生烃凹陷资源潜力快速评价新指标：烃源指数
徐思煌 梁浩然 刘晓霞
摘要：生烴凹陷的烃源条件与资源潜力评价是盆地油气勘探的重要基础。烃源岩地球化学评价法难以揭示生烃凹陷全貌特征，生烃量与资源量直接计算法通常难以适用于低勘探程度区。提出烃源指数的新指标，将其定义为快速评估生烃凹陷油气资源数量的量化指标，并从凹陷体积与烃源岩质量两方面提取关键参数加以定量表征。其具体取凹陷面积、凹陷源岩层最大厚度表征凹陷体积，取地层沉积相、干酪根类型与凹陷最大埋深表征烃源岩质量。计算了高勘探区珠江口盆地惠州凹陷12个洼陷文昌组的烃源指数，并基于“源控论”与黑箱原则，建立了烃源指数与成因体积法计算的资源量之间的乘幂关系。经另一高勘探区渤海湾盆地东营凹陷的检验，由烃源指数估算的资源量是可信的。应用烃源指数快速评价了低勘探区恩平凹陷，得出EP17、EP18和EP12等3个洼陷文昌组总资源量达13193×108 t，并认为恩平凹陷属于富烃凹陷，其中EP17洼烃源条件最优，为富生烃洼陷。烃源指数涵盖了凹陷体积与源岩质量两方面信息，涉及参数少且易获取，适用于生烃凹陷资源潜力的快速评价，尤其是低勘探区。
关键词：生烃凹陷；烃源指数；烃源岩；生烃量；资源评价；惠州凹陷；恩平凹陷；东营凹陷
中图分类号：P618.13文献标志码：A
New Parameter for Rapid Evaluation of Resource Potential of Hydrocarbongenerating Depression： Index of Hydrocarbon Source
XU Sihuang1， LIANG Haoran1，2， LIU Xiaoxia1，3
（1. Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources of Ministry of Education， China University of
Geosciences， Wuhan 430074， Hubei， China； 2. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir
Geology and Exploitation， Chengdu University of Technology， Chengdu 610059， Sichuan， China；
3. Zhengzhou Trade and Industry Schools， Zhengzhou 450007， Henan， China）
Abstract： The evaluation of hydrocarbon source condition and resource potential for hydrocarbongenerating depression is the essential foundation of petroleum exploration in petroliferous basin. The quality of source rock could be assessed by common geochemical experiments of samples effectively， but the character of the whole depression can not be revealed. The depression can be evaluated by direct calculation of resource quantity， which needs lots of data， so it is unsuitable in low level exploration area. A new parameter， the index of hydrocarbon source （IHS）， was proposed. IHS is defined as a numerical index assessing the hydrocarbon quantity provided in a depression， and it is calculated by depression area， maximum thickness of source bed， sediment facies， kerogen type and maximum depth. The IHSs of twelve sags in Wenchang Formation of Huizhou depression， Pearl River Mouth Basin were calculated， and the power correlation between IHS and resource quantity calculated by genetic volume method was built based on “sourcecontrolled theory” and black box. This relationship is verified fine in Dongying depression of Bohai Bay Basin. IHS was used to quickly evaluate the resource potential for Enping depression with low exploration. The results show that the total resource quantity of EP17， EP18 and EP12 sags is 13.193×108 t， and Enping depression is rich in hydrocarbon； the hydrocarbon source condition of EP17 sag is best and rich. As a new parameter， IHS includes the information of both depression volume and source rock quality， and the parameters for calculating IHS are common and accessible， so it is useful to rapidly evaluate the resource potential of depressions， especially the low level exploration areas.
