岔路河新安堡双阳组和奢岭组有机质类型相当，以Ⅱ2型为主，少量Ⅲ型，永吉组以Ⅲ型为主;波太凹陷有机质类型主要为Ⅱ2～Ⅲ型。可以看出，3个断陷母质类型相似，以Ⅱ～Ⅲ型有机质为主。烃源岩镜质组反射率分析表明，莫里青、鹿乡断陷在深度达到1400m时，有机质开始成熟，莫里青断陷双阳组Ｒo值大于0.7的范围有限，主要集中在西北部，Ｒo最大值为1.3%，鹿乡断陷双阳组大部分Ｒo值大于0.7%，双阳组Ｒo最大值为1.7%，奢岭组Ｒo为0.5%～0.8%，永吉组Ｒo在0.5%附近或未成熟。岔路河断陷新安堡凹陷在深度达到2000m时开始成熟，波太凹陷则达到1500m时达到成熟，双阳组、奢岭组和永吉组烃源岩成熟度普遍较高，Ｒo一般大于0.8%，其中双阳组整体进入成熟，主要处于成熟、高熟阶段，最大值为2.1%。为了更清楚地解释为什么伊通盆地整体上油质偏轻，3个断陷的油气比显示出较大差异是母质差异还是成熟度的差别或是二者皆有;同时满足四次资评的需要，指导油气勘探方向以及对盆地储量分布的认识，笔者展开了生烃动力学研究。现以3个断陷古近系始新世地层的烃源岩为对象，选取3个暗色泥岩样品分别代表3个断陷，应用化学动力学原理，在实验室高温快速热解的条件下对烃源岩进行热解，结合动力学软件采用数学最优化方法对实验结果进行数据处理，分别标定3个样品的化学动力学参数(活化能Ea，指前因子A)，然后外推到地质过程［4—12］，计算出干酪根热演化不同阶段各组分生成量与生成速率，最终能够比较准确地再现烃源岩中干酪根的生烃史，判断生烃门限，旨在为油气资源评价与勘探提供依据［13—15］。
1样品与实验
1.1样品的选取
为了完整地认识烃源岩有机质演化的过程和结果，所取样品应处于未成熟阶段，且具有较高的有机质丰度。因此，选择位于凹陷边缘的井位，结合井位的实际情况以及录井资料发现，能够挑选的主力烃源岩层位的样品很少，最终在每个断陷选取一个代表性样品进行热解实验。通过岩石热解实验有机碳(TOC)、IH－Tmax、镜质体反射率(Ｒo)以上指标，来分析判断选取烃源岩样品的丰度、类型与成熟度。分析结果见表1。
1.2实验
考虑到伊通盆地主要源岩地层以沙泥互层为主，大套厚度层泥岩不发育的情况，这种地质条件的生排烃过程可能更接近于开放体系。因此，生烃动力学实验采用开放体系的PY-GC装置对烃源岩进行了开放体系生烃动力学参数研究。实验分别以5、10、20℃/min的升温速率从200℃升至630℃，分为14个热解段，以一定的温度间隔收集热解产物并进行热解气相色谱分析。
2动力学参数的求取
采用单一指前因子对应多个离散活化能的平行一级反应速率模型来描述有机质的成烃过程，这些反应的动力学机理遵循一阶反应的动力学和阿伦尼乌斯公式［16—19］。为了探讨伊通盆地3个断陷生油气特点及满足四次资评的需要，将生烃产物分成3个部分:气态烃(C1～5)、轻质油(C6～13)和重质油(C14+)，分别进行动力学参数的标定。
2.1热解实验结果
表2中热解实验数据显示:(1)伊通盆地生轻质油明显比重质油多。尽管PY-GC装置不能检测到全部热解产物(如大分子烃类及非烃等)，但C6～13远多于C14+，因此，还是能够说明热解生成物中C6～13多于C14+这一基本情况的。(2)莫里青断陷热解产物中生油所占的比例最大，岔路河断陷生气比例最大，说明莫里青断陷更倾向于生气，而岔路河断陷更倾向于生油。(3)莫里青断陷生成重油比例最大，岔路河最小，鹿乡居中，也就是说3个断陷原油密度:莫里青＞鹿乡＞岔路河。
