過1.80 %，Tmax表現(xiàn)出明顯的異常（圖4a），這說明以Ⅰ型和Ⅱ型有機質為主的頁巖，當Ro不超過1.70 %時，Tmax也可以有效地表征該頁巖中有機質的成熟度。

在實際樣品中，影響Tmax準確性的因素還包括巖石的礦物組成、有機質的氧化或風化、硫和鈾元素含量、源巖中殘留的原油和瀝青以及測試時樣品的用量等［12］。在頁巖油的勘探中，富有機質泥頁巖內(nèi)通常有較高含量的殘余油，因此，本文重點關注殘留原油對Tmax準確性的影響。張振苓等指出可溶有機質中的重質組分進入S2峰會導致Tmax降低［28-29］。本研究通過對比波西多尼亞頁巖在二氯甲烷抽提前后巖石熱解的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，構成S1的殘余烴幾乎可以全部被有機溶劑移除，而S2在抽提后都有不同程度的減小，表明確實有一部分重質組分會構成S2（圖5）。值得注意的是，在所分析的4個樣品中，只有1個樣品的Tmax略微增大，其他3個基本保持不變（圖5）。圖6為來自3套不同頁巖地層的樣品，具有相近的成熟度。由圖6可知，Tmax在有機溶劑抽提后并沒有呈現(xiàn)出統(tǒng)一增大的規(guī)律，而是表現(xiàn)出相對更小的波動范圍。因此，殘余原油對巖石熱解Tmax的確存在影響，而可溶有機質的移除對于更加準確地測定Tmax有一定的幫助。

圖5 波西多尼亞頁巖有機溶劑抽提前、后FID信號歸一化曲線Fig. 5 Normalized FID signal curves prior to and post organic-solvent extraction for the Posidonia Shalea. 樣品D1， S1和S2減小，Tmax增大；b—d.分別為樣品D2，D3和D4， S1和S2減小，Tmax不變

圖6 有機溶劑抽提前、后Tmax變化特征［32， 35-36］Fig. 6 Changes of Tmax prior to and post organic-solvent extraction［32， 35-36］a. 二白斑頁巖（Second White Specks）；b. 巴奈特頁巖；c. 蘆草溝組頁巖

本研究還觀察到一個有趣的現(xiàn)象，同一塊巖心分別在不同位置取樣測得的Tmax最大可相差7 ℃（圖7），這個數(shù)值接近甚至已經(jīng)高于Ⅰ型干酪根在整個生油窗內(nèi)Tmax的跨度（圖4a）。圖7a為取自4塊巖心的12個樣品的測試結果，在每塊巖心緊鄰的部分取3個亞樣（圖7b所示），樣品①，②和③取自同一塊巖心，而樣品③的Tmax比樣品①和②要偏低。由圖7b可見，樣品③所處的位置黃鐵礦富集，而該樣品對應的總硫含量也是異常高。烴源巖中的硫元素可以以單質硫的形式存在，也可以和有機碳形成含碳硫鍵的有機化合物或者與金屬元素一起形成硫化物（如黃鐵礦）和硫酸鹽（如硫酸亞鐵和硫酸鐵）。不同賦存形式的硫對有機質向石油的轉化有不同的作用機制和不同的影響程度。例如，Sassen和Chinn研究發(fā)現(xiàn)，單質硫可使得巖石熱解Tmax和HI降低以及OI增大［30］；Hunt等指出，干酪根生烴所需活化能與硫元素含量呈負相關關系，說明硫元素含量越高，干酪根向石油轉化所需的能量（或溫度）越低［31］。硫元素與有機碳形成的碳-硫鍵比有機碳之間的碳-碳鍵更弱，高含硫干酪根在相對較低的溫度時即可產(chǎn)生石油［32-33］。祖小京等通過熱模擬實驗，揭示了硫化亞鐵（FeS）對氯仿瀝青"A"的形成具有明顯的催化作用［34］。由此可知，黃鐵礦（FeS2）的混入使得Tmax有較大幅度的降低（圖7a），可能是由于黃鐵礦降低了有機質向石油轉化所需的活化能。

