镜质体反射率动态模拟

镜质体反射率Ro值目前已经广泛应用于煤级和岩层分散有机质成熟度的标定。业已证明，Ro值主要是经受的地温T及有效受热时间t的函数（Karweil，1956；Bostick，1978），即：

Ro＝f（T，t）（8-9）

这一函数关系符合Arrhenius定律。Huck等（1955）曾因此而率先根据Arrhenius方程来表示煤级与温度（T）、时间（t）的关系，从而开创了定量评价煤化作用的方法。所以这个方法被引进到油气地质学领域，成为定量评价岩层分散有机质成熟度的有效手段。

表达岩层有机质演化程度（或称成熟度）的指标较多，但在盆地模拟中，重建有机质成熟度的常规方法大体有三种，即TTI-Ro法、化学动力学法和Easy Ro法。这里仅就TTI-Ro法和Easy Ro法作简单介绍。

1）TTI-Ro法

TTI-Ro法的计算过程是：根据地史模型所得的埋藏史以及热史模型所得的地温史，计算出时间温度指数（TTI）史；根据实测的Ro值以及最大埋深时的TTI值制作Ro-TTI回归曲线；根据TTI史以及Ro-TTI回归曲线，计算出任何时间任何地层的Ro值。

Ro的变化除受热流作用程度（即温度）的控制外，还受热作用的时间长短的控制。这就是为什么要制作Ro-TTI回归曲线，并根据TTI求Ro史的原因所在。

根据模拟所得的单井各地层底界的地温史，通过以下公式求出该井各层底界的TTI史。

式中，t为埋藏时间（Ma），T（t）为古地温（℃）。

因为TTI-Ro法认为Ro值与TTI值存在对数线性关系（虽然值得进一步探讨），即：

Ro（）t＝alg［TTI（t）］＋b（8-11）

所以由实测Ro值及最大埋深时的TTI值，可回归出Ro-TTI曲线，即求出a、b的值。从而利用公式（8-10）计算出的TTI史，再由公式（8-11）可以计算出Ro史。

由此可知，TTI-Ro法综合考虑了受热温度和有效受热时间。方法原理和计算过程也比较简便。但对式（8-10）及其各参数的合理性没有做进一步说明，对Ro值与TTI值存在对数线性关系这一论断也没有充分论证。

2）Easy Ro法

Easy Ro法的计算过程是：根据地史模型所得的埋藏史以及热史模型所得的地温史，再借助一个化学动力学的简易公式计算出任意时刻、任何地质的Ro史。该方法是Sweeney （1990）根据镜质组的组分随时间和温度变化的现象，使用了大量而广泛的样品，所提出的一种求Ro的简便方法。具体计算公式如下：

Ro（t）＝exp［－1．6＋3．7F（t）］（8-12）

式中，t为埋藏时间（Ma）；F（t）为化学反应程度，其取值范围是0～0．85，计算公式为：

这里Δt为时间间隔；T（t－Δt）、T（t）分别为时刻t－Δt及时刻t的古地温（℃）；fi为化学计量因子，见表8 1；而Ii（t）的计算公式为：

其中；A为频率因子的预指数，其值为1．0×1013（1／s）；R为气体常数，其值为1．986（cal／mol·k）；Ei为活化能（kcal／mol），详见表8-1。

表8-1 在Easy Ro中使用的化学计量因子和活化能

这种方法是对TTI-Ro法的改进和对ARR-TTI-Ro法的简化，但计算过程仍然较为复杂。从应用的角度看，用于描述热过程单一的有机质成熟史可以收到好的效果；但用于描述有机质多热源多阶段叠加变质作用，将会遇到许多麻烦。这对于油气成藏动态模拟而言，显然是难以接受的。此外，该法的适用范围是Ro值处于0．3％～4．5％之间的有机质。

图8-8、图8-9为渤海湾盆地东营凹陷地热场和有机质热演化的模拟结果。

图8-8 渤海湾盆地东营凹陷地热场三维模拟结果

图8-9 渤海湾盆地东营凹陷沙一段下底界现今的等温线图