CN103969695B - 一种油气二次运移地球化学追踪方法 - Google Patents

Abstract

一种油气二次运移地球化学追踪新方法，包括，消除生物降解影响的方法，消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法，应用多因子分析消除有机相、成熟度和生物降解的影响并进行油气运移追踪的方法。本发明具有优点是，可以解释油气运移的方向、路径和距离，据此提出油气运聚的有利靶区。经钻探验证其勘探成功率较高。

Description

一种油气二次运移地球化学追踪方法

技术领域

本发明属于石油地质勘探领域，尤其是油气地球化学的方法。

背景技术

烃源岩中的有机质经热演化生成油气。生成的油气经初次运移进入输导体(储层、不整合面、断层)，在输导体中经二次运移进入圈闭富集起来，便形成油气藏。因此，二次运移的方向、路径和距离，对于油气勘探而言十分重要。截止目前，人们对二次运移的认识远远不能满足油气勘探的需要。值得注意的是，在勘探程度较高的盆地，要发现新的油气藏，就需要油气二次运移的方向、路径和距离等方面的重要信息。为此，人们对于油气运移地球化学追踪指标进行了几十年的探索。

在极性有机化合物中，咔唑类含氮化合物，包括烷基咔唑和苯并咔唑，曾经被认为是已发现的最重要的油气运移追踪指标。

但近期研究表明，这些经验的追踪指标(指咔唑类化合物的含量及其比值)并不单纯反映油气二次运移中发生的分馏效应，不能有效地追踪油气运移。其原因是这些化合物的含量和比值还受到有机相、成熟度以及生物降解作用的影响。

对于低－中等水平的生物降解而言，含氮化合物基本上不被生物降解。但是，当生物降解的PM程度大于等于4时，这些化合物就会被微生物改造。尽管在生物降解PM程度小于4的情况下，含氮化合物不易被降解，但是原油中的不稳定组分会被降解，从而使含氮化合物被浓缩，因此，即使在生物降解程度较低的情况下，其影响也不可忽视。已有研究表明，有机相和成熟度方面的源输入影响更加显著。有些情况下，这些影响是控制含氮化合物组成的主要因素。对于有机相的影响，现有方法是根据有机相对原油进行分类处理，可减少其影响。

但是，对于混合供油的情况，根据有机相对原油进行分类的做法就不能解决有机相影响的问题。关于成熟度的影响，至今尚未提出解决方法，一直阻碍着二次运移追踪的发展。

这里的微量极性有机化合物目前主要指咔唑类含氮化合物。在咔唑类含氮化合物中，烷基咔唑和苯并咔唑是目前最重要的化合物。随着有机地球化学测试技术的发展，必定会使极性有机化合物的数据更加丰富。

发明内容

本发明目的是，提出了消除生物降解、成熟度和有机相影响的方法，并提出了运移追踪方法，实现了油气二次运移的有效追踪，为揭示油气分布规律提供了重要的手段。

一种油气二次运移地球化学追踪方法，包括，消除生物降解影响的方法，消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法，应用多因子分析消除有机相、成熟度和生物降解的影响并进行油气运移追踪的方法，步骤是：

一、消除生物降解影响的方法

生物降解属于运移成藏后微生物对油气的改造。在消除了生物降解的浓缩影响后，才有可能用微量极性有机化合物的含量和比值进行油气运移追踪。当原油生物降解的PM程度大于等于1并小于4时，必须消除不稳定组分遭到破坏而引起的影响。本方法的步骤包括：

A、对饱和烃和芳香烃系列化合物进行定量测试，并根据测试结果，确定生物降解的PM程度；

B、如果PM程度位于1和4之间，绘制生物降解的PM程度及其定量指标与微量极性有机化合物(含氮化合物)和三芳甾烷等稳定组分的相关图，揭示生物降解的浓缩作用及其对微量极性有机化合物(含氮化合物)的影响程度；这些定量指标包括C₃₀αβ藿烷/nC₁₇₊₁₈、nC₁₇₊₁₈/C₃₀αβ藿烷、(Pr+Ph)/nC₁₇₊₁₈、C₃₀αβ藿烷/(Pr+Ph)和25降-C₂₉αβ藿烷/C₃₀αβ藿烷；