圖7 波西多尼亞頁巖總硫元素含量與巖石Tmax相關關系及宏觀巖心取樣方法Fig. 7 Correlation between total sulfur content and Rock-Eval Tmax and the principle of sampling method for the Posidonia Shalea. ①，②和③為取自同一樣品不同部位的亞樣品，③呈現(xiàn)出異常低Tmax；b. 圖a中3個亞樣品的取樣位置

眾所周知，Ro是表征烴源巖中有機質成熟度最重要的指標，其可以用來標定從成巖作用早期至高變質作用階段巖石中有機質的熱演化程度，因此，Ro被廣泛地用來與其他成熟度指標進行對比。3種類型有機質Ro與Tmax之間存在明顯不同的相關關系（圖4），由圖4可知，Ⅱ型和Ⅲ型干酪根的Tmax隨著Ro的增大平緩地增加，而Ⅰ型干酪根的Tmax在整個生油窗內(nèi)變化范圍極小，因此Tmax的微小變化可對Ⅰ型干酪根Ro的準確性造成較大影響。3種不同類型有機質Ro與Tmax之間的具體關系如下：

Ⅰ型干酪根：

Ⅱ型干酪根：

Ⅲ型干酪根：

綜上所知，Ⅱ型和Ⅲ型干酪根的Tmax可以有效地計算整個生油窗以及部分生濕氣階段烴源巖有機質的等效Ro，而在使用I型干酪根的Tmax計算對應的Ro時則需要慎重考慮測試誤差帶來的影響。

2.3 含油飽和度指數(shù)

本研究選取的12套頁巖地層有中國的沙河街組、延長組7段、蘆草溝組和青山口組，美國的巴奈特（Barnett）、伍德福德（Woodford）、巴肯（Bakken）、鷹灘（Eagle Ford）和尼奧布拉拉（Niobrara），德國的波西多尼亞（Posidonia），俄羅斯的巴熱諾夫（Bazhenov）以及伊朗的蓋魯（Garau）頁巖［16，37-47］。圖8為這12套經(jīng)典的富有機質泥頁巖地層的TOC與S1含量分布情況，顯示大部分地層的OSI均小于100 mg/g，因此，本研究認為Jarvie提出的含油飽和指數(shù)OSI需要大于100 mg/g才具有頁巖油勘探潛力這一說法與客觀事實存在一定的差異。根據(jù)OSI的計算公式，其值的大小取決于S1和巖石TOC。通常來說，TOC不會因為樣品存儲和粉碎過程而受到影響，而S1則會在上述過程中有較大的變化。根據(jù)Xie等人的研究結果，從巖心采集到庫存一個月的時間，S1有將近50 %的減小［48］，說明構成S1的輕烴在樣品存儲的過程中會有較多的散失，也因此說明S1并不能反映真實地層條件下孔隙中烴類的含量，尤其是對于庫存時間較長的樣品。本研究建議對非新鮮巖樣或者是庫存時間較長的樣品進行輕烴損失量的恢復。

圖8 不同經(jīng)典頁巖地層TOC與巖石S1相關關系［16， 32-41］Fig. 8 Correlations between TOC and S1 of different classic shale formations［16， 32-41］a. 波西多尼亞、巴奈特和伍德福德；b. 巴肯、沙河街組和延長組7段；c. 蘆草溝組、鷹灘和青山口組；d. 尼奧布拉拉、巴熱諾夫和蓋魯