Key words： hydrocarbongenerating depression； index of hydrocarbon source； source rock； hydrocarbon generation quantity； resource evaluation； Huizhou depression； Enping depression； Dongying depression
0引言
含油气盆地是地壳中石油与天然气生成、运移与聚集成藏（田）的基本地质单元，同时也是油气勘探的基本范围，“没有盆地，就没有石油”[14]。含油气盆地中成熟烃源岩相对集中发育的深凹陷区域被称为生烃凹陷， 又称为生烃灶。生烃凹陷犹如油气的“出生地”，而圈闭则好比油气的“暂居地”。生烃凹陷中烃源岩生成的油气通过运移进入圈闭而形成常规油气藏。中国石油地质工作者20世纪中叶在中国东部陆相盆地勘探实践基础上，逐步认识到生油区控制油气田分布的重要意义，总结出“选凹定带”的区域勘探方法与“源控论”的石油地质理论[5]。国外学者在含油气系统（Petroleum System）概念[6]中，同样强调了有效生烃凹陷的核心地位[710]。
生烃凹陷能够提供油气的数量取决于烃源岩的质量与规模，因此，烃源岩质和量是盆地油气资源评价最重要的基础。烃源岩质量方面的常用评价参数包括有机质丰度、有机质类型与有机质成熟度等，通常基于烃源岩岩石样品实测；烃源岩数量方面的常用评价参数包括烃源岩厚度和分布面积等。
烃源岩本身的沉积与演化又必然受其沉积时期生烃凹陷的结构构造、古湖盆环境、沉积特征、生物生产力、主要微生物群落与宏体生物种类、地温场演化等因素控制。对于烃源岩质量与数量的评价，从成因上可归结为对生烃凹陷的评价。生烃凹陷的有无以及贫富程度，对于盆地中能否形成油气田与油气富集规模具有独特的决定性意义。中国学者将盆地中那些发育大规模优质烃源岩、油气资源丰度高、资源潜力巨大的生烃凹陷称为富生烃凹陷[1112]。富生烃凹陷被认为是形成大型油气田的重要条件，树立富生烃凹陷的概念对于勘探决策具有重要意义[13]，“没有富生烃凹陷，就没有大油气田”[14]。当前用于生烃凹陷富烃程度评价的标准主要有资源丰度
[13，1516]、资源量[13，1517]、生烃强度[16，1819]等参数。这些评价参数的定量计算除了严格依赖于烃源岩地球化学特征参数外，还依赖于储集层物性、源岩与储层岩石密度、油气水流体物性、生烃洼陷与圈闭发育体积规模，以及地层温压条件参数、排运系数与聚集系数等相关经验系数。显然，基于如此众多的参数来评价生烃凹陷的富烃程度，对于勘探程度低的凹陷缺乏可行性，而对于勘探程度高的凹陷已没有太多预测意义。
本文针对生烃凹陷资源潜力有效评价的问题，提出烃源指数的新指标，并根据凹陷生烃条件的主控因素提出烃源指数的定量计算方法；基于黑箱原则建立这个简单易得的新指标与油气资源量之间的相关关系，从而避开与生排烃作用相关的诸多经验参数，以实现对生烃凹陷资源潜力的快速有效评估。
1烃源指数的概念及表征
1.1生烃凹陷的地质模型及相关表征参数
一个含油气盆地可能发育一个或多个生烃凹陷。由于每个凹陷的结构构造、规模大小、沉积环境与沉积相不同，凹陷中烃源岩有机质类型、丰度、成熟度不同，烃源岩厚度、埋深、分布面积也不同。对于较简单断陷或坳陷盆地，生烃凹陷的面积、凹陷中烃源岩层系最大厚度一般分别决定了烃源岩分布面积、烃源岩有效厚度；沉积环境与沉积相则在一定程度上决定了烃源岩有机质丰度甚至有机质类型[20]；烃源岩成熟度主要取决于凹陷最大埋深（图1）。因此，生烃凹陷烃源岩发育特征大体上可由凹陷面积、凹陷源岩层最大厚度（图1中的ha、hb）、凹陷最大埋深（图1中Da、Db）、干酪根类型、地层沉积相等主控参数來粗略地表征。
1.2烃源指数的概念与定量表征
基于生烃凹陷的地质模型提出一个新指标，即烃源指数（Index of Hydrocarbon Source， IHS）。所谓烃源指数，是指综合评估单个凹陷所提供油气资源数量的相对量化指标。在数值上，将烃源指数定义为生烃凹陷体积因子与烃源岩质量因子的乘积再乘以100（无量纲），以使数值便于分析或作图使用。其表达式为
IHS=100IVIQ（1）
IV=Shmax（2）
IQ=ITyIAbIMa（3）
将式（2）、（3）代入式（1），则有
IHS=100ShmaxITyIAbIMa（4）
式中：IV为生烃凹陷体积因子；IQ为烃源岩质量因子；S为凹陷面积；hmax为凹陷源岩层最大厚度；ITy为干酪根类型因子；IAb为有机质丰度因子；IMa为成熟度因子。
凹陷面积、凹陷源岩层最大厚度均可从凹陷的构造、沉积研究成果基础图件中获取。干酪根类型因子的量化主要依据不同类型干酪根的产烃率。根据陆相湖盆不同类型有机相烃源岩的热压模拟试验结果，藻类相、含草本藻类相、含藻类草本相和木本相的烃源岩最大总产烃率分别为6323×10-3、4900×10-3、3280×10-3和