2.2计算结果
图1～图9给出了暗色泥岩样品在不同升温速率条件下由实验所得的有机质生C1～5、C6～13、C14+的累积转化率和在开放体系下由所标定模型计算的相应条件下的理论转化率与温度的关系，可以看出，在不同的升温速率条件下，实验数据和模拟结果相吻合，表明这些标定的的动力学参数可以较好的拟合实验结果。从生烃动力学参数计算结果(图1～图9)中可以得到如下规律。(1)总的来看，三块样品的共性明显，C14+活化能分布最窄，也就是说重质油一旦开始生成就会在一个很窄的温度区间达到高的转化率，以为这种重质油生成的时间短。生C1～5活化能稍宽于生C6～13活化能，活化能主频皆为50kcal/mol或53kcal/mol。(2)同一个样品相比，生C6～13活化能偏小，生C1～5活化能偏大，生C14+活化能介于二者之间。
3动力学参数的地质应用
3.1Ｒo与不同组分累计转化率关系
图10～图12是利用EasyＲo法根据实验过程计算的Ｒo与不同组分累计转化率关系得到的。分析图10～图12得到以下结论。(1)伊通盆地整体生轻质油较生气和生重质油早，起始门限Ｒo在0.5%～0.6%之间，生气和重质油的起始门限基本一致，Ｒo在0.7%～0.8%之间。相对而言，莫里青断陷生烃门限较早于鹿乡断陷与岔路河断陷。(2)伊通盆地生气范围最宽，Ｒo在0.7%～3.0%之间;生轻质油窗范围次之，Ｒo在0.5%～2.6%之间;生重质油窗范围最窄，Ｒo在0.7%～1.3%之间。(3)莫里青断陷双阳组最大成熟度Ｒo约为1.3%。生气干酪根转化率低于80%，生油转化率接近100%。由于总的生重质油比例较低，因而莫里青断陷有机质生成物中以生轻质油为主，又因为天然气的运聚消耗大，轻质油是莫里青断陷的主要勘探对象。(4)岔路河断陷烃源岩埋深最大，成熟度最高，最大Ｒo可达2.1%。有相当部分烃源岩中干酪根成油组分转化率近于100%，成气干酪根组分转化率也接近80%。因此，岔路河断陷的勘探应是油气并举，浅部应以油为主兼顾次生气藏，深部以气和凝析油气为主。(5)鹿乡断陷双阳组成熟度Ｒo最大值为1.7%，成油和气比例介于莫里青和岔路河断陷之间。
3.2地质意义
生烃动力学研究得到的各个断陷烃源岩样品对应的动力学参数，在一定程度上回答了生烃母质在三个断陷上的差异。将这些动力学参数进行地质外推，一方面结合埋藏史与热史资料，应用盆地模拟软件来恢复含油气盆地的生烃史，另一方面可以对各个断陷的生烃门限和生油气比例进行判别与比较。这些为以后含油气盆地油气资源量的估算与不同阶段油气产量、组成的精准推断提供了科学依据。
4结论
(1)伊通盆地干酪根中生轻质油组分活化能低，生油门限早，Ｒo在0.5%～2.6%之间;生气组分活化能的分布范围宽，因而生气晚，0.7%～3.0%之间，持续生气的Ｒo范围宽;生成重质油明显比轻质油少，可以解释为什么伊通盆地油质偏轻的现象。(2)3个断陷相比，莫里青断陷干酪根生成物中有多气少，岔路河断陷气多油少，鹿乡介于二者之间，莫里青成熟度最低，岔路河成熟度最高的共同影响，使得这3个断陷油气资源中的油气比例存在很大差异，这也与目前勘探揭示的3个断陷的油气比例十分吻合。(3)伊通盆地生烃动力学研究的实践可能有助于说明开放体系下获得的动力学参数更适合于断陷盆地的生烃模拟研究。
作者：申家年 康乐 单位：东北石油大学地球科学学院
