除三塘湖和巴丹吉林两个有效区外，我们对西北其他有效区都用物质平衡法计算其石炭系—二叠系油气资源量。
9.2.1 方法原理
物质平衡法是一个广义的概念，它可以包括所有依据油气生成理论，先计算生油气量，再计算资源量的方法。目前，国内外许多专家和学者都提出了各自的物质平衡法，我们这次计算用的就是李汶国（1981）提出的物质平衡法。其基本原理是：基于晚期生油理论和物质不灭定律，若假设干酪根元素（主要是C、H、O等）的组成变化是由其热演化过程中的歧化作用引起，则可依据干酪根在各演化阶段元素组成在数量上的变化来计算各阶段的生油气量。此方法最关键的是求各类干酪根演化到不同阶段的生油气率。李汶国根据蒂索等发表的资料，统计出各类干酪根在不同演化阶段的元素组成变化值（用H/C、O/C），将各阶段中减少的碳及氢的数量减去该阶段中形成水和二氧化碳所耗的碳及氢的数量，就等于该阶段的生油气量。若不考虑未成熟阶段所形成的甲烷气等，而以进入成熟阶段时干酪根为基础，将干酪根演化到某一阶段时所生成的油气累加起来，即得干酪根在此阶段的有效生油气量，再除以此阶段中干酪根残余有机碳含量，就得到干酪根在这一演化阶段的生油气率（表9-2）。这样，我们就在能求出某地区生油岩中残余有机碳含量、干酪根类型及演化程度的条件下，用下式求生油气量：
油气资源评价方法与实践
式中：S生——生油岩面积（km2）；
H生——生油岩厚度（km）；
D生——生油岩密度（108t/km3）；
C有——有机碳含量（%）；
R生——生油气率（%）；
Q生——生油气量（108t）。
然后再在生油气量的基础上求油气资源量。
表9-2 各类干酪根演化到不同阶段的生油气率（%）
可见，这种方法思路简捷，避免了一些复杂问题，且所用参数在勘探程度较低的地区也易于获得，故适用于对概查区的概算。
9.2.2 生油气量计算
9.2.2.1 生油岩面积和厚度
塔里木有效区大部及河西走廊有效区的石炭系—二叠系生油岩展布情况，前人已进行了较多的工作，已获得了较系统较理想的资料，这次就直接用前人资料来确定生油岩的面积和厚度。柴达木有效区、北疆诸有效区及塔里木有效区之拜城—库车一带，生油岩展布状况不甚清楚，我们从近百个剖面入手，分层位统计其暗色泥页岩和碳酸盐岩的厚度，然后根据沉积相图，并结合大量其他有关资料，加以适当的推测，得到上述各有效区的生油岩大致展布范围和生油岩厚度。
9.2.2.2 生油岩密度
关于生油岩密度参数，我们没进行什么工作，基本上是引用已有资料。
9.2.2.3 有机碳含量
塔里木有效区：前人（如唐一丹等，1985；王根长等，1987）对石炭系—二叠系生油岩有机碳丰度已作了少量的分析，我们在他们的数据上进行整理，并得出我们自己的认识：暗色泥页岩0.78%，碳酸盐岩0.18%。
柴达木有效区：南部用石拐子沟剖面的采样分析数据，北部用欧龙布鲁克剖面的采样分析数据，分别详细统计2个剖面各沉积相环境的生油岩有机碳含量平均值，然后依沉积相图推断各计算区块内石炭系两类生油岩（即碳酸盐岩和暗色泥页岩）的有机碳平均含量。
河西走廊有效区：直接引用有关数据。
北疆诸有效区：前面在确定北疆各有效区石炭系—二叠系生油岩展布时，我们仅从岩性上来划分生油岩。但从现有的样品分析数据表明，不论是暗色泥页岩还是碳酸盐岩，均不是全部都达到了生油岩划分标准（即泥页岩有机碳丰度＞0.4%，碳酸盐岩有机碳丰度＞0.08%）。为此，我们首先从几百个样品分析数据中剔除未达标者，然后按区块，分层系、分生油岩类，分别统计其生油岩达标率和平均有机碳含量。
9.2.2.4 生油气率
干酪根生油气率与干酪根类型及演化厚度密切相关。
西北地区石炭纪—二叠纪生油岩中干酪根类型资料不多。为了便于作定量分析，我们从原始资料出发，加以一些补充和一定的推断，得到不同区域不同层系不同生油岩类的干酪根组合特征（表9-3）。