圖9為美國巴奈特和德國波西多尼亞頁巖OSI與Ro的關系圖，由圖可知，OSI隨著成熟度Ro的增加呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，并且在生油高峰（Ro≈0.9 %）處達到最大值。由此可知，盡管OSI在很大程度上依賴于TOC，但其主要受控于孔隙中殘余烴的含量，即巖石熱解S1的大小。而S1的大小與成熟度之間也存在密切的聯(lián)系，因此，OSI在用于評價頁巖油勘探潛力時應首先考慮成熟度這一關鍵參數(shù)。例如，伊朗的蓋魯頁巖（圖8d）OSI整體較低，遠低于100 mg/g。究其原因，是因為該頁巖地層中有機質類型主要為Ⅱ型，熱演化程度較低，Tmax總體分布在430 ℃左右，處于該熱演化階段的有機質還未產(chǎn)生大量的烴類。本研究涉及的12套頁巖的具體信息可參見表1。此外，值得注意的是，該12套經(jīng)典的富有機質泥頁巖地層中只有少數(shù)樣品的OSI高于100 mg/g，而且OSI接近或者高于100 mg/g的樣品，整體表現(xiàn)出TOC低于10.0 %的特點。綜合上述討論，基于OSI參數(shù)評價頁巖油勘探潛力應重點關注TOC低于10.0 %且Ro接近0.90 %的頁巖地層?？碧綄嵺`表明，松遼盆地古龍頁巖油儲層青山口組TOC分布在0.5 % ～ 10.0 %，Ro的范圍是0.75 ～ 1.70 %［49-52］；孫龍德指出，青山口組頁巖以成熟-高成熟為主，應重點關注Ro大于1.00 %和S1大于2 mg/g的部分［53］。北美威利斯頓盆地巴肯組上段和下段頁巖Ro主要分布在0.80 ～ 1.10 %，TOC則主要分布在10.0 %～20.0 %，而巴肯組主要產(chǎn)油層為中段碳酸鹽巖和細粒碎屑巖［54-57］。北美的鷹灘頁巖Ro主要分布在0.80 % ～ 1.50 %，TOC主要分布在2.0 % ～8.0 %［58-59］。渤海灣盆地古近系沙河街組頁巖Ro主要處于0.50 % ～ 0.90 %，TOC則主要分布在2.0 % ～6.0 %［60-62］。以上地層的有機質含量和成熟度均與本研究提出的TOC和Ro相吻合。由于Ⅲ型干酪根以生氣為主，OSI的應用主要針對Ⅰ型和Ⅱ型干酪根（表1）。

表1 本次研究的12套經(jīng)典頁巖地層有機質豐度、類型、成熟度和含油飽和度指數(shù)Table 1 The organic matter abundance， type， thermal maturity and OSI for the 12 different classic shale formations in the study

圖9 波西多尼亞和巴奈特頁巖OSI隨Ro增加的演化趨勢［26， 63］Fig. 9 OSI value as a function of Ro for the Posidonia and Barnett shales［26， 63］

基于OSI評價頁巖油甜點發(fā)現(xiàn)，較低的TOC也能導致OSI大于100mg/g，但低TOC頁巖中頁巖油的可動性大于高TOC頁巖這一觀點目前仍缺乏有力的證據(jù)。頁巖油的可動性主要受控于兩個方面：一是儲層的性質，如滲透性，滲透性好的儲層，其中的流體更容易流動；二是流體的屬性，如流動性，黏度越低，頁巖油越容易流動［61］；此外，較高的含氣量也有利于增強頁巖油的可動性，溶解于頁巖油中的天然氣不僅會降低原油的黏度，還能在儲層壓力降低時體積膨脹從而驅動原油在孔隙裂縫中流動。然而，OSI既不能反映儲層的性質，也不包含與流體屬性相關的信息。因此，OSI能否指示頁巖油的可動性還需要考慮其他方面的因素。結合前文討論的內(nèi)容可知OSI在Ro約為0.90 %處達到最大（圖9）；當Ro小于0.90 %時，OSI隨著Ro增加而變大是因為該過程干酪根大量地向液態(tài)石油轉化；當Ro大于0.90 %時，OSI隨著Ro增加而減小則是由于大分子量的液態(tài)石油逐漸向分子量更小的液態(tài)輕烴或氣態(tài)烴類轉化；值得注意的是，OSI減小的過程僅僅反映了殘余液態(tài)烴含量降低，對于封閉體系而言，系統(tǒng)內(nèi)烴的總量并未減少，但油質更輕且黏度更低［50］。此外，分子量較小的液態(tài)輕烴在巖樣存儲和制樣的過程中更容易揮發(fā)，可導致測得的S1與實際樣品中殘余烴的含量相差更大。因此，從成熟度的角度考慮，Ro大于0.90 %更有利于頁巖油勘探，但應該注意，對于Ro大于0.9 %的頁巖油，烴類的保存條件更為苛刻，封閉性較好的圍巖或較強的自封閉能力是該類頁巖油成功勘探的必要條件。