2103×10-3[20]。参照此总产烃率的相对比值，分别将典型的Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅲ型干酪根类型因子赋值为10、8、6和3。中国陆相湖盆石油地质研究充分证实：陆相湖盆沉积相带一般具有环带状展布特点，从边缘到中心依次以洪积—河流—三角洲相、浅湖相、半深湖相和深湖相为主；所发育的烃源岩有机质类型依次变好，有机质丰度依次增高[2022]。中国陆相泥质烃源岩有机碳丰度评价标准分别将好烃源岩、中等烃源岩、差烃源岩、非烃源岩的典型岩相定义为深湖—半深湖相、半深湖—浅湖相、浅湖—滨湖相、河流相，对应的总有机碳评价标准分别为大于10%、06%～10%、04%～06%、小于04%[2122]。本文参照中国陆相泥质烃源岩有机质丰度评价标准，将典型深湖相、半深湖相、浅湖相、滨湖相或三角洲相的有机质丰度因子，分别赋予10、8、6、3不等的值。对于凹（洼）陷横向范围内发育多种不同沉积相，则根据覆盖面积加权原则进行计算；纵向上烃源岩层系沉积相不同，则根据厚度加权原则计算；加权处理后的有机质丰度因子可能为30～100之间的值。成熟度因子取决于埋深与地温梯度。其中，地温梯度对于大多数盆地而言属于区域性因素，变化幅度相对于埋深而言比较小，因此，在本文中仅由埋深因素确定成熟度因子。鉴于只有进入石油窗的成熟烃源岩才能大量生烃，将成熟度因子定量表述为凹陷的最大埋深与该凹陷生油门限（对应镜质体反射率为05%）深度之差（图1中Da-Dc和Db-Dc）。
为消除不同参数量纲与数值量级的影响，计算前先对每组参数都进行最大值归一化处理。参数最大值归一化处理后，根据式（4）计算所得烃源指数为无量纲。采用统一的最大值归一化处理，还使得不同凹（洼）陷之间的烃源指数具有可比性。
2烃源指数的评价标准
为了建立烃源指数的评价标准，本文选取2个勘探成熟区作为研究刻度区。先以珠江口盆地惠州凹陷的12个文昌期洼陷作为计算单元，按式（4）计算各单元烃源指数，并建立烃源指数与资源量之间的拟合关系；再以渤海湾盆地东营凹陷作为检验单元，检验根据烃源指数评价资源潜力的可靠性。
2.1烃源指数的计算及其与资源量的相关关系
2.1.1烃源指数的计算
珠江口盆地位于南海北部大陆架东部，呈NE—SW向展布，具有“三隆夹两坳”的构造格局[图2（a）][23]。珠一坳陷位于北部坳陷带东部，主力烃源岩为文昌组，以中深湖及浅湖相泥质岩石为主[2428]。自西向东包括恩平凹陷、西江凹陷、惠州凹陷、陆丰凹陷与韩江凹陷等负向构造单元。其中，惠州凹陷勘探程度最高，为珠一坳陷中部一个已证实的富烃凹陷[2932]。文昌期为裂陷期，惠州凹陷发育12个主要的生烃洼陷[图2（c）]。恩平凹陷勘探程度低，其文昌期发育3个生烃洼陷[图2（b）]，属于待证实的潜在富烃凹陷。
惠州凹陷文昌组沉积相以浅湖—中深湖相为主。根据惠州凹陷文昌组沉积相平面图，获取每个洼陷不同沉积相分布的大致面积比例；依据前述沉积相赋值标准，按面积加权法得到每个洼陷的有机质丰度因子。文昌组烃源岩干酪根类型多为Ⅱ、Ⅰ型；依据干酪根类型资料及赋值标准，可分别获取每个洼陷的干酪根类型因子。惠州凹陷文昌组烃源岩的生油门限深度为275 km[29]。文昌期各洼陷面积、地层最大厚度、洼陷最大深度等参数均可从凹陷基础构造及沉积研究成果图上读取。将12个洼陷的5类参数分别进行各自的最大值归一化，再代入式（4）即可计算每个生烃洼陷的烃源指数（表1）。
整体而言，各洼陷之间的烃源指数差距较大。HZ26洼烃源指数最高（6875），XJ30洼最低（292）。这种明显差距是由裂陷期洼陷的构造、沉积特点所致。文昌期惠州凹陷断陷作用强烈，洼陷分割性显著，不同洼陷的可容纳空间、有机质来源与保存条件等方面产生较大分异，烃源指数自然也差别较大。
2.1.2烃源指数与资源量的相关关系
作为已证实的富烃凹陷，惠州凹陷的勘探程度较高，先后已进行过较为系统的资源评价，其资源潜力得到充分證实。李松峰等以生烃洼陷为单位，在烃源岩总有机碳“体”地球物理定量预测的基础上，运用成因体积法系统计算了惠州凹陷12个洼陷文昌组烃源岩提供的资源量（表1）[33]。
对本次计算的烃源指数与运用成因体积法获取的资源量（QR）进行相关分析，结果表明洼陷资源量与烃源指数之间呈良好的乘幂关系，判定系数（R2）达0.799，说明二者显著相关（图3）。其表达式为
QR=0091 5I1.102 5HS（5）
2.2烃源指数的检验
本文选取另一成熟探区（东营凹陷）对根据惠州凹陷文昌期12个洼陷建立的资源量与烃源指数的相关关系进行检验。
渤海湾盆地东营凹陷是中国典型的富烃凹陷，勘探程度很高，已知的资源量较为可靠，目前勘探证实的油气资源量约为3884×108 t[34]。东营凹陷面积约为5 700 km2，其中有效烃源岩面积约为3 970 km2[35]，古近系沙河街组地层最大厚度为35 km[36]。主要烃源岩为沙四段与沙三段，烃源层系最大厚度为15 km。沙四上亚段、沙三下亚段为两套优质烃源岩，分别主要形成于浅湖—半深湖相、半深湖—深湖相[36]，有机质类型为Ⅰ—Ⅱ1型
[37]；但沙三中亚段与沙三上亚段为中等烃源岩，沉积相包括半深湖、滨浅湖、三角洲、浊积扇等[36]，整体上达不到浅湖相，有机质类型主要为Ⅱ2—Ⅲ型[37]，但质量一般的烃源岩比优质烃源岩更厚。根据面积加权与厚度加权原则，东营凹陷烃源岩整体沉积相介于浅湖和半深湖之间，有机质丰度因子取值为7；整体干酪根类型介于Ⅱ1型与Ⅱ2型之间，干酪根类型因子取值也为7。东营凹陷古近系沙河街组烃源岩的最大埋深达到6 km，门限深度大致为22 km[38]。
为了便于检验与对比，必须仍采用惠州凹陷文昌期12个洼陷中的相关参数进行最大值归一化处理，再代入式（4）计算得到东营凹陷的烃源指数为21465。运用式（5）将该烃源指数换算成东营凹陷资源量（34053×108 t），同勘探证实资源量（38840×108 t）相比，误差约为12%。这说明由惠州凹陷12个洼陷拟合的烃源指数与资源量相关关系式，也适用于东营凹陷，印证了拟合模型的普适性与准确性。
2.3烃源指数评价标准