C、选择未受生物降解影响的参数进行油源分析，划分有机相。如果有机相单一，用最稳定的三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量除以各个微量极性有机化合物的含量，再乘以该三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量的平均值，所得结果为生物降解浓缩作用的校正结果；

D、如果存在多个有机相，按有机相将原油进行分类；在同一有机相内，用相对组成均一的三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量，对每个有机相的原油进行步骤C的校正，得到所有有机相原油的校正结果。

二、消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法

在自然界中要找到不受母源成熟度影响的有机组分几乎是不可能的，因为它们或多或少地会继承其母源的成熟度特征。这是长期以来，一直没有找到可直接用于油气运移追踪的化合物的重要原因。但是，通过成熟度和运移分馏信息的拆分，建立一种不受母源成熟度影响且只与运移分馏效应有关的二次运移分馏指标却是可能的。为此，推导出了能够描述微量极性有机化合物含量变化的公式。基于该公式，提出了成熟度影响的定量评价及其消除方法。

、微量极性有机化合物的含量随成熟度和运移距离变化的特征

重点考虑原油沿储层(如砂体)或不整合面的横向运移，因为微量极性有机化合物在横向运移的分馏效应比较显著，且对油气勘探而言横向运移又十分重要。根据流体在多孔介质运移中的对流-弥散-反应方程，推导出了原油中微量极性有机化合物的含量随着运移距离和成熟度变化的公式：

式中，C(x，Ro)为某有机相内未受生物降解影响的或消除生物降解影响后的微量极性有机化合物(含氮化合物)的含量；a₃是一个与吸附能力和运移速度有关的常数；C₀(t)为注入点处的微量极性有机化合物的起始浓度，承载着成熟度、源岩有机相和初次运移分馏的信息，但主要与成熟度有关；x为运移距离；Ro为原油的成熟度指标(用镜煤反射率表示)，是时间的函数；a₁和a₂均为常数。初次运移分馏主要影响a₁；a₂主要反映成熟度的影响。如果Ro的变化范围较大，在式(1)最右边的括弧内以“+”的形式加入一个二次项，即a₄Ro²，a₄为常数。

对于按照有机相已经进行了分类的原油而言，式(1)描述某一微量极性有机化合物(含氮化合物)的含量随成熟度和运移距离的变化。运移分馏效应对原油中微量极性有机化合物的影响是，使其含量随运移距离呈指数衰减。烃源岩往往先排出成熟度较低的原油，成熟度较高的原油跟随其后。因此，在同一运移路径中，近油源原油成熟度较高，离油源较远的原油成熟度较低。如果仅考虑成熟度的影响，成熟度的变化会使微量极性有机化合物的含量在分布上呈现出两种特征：(1)如果某一个微量极性有机化合物的含量随成熟度增加，成熟度的变化会使该化合物的含量随着运移距离的增加而降低；相反地，如果其含量随成熟度降低，会使其含量随着运移距离的增加而升高。另一方面，不同的有机相，式(1)中的a₂也不相同，因此成熟度的影响也不一样。正是多种影响因素和多种影响方式，使得微量极性有机化合物的含量在空间分布上会十分复杂，不能直接用于油气运移追踪。

B、成熟度影响程度的定量评价指标

定量评价成熟度的影响程度，是要否定量消除成熟度影响的前提。在式(1)全微分的基础上，建立了成熟度影响指数(MII)：

在未遭受生物降解或消除了生物降解影响的情况下，MII定量描述某一有机相的原油成熟度对微量极性有机化合物，包括含氮化合物含量的影响程度。根据a₂、a₃和dRo/dx值，可直接计算成熟度影响指数MII；运移分馏的贡献指数MFCI等于100-MII。