（1）塔里木有效区：依据石炭系—二叠系所处的现地温来划分。用该区今地表温度、今地温梯度、目的层埋深等实际资料，对石炭系底面、石炭系顶面及二叠系顶面3个界面，选择若干计算点，分别计算其所处的现今地温，并结合一些实际资料，勾绘出3个界面的今地温等值线图（图9-2）。此图可近似地反映该有效区各计算区块石炭系和二叠系所处的演化阶段。关于西北地区石炭系—二叠系生油岩中干酪根的演化程度，我们拟从镜煤反射率、今地温等几个方面对各有效区进行讨论和大致的划分，划分指标列于（表9-4）。（2）柴达木有效区：用镜质体反射率（Ro）来划分。黄第藩研究了旱二井后，认为井深4608～4610 m处Ro=0.95%～1.10%，井深6012～6014m处Ro=1.85%。将此井深与Ro的关系应用于整个有效区，则依据各计算区块石炭系的大致埋深，可推测其所处的演化阶段。
表9-3 西北地区石炭系—二叠系干酪根类型组合
图9-2 塔里木有效区C—P今地温等值线图
（3）河西走廊有效区：用有关报告中Ro来划分。
（4）伊宁有效区：较缺乏资料。从干酪根元素分析来看，阿克萨克组（CLa）H/C原子比为0.53～0.64，O/C原子比为0.02～0.28，铁木里克组（P1t）H/C原子比为0.54～0.64，O/C原子比为0.02～0.18，这标明两套生油层均已成熟乃至过成熟。
表9-4 演化程度划分指标
（5）吐-哈有效区：据艾维尔沟的塔尔郎组色谱分析，OEP值为0.97～1.07，有机质处于成熟阶段，故我们确定本区石炭系—二叠系演化到了成油末期。
（6）准噶尔有效区：在有效区内用网格法选定几十个计算点，依其古地温梯度及各层系厚度，计算各点石炭系和二叠系TTI值，再结合实际资料点的Ro值，勾绘出两个层系的演化程度（图9-3，9-4）。
图9-3 准噶尔有效区石炭系生油层演化阶段示意图
根据上述各计算区块石炭系—二叠系干酪根类型及演化阶段，利用李汶国（1981）推算的不同干酪根生油气率（表9-2）即可求得不同地区两套层系生油岩中干酪根的生油气率，对于混合型干酪根，其生油气率是依各类所占的比例，用加权法平均而得的。各计算区块各层系各生油岩类中干酪根的生油气率见表9-5，9-6，9-7。
9.2.2.5 生油气量计算及其结果
依前述公式对全区各区块各层系分生油岩进行计算，其结果见表9-5，9-6，9-7。
9.2.3 资源量计算及其结果
该次油气资源评价时，西北地区勘探程度低，地质情况，特别是深部地质情况不甚明了，已发现的油气之油源问题亦没有很好地解决。在西北地区石炭系—二叠系生油岩发育，并已生成大量油气，这当属无疑。问题是这些油气运移聚集保存在何处?众多专家和学者认为，石炭系—二叠系油的储集类型可能是自生自储（如塔里木有效区），也可能有古生新储（如克乌油区），还可能有新生古储（如塔北隆起）。这个问题十分复杂，我们无法作过多研究。因此，我们这次计算的油气资源量是西北地区石炭系—二叠系生油岩所生成并保存下来的油气资源量，至于这些资源量现在究竟聚集保存在哪些层系中则有待今后专门的课题去讨论，这里只把油气从生成到聚集保存的整个地质过程中的变化情况用一经验数字——生聚系数来表示。这样，资源量的计算公式就简化为：
图9-4 准噶尔有效区二叠系生油层演化阶段示意图
表9-5 塔里木有效区C—P生油气量
油气资源评价方法与实践
表9-6 柴达木及河西走廊有效区C—P生油气量
表9-7（1）北疆石炭系暗色泥页岩生油气量
表9-7（2）北疆石炭系碳酸盐岩生油气量
表9-7（3）北疆二叠系暗色泥页岩生油气量
续表
式中：Q资——资源量（108t）；
Q生——油气量（108t）；
a——生聚系数。
9.2.3.1 生聚系数的讨论和确定
生聚系数与油气的生成、排出、运移、聚集和保存的过程密切相关，其影响因素极为复杂，加之本地区研究程度及资料所限，企图使求得的生聚系数近乎实际，断非易事。对于这样一个非常难求而又十分重要的参数，我们做了大量的考虑和讨论，最后拟定对不同有效区用不同方法来确定其生聚系数。