用来评价盆地或凹陷资源潜力的参数很多，最常见的是通过评价烃源岩的质量，从根本上评估盆地或凹陷有无生烃条件或资源潜力。生烃潜力（S1+S2）、生烃潜力指数（SPI）[39]、烃源潜力评价指数[40]以及资源丰度等评价参数在考虑烃源岩质量因素同时，一定程度上考虑了生烃凹陷的因素，分别揭示了单位质量或体积、单位面积烃源层所能提供的资源量。对于勘探程度较高的盆地或凹陷，可直接计算出总生烃量或资源量。由此可见，不同评价参数所揭示的地质问题或评价意义是不同的（表2），适用范围也不同。
中国学者在研究富烃凹陷贫富程度划分标准时，采用的主要量化指标有烃源岩生烃强度、资源丰度和资源规模等[11]。按照资源规模不同，将生烃凹陷划分为富烃、次富、一般、次贫和贫烃洼陷等5个级别[13]（表3）。
既然烃源指数与资源量之间具有良好的乘幂关系，那么其也可以用来直接评价凹（洼）陷资源潜力。根据式（5）很容易由凹陷评价的资源量标准换算成相应的烃源指数标准（表3）。由于计算烃源指数时仅需要5个基本参数，更适合低勘探程度地区的快速评价；换而言之，即便由于勘探程度低而未能获得资源量，只要能计算出烃源指数，也可粗略评估一个凹陷的资源潜力，确定其贫富烃程度。
在图3基础上，标注表3所示生烃凹陷贫富程度的评价标准，烃源指数的评价意义便一目了然（图4）。按照烃源指数与资源量的分级评价标准，东营凹陷与惠州凹陷南部的HZ26洼资源潜力条件很好，为富烃凹（洼）陷；而LF13洼、LF13S洼、HZ08洼和XJ23洼均达到次富烃洼陷标准。由于烃源指数与资源量是分别根据不同参数计算的，二者虽然呈良好的正相关关系，但相关性并未达到100%，因此，资源量与烃源指数的评价结果难免会有所差异。比如，HZ24洼按照烃源指数已达到富烃洼陷标准，
3应用实例
3.1烃源指数表达式的变换
为了便于新指标烃源指数推广应用到其他地区，有必要将表1中用于归一化处理的各组参数最大值，统一内化为一个新的综合系数（A），这样计算烃源指数时各参数便无需再归一化，但要求用固定的单位。表达式具体为
A=100/[600.9×2.3×7.3×8×（9.15-2.75）]
=1.935 9×10-4（6）
IHS=1.935 9×10-4ShmaxITyIAb（Dmax-Dc）（7）
式中：Ity按标准赋值；IAb根据沉积相按标准赋值，必要时以面积及厚度加权处理；Dmax为源岩层最大埋深。
3.2恩平凹陷烃源指数
珠一坳陷恩平凹陷的勘探程度相对较低。本文采用烃源指数评价恩平凹陷文昌组的烃源条件，估算其资源潜力。
恩平凹陷位于珠江口盆地珠一坳陷最西端，面积近5 000 km2，走向为NE—SW向[4142]。恩平凹陷的主力烃源岩形成于文昌期，该时期恩平凹陷发育EP17洼、EP18洼和EP12洼3个北断南超的箕状洼陷[图2（b）]，这些洼陷控制了文昌期主要烃源岩的分布，也决定了恩平凹陷的烃源条件与资源前景[43]。恩平凹陷文昌组烃源岩以中深湖及滨浅湖相为主，有机质类型主要为Ⅱ型，3个洼陷中就EP17洼的面积及厚度最大，沉积相最优，EP12洼各方面条件最差，由实测镜质体反射率与深度拟合的生烃门限为2.45 km。将3个洼陷5个参数直接代入式（7），即可计算出烃源指数（表4）。
表4恩平凹陷文昌组生烃洼陷表征参数与烃源指数
Tab.4Characterization Parameters and Indexes of
Hydrocarbon Source of Hydrocarbongenerating Sags
in Wenchang Formation of Enping Depression
洼陷名稱面积/km2最大厚度/km有机质丰度因子干酪根类型因子最大深度/km烃源指数
EP17388.093.06.487.9563.47
EP18248.932.45.878.1526.76
EP12137.151.95.576.457.77
3.3恩平凹陷资源潜力评价
烃源指数计算结果（表4）表明：EP17洼烃源指数最高，按照表3评价标准达到了富烃洼陷的烃源条件，属于待证实的富烃洼陷；EP18洼烃源指数次之，属于次富洼陷；EP12洼由于面积小、埋深浅且沉积地层薄等先天不足，烃源指数显示其仅为一般洼陷。
再根据式（5）和图4进一步将烃源指数换算成资源量，EP17洼资源量为8887×108 t，EP18洼为3429×108 t，EP12洼为0877×108 t，3个洼陷合计资源量为13.193×108 t。整体而言，恩平凹陷烃源条件较好，资源潜力大，应属于值得加强勘探的潜在富烃凹陷，尤其是EP17洼非常具有勘探潜力。
4结语
（1）提出烃源指数新指标，并基于“源控论”基本思想由生烃凹（洼）陷体积和烃源岩质量两个方面少数主控因素加以定量表征。其具体由凹陷面积、凹陷源岩层最大厚度、地层沉积相、干酪根类型、凹陷最大埋深等5个很容易获取的基本参数来计算。
（2）选取珠江口盆地惠州凹陷和渤海湾盆地东营凹陷2个勘探成熟区作为研究刻度区。根据惠州凹陷12个次级洼陷实际资料计算烃源指数，再基于黑箱原则建立烃源指数与成因体积法计算的资源量之间的拟合关系。经东营凹陷检验，确定烃源指数可快速有效地评价生烃凹（洼）陷的资源潜力。其结合富烃凹陷评价标准还可用于凹陷贫富程度的划分。
（3）将烃源指数应用于低勘探程度的珠一坳陷恩平凹陷。结果表明，恩平凹陷整体上烃源条件较好，资源潜力较大。根据烃源指数快速预测其资源量达13193×108 t，属于富烃凹陷范畴，值得加强勘探。恩平凹陷EP17洼预测资源量为8887×108 t，为富烃洼陷；EP18洼为3429×108 t，为次富烃洼陷；EP12洼为0877×108 t，仅为一般洼陷。
（4）烃源指数用于生烃凹陷资源潜力评价，既考虑了凹陷的规模，又综合了烃源岩的质量，还具有涉及参数少的特点。因此，其是对传统成因体积法资源量计算的一种有效简化与变通，适合于生烃凹（洼）陷的资源潜力快速粗略评估，尤其对于低勘探程度区，更值得推广应用。