C、二次运移分馏指数

为获取二次油气运移中的净分馏特征，提出了单一有机相的微量极性有机化合物的二次运移分馏指数SMFI。

且

很显然，SMFI就是油气二次运移的计程器，它随运移距离呈指数衰减。在输导层中，注入点或参照点处的二次运移分馏指数(SMFI)等于100％。

用注入点定义的运移距离x，称为绝对运移距离。在实际工作中，很难获取绝对运移距离数据，但可用一个参照点确定相对运移距离。在注入点和参照点之间必然存在Δx。实际工作中，可直接使用参照点和相对运移距离，通过式(1)的非线性回归分析估计a₁、a₂和a₃，并不需任何校正。这是因为a₂和a₃不随Δx而变化，且式(4)依然成立。

从式(1)出发，提出了多种消除成熟度影响的方法，包括非线性回归方法、模拟实验法、化合物比值方法和R型因子分析法，分述如下。

D、方法一：应用非线性回归分析消除成熟度的影响并进行运移追踪的方法

该方法的应用条件是，工区内存在一条或多条狭长的输导体(如砂体)，输导体中油气运移的相对距离可事先确定，原油未遭受生物降解或生物降解的影响已被消除，且不存在多源混合供油的情况，或者，尽管存在多源混合供油的情况，但油源在纵向上不叠置。其方法步骤为：

(1)进行油源分析，划分有机相；

(2)如果有机相单一，确定参照点，估算相对运移距离，进而直接应用式(1)、微量极性有机化合物，包括含氮化合物的含量、成熟度和相对运移距离数据，进行非线性回归分析，求取式(1)中的a₁、a₂和a₃；

(3)在成熟度和运移距离之间进行多项式回归分析，并根据回归方程求得dRo/dx；应用式(2)、a₂、a₃和dRo/dx值，计算原油的MII；

(4)若MII≥5％，应用式(3)计算各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的SMFI；

(5)当使用咔唑类化合物时，计算裸露、屏蔽和半屏蔽烷基咔唑的SMFI几何平均值，计算裸露型/屏蔽型烷基咔唑、裸露型/半屏蔽型烷基咔唑、半屏蔽型/屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值的比值，与相应的咔唑间的SMFI比值，以及苯并[a]咔唑与苯并[c]咔唑的SMFI比值；

(6)如果存在多个有机相，按有机相对原油进行分类。对每个有机相，通过本方法一步骤(2)～(5)计算各有机相原油中各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的SMFI、几何平均值与比值；

(7)在上述计算结果的基础上，进行一维运移追踪。即，对于每个狭长输导体，即可能的运移路径，利用本方法一上述步骤(6)计算得的SMFI及其几何均值和比值分布，及其与x的相关关系，鉴定运移的分馏效应，确定其是否运移通道；绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，进一步验证一维运移追踪得出的主要运移路径；在运移路径内，本方法一上述步骤(6)计算得的SMFI及其几何均值和比值的下降方向为运移方向；

(8)如果工区内狭长输导体和片状、块状输导体共存且均邻接相同的生烃灶，在有机相划分的基础上，根据狭长输导体得出的a₁、a₂和a₃，计算全区的上述SMFI及其几何均值和比值，并进行二维追踪：将全区的SMFI及其几何均值和比值在平面等值图中的极小下降途径，确定为主要运移路径，主要运移路径中的SMFI及其几何均值和比值的下降方向为主要运移方向，主要运移路径的长度为相应的运移距离；沿主要运移路径，绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，以此验证运移追踪得出的主要运移路径；

(9)若MII<5％，不需要计算SMFI。此时，用各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的浓度代替SMFI，通过本方法一中的上述步骤(5)～(8)进行油气二次运移追踪；

(10)以运移方向、路径和距离为基础，结合储层、构造及其演化史，揭示油气分布规律。

如果存在多源混合供油的情况，不能简单地根据有机相将原油进行分类，只能进行三维运移追踪。

E、方法二：通过模拟实验消除成熟度的影响并进行运移追踪的方法

如果工区内不存在狭长输导体(如砂体)，运移距离不能事先确定，原油未遭受生物降解或生物降解的影响已被消除，且不存在多源混合供油的情况，或者，尽管存在多源混合供油的情况，但油源在纵向上不叠置，可采用本方法消除成熟度的影响，步骤为：