9.2.3.1.1 用标型区块求生聚系数
相对来说，塔里木有效区中塔北区块和准噶尔有效区中克乌区块之资料较丰富、较详细，我们将它们作为已知的标型区块，反推其生聚系数，然后用类比法求相邻区块的生聚系数。塔北区块：依据勘探成果和前人研究成果，经过大量定性分析及综合评价，我们估计了该区块石炭系—二叠系形成的油气资源量之概率分布（表9-8）。由于该区块的油气源主要依赖于塔东坳陷及拜城-库车坳陷提供，按油气运移规律，我们以二坳陷中轴线为供油界线，故取它们总生油气量的一半，即供油气量得到该区块石炭系—二叠系油气生聚系数之概率分布（表9-8）。将塔里木有效区中2个未知区块（即中央区块和西南区块）与塔北区块类比（表9-9），即得到一个类比系数，并以此推测2个未知区块石炭系—二叠系油气的生聚系数，其概率分布如表9-10所示。
克乌区块：以已发现的油气储量和较确定的重质油资源量为依据，结合其他资料，特别注意到此区块的勘探开发动态情况，我们粗略地估计了此区块的油气资源量概率分布，考虑到此区块中生油层有下侏罗统、上三叠统、二叠系和石炭系，而后两者是该区最重要的油气层，故我们认为此区块中聚集的油气大约有70%是石炭系—二叠系形成的。而此区块的生油气量（也就是本区的供油气量）如前面所算，为943.19亿吨，这样就可推算出此区块石炭系—二叠系油气生聚系数的概率分布如表9-11所示。北疆各区块与克乌区块的类比情况见表9-12，将类比得到的各区块类比系数乘以克乌区块生聚系数即为该区块生聚系数。
表9-8 塔北区块C—P油气生聚系数分布表
表9-9 塔里木有效区各区块地质类比表
表9-10 塔里木有效区2个未知区块生油系数分布表
表9-11 克乌区块C—P油气生聚系数分布表
9.2.3.1.2 引用国内外资料统计生聚系数
柴达木有效区的地质情况有自己的一些特点，较难判断它与国内外哪些盆地（或地区）相似。我们收集了国内外一些含油气盆地和地区的油气生聚系数，并统计绘制了一张综合的油和气的生聚系数概率分布曲线图，以此作为本有效区各未知区块的石炭系—二叠系油气生聚系数概率分布。由于茫崖区块埋深大，以气为主，故按气生聚系数概率分布来计算资源量，其他3个区块埋深小，以油为主，则按油生聚系数概率分布来计算资源量。
表9-12 北疆各区块类比表
9.2.3.1.3 用邻区的生聚系数
走廊有效区的石炭系—二叠系地质情况与鄂尔多斯北部很相似，后者的油和气生聚系数前人已有较多的研究，我们这次从生油岩面积及厚度、有机质丰度、干酪根类型、演化程度、沉积相、构造（运动）时空配置、储盖情况、后期破坏、工作程度等因素，用打分法进行类比，求得各未知区块的油和气生聚系数（表9-13）。
表9-13 河西走廊有效区油和气生聚系数类比表
9.2.3.2 资源量计算结果
物质平衡法计算的西北地区石炭系—二叠系油气资源量结果如表9-14所示。
塔里木有效区石炭系和二叠系所形成的资源量未分别计算，估计其中二叠系资源量约占10%～20%。
表9-14 物质平衡法计算西北地区石炭系—二叠系油气资源量
续表
准噶尔有效区南部和中央二区块中，二叠系生油岩多为油页岩，在有关生油岩排烃能力的研究中，多数人认为油页岩的排烃能力比一般生油岩低一些，但究竟低多少，现在还很难确定。这次计算时，我们把油页岩的生聚系数以一般生油岩的3/4进行计算。
新疆境内石炭系—二叠系的生气问题未过多考虑，对现今演化程度高的区块，没有用气生聚系数来计算资源量，只是在用油生聚系数时，考虑到所形成的烃中至少有一部分是气而作适当的调整。之所以这样做，是因为：一是缺乏与之研究对比的典型气区，二是在现今演化程度高的区域，其早期形成的大量的油可能已运移至埋深较浅的层位中被保存下来，而没进一步裂解为气；其晚期形成的气在数量上可能是有限的，结果资源量的保存状态仍以油为主，克乌区块中气含量相当少即为一个佐证。
河西走廊有效区各区块石炭系—二叠系资源量太小，按概率分布来估算意义又不大，故只算了一个定值。