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摘要：生烴凹陷的烃源条件与资源潜力评价是盆地油气勘探的重要基础。烃源岩地球化学评价法难以揭示生烃凹陷全貌特征，生烃量与资源量直接计算法通常难以适用于低勘探程度区。提出烃源指数的新指标，将其定义为快速评估生烃凹陷油气资源数量的量化指标，并从凹陷体积与烃源岩质量两方面提取关键参数加以定量表征。其具体取凹陷面积、凹陷源岩层最大厚度表征凹陷体积，取地层沉积相、干酪根类型与凹陷最大埋深表征烃源岩质量。计算了高勘探区珠江口盆地惠州凹陷12个洼陷文昌组的烃源指数，并基于“源控论”与黑箱原则，建立了烃源指数与成因体积法计算的资源量之间的乘幂关系。经另一高勘探区渤海湾盆地东营凹陷的检验，由烃源指数估算的资源量是可信的。应用烃源指数快速评价了低勘探区恩平凹陷，得出EP17、EP18和EP12等3个洼陷文昌组总资源量达13193×108 t，并认为恩平凹陷属于富烃凹陷，其中EP17洼烃源条件最优，为富生烃洼陷。烃源指数涵盖了凹陷体积与源岩质量两方面信息，涉及参数少且易获取，适用于生烃凹陷资源潜力的快速评价，尤其是低勘探区。
关键词：生烃凹陷；烃源指数；烃源岩；生烃量；资源评价；惠州凹陷；恩平凹陷；东营凹陷
中图分类号：P618.13文献标志码：A
New Parameter for Rapid Evaluation of Resource Potential of Hydrocarbongenerating Depression： Index of Hydrocarbon Source
XU Sihuang1， LIANG Haoran1，2， LIU Xiaoxia1，3
（1. Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources of Ministry of Education， China University of
Geosciences， Wuhan 430074， Hubei， China； 2. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir
Geology and Exploitation， Chengdu University of Technology， Chengdu 610059， Sichuan， China；
3. Zhengzhou Trade and Industry Schools， Zhengzhou 450007， Henan， China）
Abstract： The evaluation of hydrocarbon source condition and resource potential for hydrocarbongenerating depression is the essential foundation of petroleum exploration in petroliferous basin. The quality of source rock could be assessed by common geochemical experiments of samples effectively， but the character of the whole depression can not be revealed. The depression can be evaluated by direct calculation of resource quantity， which needs lots of data， so it is unsuitable in low level exploration area. A new parameter， the index of hydrocarbon source （IHS）， was proposed. IHS is defined as a numerical index assessing the hydrocarbon quantity provided in a depression， and it is calculated by depression area， maximum thickness of source bed， sediment facies， kerogen type and maximum depth. The IHSs of twelve sags in Wenchang Formation of Huizhou depression， Pearl River Mouth Basin were calculated， and the power correlation between IHS and resource quantity calculated by genetic volume method was built based on “sourcecontrolled theory” and black box. This relationship is verified fine in Dongying depression of Bohai Bay Basin. IHS was used to quickly evaluate the resource potential for Enping depression with low exploration. The results show that the total resource quantity of EP17， EP18 and EP12 sags is 13.193×108 t， and Enping depression is rich in hydrocarbon； the hydrocarbon source condition of EP17 sag is best and rich. As a new parameter， IHS includes the information of both depression volume and source rock quality， and the parameters for calculating IHS are common and accessible， so it is useful to rapidly evaluate the resource potential of depressions， especially the low level exploration areas.