中國頁巖油主要分布在陸相沉積盆地，陸相頁巖巖相多變、非均質性強，且富有機質頁巖黏土含量較高［64-70］，制約著頁巖油的勘探開發(fā)成效。甜點評價是頁巖油勘探的關鍵，也是多巖相共生儲層精細表征的核心目標。對于高有機質和黏土礦物含量的成熟頁巖，由于其極強的吸附能力和較低的滲透性，在樣品的存儲和制樣過程中輕烴損失量較??；而對于粉砂質泥頁巖或泥質細粉砂巖夾層，相對較低的吸附能力和較高的滲透性會導致輕烴的大量散失；對于某些特殊的巖相，例如江漢盆地新溝咀組鹽間頁巖油儲層，部分層段OSI遠大于100 mg/g且含油氣顯示廣泛［71-73］，然而其中低TOC高OSI的儲層并未獲得工業(yè)油流。由此可見，高OSI（＞100 mg/g）也不一定指示較大的頁巖油勘探潛力。因此，巖石的礦物組合對殘余烴含量和OSI大小有著較大的影響；此外，根據(jù)Jarvie，原油的揮發(fā)性、巖心的存儲方式、制樣方式以及使用的分析測試設備均對孔隙中殘余烴的含量測定有不同程度的影響［74］。李志明等通過對鄂爾多斯盆地西南部延長組頁巖統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，延長組7段紋層狀頁巖和層狀泥巖、延長組7段凝灰?guī)r和凝灰質粉砂巖夾層及延長組8段泥質粉砂巖和粉砂質泥巖的平均OSI分別為45，200和11 mg/g［75］。由此可見，OSI大小在很大程度上依賴于巖石巖相特征。綜上，利用OSI評價中國陸相頁巖油可動性和甜點，應首先開展精細巖相刻畫，對多巖相共生儲層分巖相評價，不同巖相的成熟頁巖可采用不同輕烴恢復系數(shù)進行殘余烴含量校正。

3 結論及建議

1） 利用巖石熱解參數(shù)判斷有機質的類型應該注意其適用的成熟度范圍，建議盡可能針對熱演化進入生濕氣窗（Ro≈1.35 %）之前的頁巖使用該方法，并輔助其他方法判斷有機質的類型。對于Ⅰ型干酪根，用Tmax計算等效鏡質體反射率容易造成較大誤差。對于Ⅱ型和Ⅲ型干酪根，當其Tmax分別低于490和500 ℃時，可以用其有效地表征該頁巖中有機質的成熟度；當Tmax高于500 ℃時，應盡量避免用其計算等效鏡質體反射率。

2） 殘余油不一定抑制Tmax，也可能造成其偏大，可以肯定的是，殘余油對Tmax準確性有影響，因此，在條件允許的情況下，可以考慮對測試樣品進行洗油處理。

3） Jarvie提出的含油飽和指數(shù)OSI需要大于100 mg/g時頁巖才具有頁巖油勘探潛力這一說法與客觀事實存在一定的差異，針對不同盆地的不同頁巖地層，其閾值應做適當?shù)恼{整；基于OSI參數(shù)評價頁巖油勘探潛力應重點關注TOC低于10 %且Ro在0.9 %左右的頁巖地層。從成熟度的角度考慮，Ro高于0.9 %更有利于頁巖油勘探，但烴類的保存條件更為苛刻，具有封閉性較好的圍巖或較強的自封閉能力是該類頁巖油成功勘探的必要條件。針對中國多巖相共生頁巖油儲層，建議分巖相評價，并對不同巖相的成熟頁巖采用不同輕烴恢復系數(shù)進行殘余烴含量校正。