(1)进行油源分析，划分有机相；

(2)如果有机相单一，系统采集该有机相的低成熟烃源岩样品；

(3)计算原油样品的成熟度，并根据这些成熟度数据的变化范围用烃源岩样品开展模拟实验；

(4)对反应产物中的油样测试微量极性有机化合物(包括咔唑类化合物)的含量和Ro。用微量极性有机化合物(包括咔唑类化合物)的含量和Ro数据，进行回归分析，建立方程C(0，Ro)＝a₁(1+a₂Ro)，求取a₂。用下式计算SMFI₁

若成熟度Ro的变化范围>1％，采用C(0，Ro)＝a₁(1+a₂Ro+a₄Ro²)进行回归分析，此时

(5)绘制SMFI₁的平面分布图；选取其极小下降途径，绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，以此验证一维运移追踪得出的主要运移路径；

(6)根据极小下降途径上的微量极性有机化合物(包括咔唑类化合物)含量、Ro与x数据，以式(1)的形式，进行非线性回归分析，求取a₃；

(7)在成熟度和运移距离之间进行多项式回归分析，根据多项式回归方程求得dRo/dx；应用式(2)和a₂、a₃、dRo/dx值，计算原油的MII；

(8)或者，选择生烃灶的边缘附近的SMFI₁等值线的数值或极大值，作为a₁，用a₁除以所有的SMFI₁值，得SMFI；在SMFI或SMFI₁的极小下降途径上，求出ln(SMFI₁)或ln(SMFI)随x的变化率，即为a₃；通过本方法二上述步骤(7)计算原油的MII；

(9)如果MII≥5％，根据SMFI₁的分布情况，选取参照点x₀。读取x₀处的SMFI₁值，即为a₁值；用a₁值除以所有的SMFI₁值，得SMFI；

(10)按照上述方法一中的步骤(6)，计算上述方法一步骤(5)中的裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑化合物的SMFI的几何平均值和相应的比值；

(11)用本方法二中上述步骤(10)计算的SMFI及其几何平均值和比值，进行二维油气运移追踪：将本方法二中上述步骤(10)计算的SMFI及其几何均值和比值在平面等值图中的极小下降途径，确定为主要运移路径，主要运移路径中的SMFI及其几何均值和比值的下降方向为主要运移方向，主要运移路径的长度为相应的运移距离；沿主要运移路径，绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，以此验证运移追踪得出的主要运移路径；

(12)如果存在多个有机相，按有机相对原油进行分类。对每个有机相，采用本方法二上述步骤(2)～(11)对每个有机相进行油气运移追踪；

(13)若MII<5％，不需要计算SMFI。此时，用各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的浓度代替SMFI，通过上述方法一中的步骤(5)～(8)进行油气二次运移追踪；

(14)以运移方向、路径和距离为基础，结合储层、构造及其演化史，揭示油气分布规律。

F、方法三:应用化合物含量比值消除成熟度的影响并追踪油气运移的方法非极性化合物，包括饱和烃、芳香烃在运移过程中不易被吸附，式(1)中a₃的绝对值非常小。非极性化合物的含量也会随成熟度发生变化。选择a₂相同或相近的非极性化合物和微量极性化合物构成化合物对，其中微量极性化合物含量为分子、非极性化合物含量为分母，两者的比值与SMFI呈正比。该方法的应用条件是，原油未受生物降解或生物降解的影响已被消除，且不存在多源混合供油的情况。本方法的目的是确立普适的极性-非极性化合物对，以便直接消除成熟度的影响。采用下述步骤，消除成熟度的影响并进行油气运移追踪：

(1)进行油源分析，划分有机相；

(2)如果有机相单一，工区内存在狭长的输导体(如砂体)，且运移距离能够事先确定，按照上述方法一通过非线性回归分析，得到极性、非极性化合物(饱和烃、芳香烃)的a₁、a₂和a₃值；

(3)按照上述方法一中的步骤(3)计算原油极性化合物的MII；若MII≥5％，比较非极性化合物和极性化合物的a₁、a₂和a₃参数，在a₃为零或几乎为零的非极性有机化合物中的饱和烃、芳香烃中选择其a₂与微量极性有机化合物(含氮化合物)的a₂相同或非常接近的构成极性-非极性化合物对；