Key words： hydrocarbongenerating depression； index of hydrocarbon source； source rock； hydrocarbon generation quantity； resource evaluation； Huizhou depression； Enping depression； Dongying depression
0引言
含油气盆地是地壳中石油与天然气生成、运移与聚集成藏（田）的基本地质单元，同时也是油气勘探的基本范围，“没有盆地，就没有石油”[14]。含油气盆地中成熟烃源岩相对集中发育的深凹陷区域被称为生烃凹陷， 又称为生烃灶。生烃凹陷犹如油气的“出生地”，而圈闭则好比油气的“暂居地”。生烃凹陷中烃源岩生成的油气通过运移进入圈闭而形成常规油气藏。中国石油地质工作者20世纪中叶在中国东部陆相盆地勘探实践基础上，逐步认识到生油区控制油气田分布的重要意义，总结出“选凹定带”的区域勘探方法与“源控论”的石油地质理论[5]。国外学者在含油气系统（Petroleum System）概念[6]中，同样强调了有效生烃凹陷的核心地位[710]。
生烃凹陷能够提供油气的数量取决于烃源岩的质量与规模，因此，烃源岩质和量是盆地油气资源评价最重要的基础。烃源岩质量方面的常用评价参数包括有机质丰度、有机质类型与有机质成熟度等，通常基于烃源岩岩石样品实测；烃源岩数量方面的常用评价参数包括烃源岩厚度和分布面积等。
烃源岩本身的沉积与演化又必然受其沉积时期生烃凹陷的结构构造、古湖盆环境、沉积特征、生物生产力、主要微生物群落与宏体生物种类、地温场演化等因素控制。对于烃源岩质量与数量的评价，从成因上可归结为对生烃凹陷的评价。生烃凹陷的有无以及贫富程度，对于盆地中能否形成油气田与油气富集规模具有独特的决定性意义。中国学者将盆地中那些发育大规模优质烃源岩、油气资源丰度高、资源潜力巨大的生烃凹陷称为富生烃凹陷[1112]。富生烃凹陷被认为是形成大型油气田的重要条件，树立富生烃凹陷的概念对于勘探决策具有重要意义[13]，“没有富生烃凹陷，就没有大油气田”[14]。当前用于生烃凹陷富烃程度评价的标准主要有资源丰度
[13，1516]、资源量[13，1517]、生烃强度[16，1819]等参数。这些评价参数的定量计算除了严格依赖于烃源岩地球化学特征参数外，还依赖于储集层物性、源岩与储层岩石密度、油气水流体物性、生烃洼陷与圈闭发育体积规模，以及地层温压条件参数、排运系数与聚集系数等相关经验系数。显然，基于如此众多的参数来评价生烃凹陷的富烃程度，对于勘探程度低的凹陷缺乏可行性，而对于勘探程度高的凹陷已没有太多预测意义。
本文针对生烃凹陷资源潜力有效评价的问题，提出烃源指数的新指标，并根据凹陷生烃条件的主控因素提出烃源指数的定量计算方法；基于黑箱原则建立这个简单易得的新指标与油气资源量之间的相关关系，从而避开与生排烃作用相关的诸多经验参数，以实现对生烃凹陷资源潜力的快速有效评估。
1烃源指数的概念及表征
1.1生烃凹陷的地质模型及相关表征参数
一个含油气盆地可能发育一个或多个生烃凹陷。由于每个凹陷的结构构造、规模大小、沉积环境与沉积相不同，凹陷中烃源岩有机质类型、丰度、成熟度不同，烃源岩厚度、埋深、分布面积也不同。对于较简单断陷或坳陷盆地，生烃凹陷的面积、凹陷中烃源岩层系最大厚度一般分别决定了烃源岩分布面积、烃源岩有效厚度；沉积环境与沉积相则在一定程度上决定了烃源岩有机质丰度甚至有机质类型[20]；烃源岩成熟度主要取决于凹陷最大埋深（图1）。因此，生烃凹陷烃源岩发育特征大体上可由凹陷面积、凹陷源岩层最大厚度（图1中的ha、hb）、凹陷最大埋深（图1中Da、Db）、干酪根类型、地层沉积相等主控参数來粗略地表征。
1.2烃源指数的概念与定量表征
基于生烃凹陷的地质模型提出一个新指标，即烃源指数（Index of Hydrocarbon Source， IHS）。所谓烃源指数，是指综合评估单个凹陷所提供油气资源数量的相对量化指标。在数值上，将烃源指数定义为生烃凹陷体积因子与烃源岩质量因子的乘积再乘以100（无量纲），以使数值便于分析或作图使用。其表达式为
IHS=100IVIQ（1）
IV=Shmax（2）
IQ=ITyIAbIMa（3）
将式（2）、（3）代入式（1），则有
IHS=100ShmaxITyIAbIMa（4）
式中：IV为生烃凹陷体积因子；IQ为烃源岩质量因子；S为凹陷面积；hmax为凹陷源岩层最大厚度；ITy为干酪根类型因子；IAb为有机质丰度因子；IMa为成熟度因子。
凹陷面积、凹陷源岩层最大厚度均可从凹陷的构造、沉积研究成果基础图件中获取。干酪根类型因子的量化主要依据不同类型干酪根的产烃率。根据陆相湖盆不同类型有机相烃源岩的热压模拟试验结果，藻类相、含草本藻类相、含藻类草本相和木本相的烃源岩最大总产烃率分别为6323×10-3、4900×10-3、3280×10-3和
2103×10-3[20]。参照此总产烃率的相对比值，分别将典型的Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅲ型干酪根类型因子赋值为10、8、6和3。中国陆相湖盆石油地质研究充分证实：陆相湖盆沉积相带一般具有环带状展布特点，从边缘到中心依次以洪积—河流—三角洲相、浅湖相、半深湖相和深湖相为主；所发育的烃源岩有机质类型依次变好，有机质丰度依次增高[2022]。中国陆相泥质烃源岩有机碳丰度评价标准分别将好烃源岩、中等烃源岩、差烃源岩、非烃源岩的典型岩相定义为深湖—半深湖相、半深湖—浅湖相、浅湖—滨湖相、河流相，对应的总有机碳评价标准分别为大于10%、06%～10%、04%～06%、小于04%[2122]。本文参照中国陆相泥质烃源岩有机质丰度评价标准，将典型深湖相、半深湖相、浅湖相、滨湖相或三角洲相的有机质丰度因子，分别赋予10、8、6、3不等的值。对于凹（洼）陷横向范围内发育多种不同沉积相，则根据覆盖面积加权原则进行计算；纵向上烃源岩层系沉积相不同，则根据厚度加权原则计算；加权处理后的有机质丰度因子可能为30～100之间的值。成熟度因子取决于埋深与地温梯度。其中，地温梯度对于大多数盆地而言属于区域性因素，变化幅度相对于埋深而言比较小，因此，在本文中仅由埋深因素确定成熟度因子。鉴于只有进入石油窗的成熟烃源岩才能大量生烃，将成熟度因子定量表述为凹陷的最大埋深与该凹陷生油门限（对应镜质体反射率为05%）深度之差（图1中Da-Dc和Db-Dc）。
为消除不同参数量纲与数值量级的影响，计算前先对每组参数都进行最大值归一化处理。参数最大值归一化处理后，根据式（4）计算所得烃源指数为无量纲。采用统一的最大值归一化处理，还使得不同凹（洼）陷之间的烃源指数具有可比性。
2烃源指数的评价标准
为了建立烃源指数的评价标准，本文选取2个勘探成熟区作为研究刻度区。先以珠江口盆地惠州凹陷的12个文昌期洼陷作为计算单元，按式（4）计算各单元烃源指数，并建立烃源指数与资源量之间的拟合关系；再以渤海湾盆地东营凹陷作为检验单元，检验根据烃源指数评价资源潜力的可靠性。
2.1烃源指数的计算及其与资源量的相关关系
2.1.1烃源指数的计算
珠江口盆地位于南海北部大陆架东部，呈NE—SW向展布，具有“三隆夹两坳”的构造格局[图2（a）][23]。珠一坳陷位于北部坳陷带东部，主力烃源岩为文昌组，以中深湖及浅湖相泥质岩石为主[2428]。自西向东包括恩平凹陷、西江凹陷、惠州凹陷、陆丰凹陷与韩江凹陷等负向构造单元。其中，惠州凹陷勘探程度最高，为珠一坳陷中部一个已证实的富烃凹陷[2932]。文昌期为裂陷期，惠州凹陷发育12个主要的生烃洼陷[图2（c）]。恩平凹陷勘探程度低，其文昌期发育3个生烃洼陷[图2（b）]，属于待证实的潜在富烃凹陷。
惠州凹陷文昌组沉积相以浅湖—中深湖相为主。根据惠州凹陷文昌组沉积相平面图，获取每个洼陷不同沉积相分布的大致面积比例；依据前述沉积相赋值标准，按面积加权法得到每个洼陷的有机质丰度因子。文昌组烃源岩干酪根类型多为Ⅱ、Ⅰ型；依据干酪根类型资料及赋值标准，可分别获取每个洼陷的干酪根类型因子。惠州凹陷文昌组烃源岩的生油门限深度为275 km[29]。文昌期各洼陷面积、地层最大厚度、洼陷最大深度等参数均可从凹陷基础构造及沉积研究成果图上读取。将12个洼陷的5类参数分别进行各自的最大值归一化，再代入式（4）即可计算每个生烃洼陷的烃源指数（表1）。
整体而言，各洼陷之间的烃源指数差距较大。HZ26洼烃源指数最高（6875），XJ30洼最低（292）。这种明显差距是由裂陷期洼陷的构造、沉积特点所致。文昌期惠州凹陷断陷作用强烈，洼陷分割性显著，不同洼陷的可容纳空间、有机质来源与保存条件等方面产生较大分异，烃源指数自然也差别较大。
2.1.2烃源指数与资源量的相关关系
作为已证实的富烃凹陷，惠州凹陷的勘探程度较高，先后已进行过较为系统的资源评价，其资源潜力得到充分證实。李松峰等以生烃洼陷为单位，在烃源岩总有机碳“体”地球物理定量预测的基础上，运用成因体积法系统计算了惠州凹陷12个洼陷文昌组烃源岩提供的资源量（表1）[33]。
对本次计算的烃源指数与运用成因体积法获取的资源量（QR）进行相关分析，结果表明洼陷资源量与烃源指数之间呈良好的乘幂关系，判定系数（R2）达0.799，说明二者显著相关（图3）。其表达式为
QR=0091 5I1.102 5HS（5）
2.2烃源指数的检验
本文选取另一成熟探区（东营凹陷）对根据惠州凹陷文昌期12个洼陷建立的资源量与烃源指数的相关关系进行检验。
渤海湾盆地东营凹陷是中国典型的富烃凹陷，勘探程度很高，已知的资源量较为可靠，目前勘探证实的油气资源量约为3884×108 t[34]。东营凹陷面积约为5 700 km2，其中有效烃源岩面积约为3 970 km2[35]，古近系沙河街组地层最大厚度为35 km[36]。主要烃源岩为沙四段与沙三段，烃源层系最大厚度为15 km。沙四上亚段、沙三下亚段为两套优质烃源岩，分别主要形成于浅湖—半深湖相、半深湖—深湖相[36]，有机质类型为Ⅰ—Ⅱ1型
[37]；但沙三中亚段与沙三上亚段为中等烃源岩，沉积相包括半深湖、滨浅湖、三角洲、浊积扇等[36]，整体上达不到浅湖相，有机质类型主要为Ⅱ2—Ⅲ型[37]，但质量一般的烃源岩比优质烃源岩更厚。根据面积加权与厚度加权原则，东营凹陷烃源岩整体沉积相介于浅湖和半深湖之间，有机质丰度因子取值为7；整体干酪根类型介于Ⅱ1型与Ⅱ2型之间，干酪根类型因子取值也为7。东营凹陷古近系沙河街组烃源岩的最大埋深达到6 km，门限深度大致为22 km[38]。
为了便于检验与对比，必须仍采用惠州凹陷文昌期12个洼陷中的相关参数进行最大值归一化处理，再代入式（4）计算得到东营凹陷的烃源指数为21465。运用式（5）将该烃源指数换算成东营凹陷资源量（34053×108 t），同勘探证实资源量（38840×108 t）相比，误差约为12%。这说明由惠州凹陷12个洼陷拟合的烃源指数与资源量相关关系式，也适用于东营凹陷，印证了拟合模型的普适性与准确性。
2.3烃源指数评价标准
用来评价盆地或凹陷资源潜力的参数很多，最常见的是通过评价烃源岩的质量，从根本上评估盆地或凹陷有无生烃条件或资源潜力。生烃潜力（S1+S2）、生烃潜力指数（SPI）[39]、烃源潜力评价指数[40]以及资源丰度等评价参数在考虑烃源岩质量因素同时，一定程度上考虑了生烃凹陷的因素，分别揭示了单位质量或体积、单位面积烃源层所能提供的资源量。对于勘探程度较高的盆地或凹陷，可直接计算出总生烃量或资源量。由此可见，不同评价参数所揭示的地质问题或评价意义是不同的（表2），适用范围也不同。
中国学者在研究富烃凹陷贫富程度划分标准时，采用的主要量化指标有烃源岩生烃强度、资源丰度和资源规模等[11]。按照资源规模不同，将生烃凹陷划分为富烃、次富、一般、次贫和贫烃洼陷等5个级别[13]（表3）。
既然烃源指数与资源量之间具有良好的乘幂关系，那么其也可以用来直接评价凹（洼）陷资源潜力。根据式（5）很容易由凹陷评价的资源量标准换算成相应的烃源指数标准（表3）。由于计算烃源指数时仅需要5个基本参数，更适合低勘探程度地区的快速评价；换而言之，即便由于勘探程度低而未能获得资源量，只要能计算出烃源指数，也可粗略评估一个凹陷的资源潜力，确定其贫富烃程度。
在图3基础上，标注表3所示生烃凹陷贫富程度的评价标准，烃源指数的评价意义便一目了然（图4）。按照烃源指数与资源量的分级评价标准，东营凹陷与惠州凹陷南部的HZ26洼资源潜力条件很好，为富烃凹（洼）陷；而LF13洼、LF13S洼、HZ08洼和XJ23洼均达到次富烃洼陷标准。由于烃源指数与资源量是分别根据不同参数计算的，二者虽然呈良好的正相关关系，但相关性并未达到100%，因此，资源量与烃源指数的评价结果难免会有所差异。比如，HZ24洼按照烃源指数已达到富烃洼陷标准，
3应用实例
3.1烃源指数表达式的变换
为了便于新指标烃源指数推广应用到其他地区，有必要将表1中用于归一化处理的各组参数最大值，统一内化为一个新的综合系数（A），这样计算烃源指数时各参数便无需再归一化，但要求用固定的单位。表达式具体为
A=100/[600.9×2.3×7.3×8×（9.15-2.75）]
=1.935 9×10-4（6）
IHS=1.935 9×10-4ShmaxITyIAb（Dmax-Dc）（7）
式中：Ity按标准赋值；IAb根据沉积相按标准赋值，必要时以面积及厚度加权处理；Dmax为源岩层最大埋深。
3.2恩平凹陷烃源指数
珠一坳陷恩平凹陷的勘探程度相对较低。本文采用烃源指数评价恩平凹陷文昌组的烃源条件，估算其资源潜力。
恩平凹陷位于珠江口盆地珠一坳陷最西端，面积近5 000 km2，走向为NE—SW向[4142]。恩平凹陷的主力烃源岩形成于文昌期，该时期恩平凹陷发育EP17洼、EP18洼和EP12洼3个北断南超的箕状洼陷[图2（b）]，这些洼陷控制了文昌期主要烃源岩的分布，也决定了恩平凹陷的烃源条件与资源前景[43]。恩平凹陷文昌组烃源岩以中深湖及滨浅湖相为主，有机质类型主要为Ⅱ型，3个洼陷中就EP17洼的面积及厚度最大，沉积相最优，EP12洼各方面条件最差，由实测镜质体反射率与深度拟合的生烃门限为2.45 km。将3个洼陷5个参数直接代入式（7），即可计算出烃源指数（表4）。
表4恩平凹陷文昌组生烃洼陷表征参数与烃源指数
Tab.4Characterization Parameters and Indexes of
Hydrocarbon Source of Hydrocarbongenerating Sags
in Wenchang Formation of Enping Depression
洼陷名稱面积/km2最大厚度/km有机质丰度因子干酪根类型因子最大深度/km烃源指数
EP17388.093.06.487.9563.47
EP18248.932.45.878.1526.76
EP12137.151.95.576.457.77
3.3恩平凹陷资源潜力评价
烃源指数计算结果（表4）表明：EP17洼烃源指数最高，按照表3评价标准达到了富烃洼陷的烃源条件，属于待证实的富烃洼陷；EP18洼烃源指数次之，属于次富洼陷；EP12洼由于面积小、埋深浅且沉积地层薄等先天不足，烃源指数显示其仅为一般洼陷。
再根据式（5）和图4进一步将烃源指数换算成资源量，EP17洼资源量为8887×108 t，EP18洼为3429×108 t，EP12洼为0877×108 t，3个洼陷合计资源量为13.193×108 t。整体而言，恩平凹陷烃源条件较好，资源潜力大，应属于值得加强勘探的潜在富烃凹陷，尤其是EP17洼非常具有勘探潜力。
4结语
（1）提出烃源指数新指标，并基于“源控论”基本思想由生烃凹（洼）陷体积和烃源岩质量两个方面少数主控因素加以定量表征。其具体由凹陷面积、凹陷源岩层最大厚度、地层沉积相、干酪根类型、凹陷最大埋深等5个很容易获取的基本参数来计算。
（2）选取珠江口盆地惠州凹陷和渤海湾盆地东营凹陷2个勘探成熟区作为研究刻度区。根据惠州凹陷12个次级洼陷实际资料计算烃源指数，再基于黑箱原则建立烃源指数与成因体积法计算的资源量之间的拟合关系。经东营凹陷检验，确定烃源指数可快速有效地评价生烃凹（洼）陷的资源潜力。其结合富烃凹陷评价标准还可用于凹陷贫富程度的划分。
（3）将烃源指数应用于低勘探程度的珠一坳陷恩平凹陷。结果表明，恩平凹陷整体上烃源条件较好，资源潜力较大。根据烃源指数快速预测其资源量达13193×108 t，属于富烃凹陷范畴，值得加强勘探。恩平凹陷EP17洼预测资源量为8887×108 t，为富烃洼陷；EP18洼为3429×108 t，为次富烃洼陷；EP12洼为0877×108 t，仅为一般洼陷。
（4）烃源指数用于生烃凹陷资源潜力评价，既考虑了凹陷的规模，又综合了烃源岩的质量，还具有涉及参数少的特点。因此，其是对传统成因体积法资源量计算的一种有效简化与变通，适合于生烃凹（洼）陷的资源潜力快速粗略评估，尤其对于低勘探程度区，更值得推广应用。
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