(4)计算化合物对的比值，非极性化合物的含量为分母，称为SMFI₂；

(5)并应用参照点x₀处的SMFI₂值进行归一化，得到SMFI；

(6)若工区内不存在狭长的输导体(如砂体)，采用上述方法二获得a₂，选择a₂相同或非常相近的非极性化合物和极性化合物构成极性-非极性化合物对；

(7)按照上述方法二中的步骤(5)～(7)，计算原油的MII；若MII≥5％，按照本方法三步骤(5)，计算SMFI；

(8)如果存在多个有机相且不存在多源混合供油的情况，按有机相对原油进行分类；对每个有机相的原油，通过步骤本方法三中(2)～(5)或(6)～(7)，计算各有机相原油中各微量极性有机化合物(含氮化合物)的SMFI；

(9)按照上述方法一中的步骤(5)，计算SMFI的几何平均值和比值；

(10)如果工区内存在狭长的输导体(如砂体)，按照上述方法一中的步骤(7)，进行一维油气运移追踪，确定油气运移方向、路径和距离，并揭示油气分布规律；

(11)若工区内不存在狭长的输导体(如砂体)，按照上述方法一中的步骤(8)，进行二维油气运移追踪，确定油气运移方向、路径和距离；

(12)若MII<5％，不需要计算SMFI。此时，用各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的浓度代替SMFI，通过上述方法一步骤(5)～(8)进行油气二次运移追踪；

(13)以运移方向、路径和距离为基础，结合储层、构造及其演化史，并揭示油气分布规律。

三、应用多因子分析消除有机相、成熟度和生物降解的影响并进行油气运移追踪的方法

如果工区内不存在狭长的输导体(如砂体)，运移距离也不能事先确定，不能系统采集低成熟烃源岩样品，还不能获得非极性-极性化合物对，并存在多源混合供油的情况且油源在纵向上叠置，可采用本方法进行油气运移追踪。但是这些条件不是应用本方法的限制条件。若影响因素只有有机相、成熟度和生物降解，本方法适于任何地区。其实施步骤为：

(1)首先对原油样品的微量极性有机化合物(包括咔唑类化合物)，饱和烃和芳香烃开展定量测试；

(2)计算各种油源对比参数、成熟度参数、原油成熟度和生物降解程度参数，并确定生物降解的程度；

(3)将微量极性有机化合物(包括咔唑类化合物)、饱和烃和芳香烃的含量数据取对数后与本方法上述步骤(2)中计算得到的各种油源对比参数、成熟度参数、原油成熟度和生物降解程度参数的对数值一起进行R型因子分析；

(4)分析因子载荷矩阵并确定各因子的地球化学含义：生物降解参数突出的关联为生物降解因子；成熟度及其参数突出的关联为成熟度因子；油源对比参数突出的关联为有机相因子；微量极性化合物(包括咔唑类化合物)突出的关联为层析作用总因子；

(5)仅将微量极性有机化合物(包括含氮化合物)、饱和烃和芳香烃的含量取对数后的数据进行R型因子分析，对比两种因子载荷矩阵，再次鉴定生物降解因子、成熟度因子、有机相因子和层析作用总因子；这时得到的层析作用总因子较精确；

(6)将微量极性有机化合物按其结构或吸附能力进行分类，使用含氮化合物中的咔唑类化合物时分为裸露、屏蔽和半屏蔽烷基咔唑、苯并[a]咔唑与苯并[c]咔唑五种类型；将饱和烃和芳香烃含量的对数值分别与这5种咔唑类化合物含量的对数值组成5个二维矩阵，分别进行5次R型因子分析；从因子载荷矩阵中，分析、提取层析作用分类因子；也可以将饱和烃和芳香烃含量的对数值分别与每个咔唑类化合物含量的对数值组成一系列二维矩阵，分别进行R型因子分析；从因子载荷矩阵中，分析、提取每个咔唑类化合物的层析作用因子；

(7)对层析作用总因子、层析作用分类因子和每个咔唑类化合物的层析作用因子进行反对数变换。变换后的层析作用总因子、层析作用分类因子和每个咔唑类化合物的层析作用因子数据与相应的SMFI呈正比(类似于SMFI₁)。按照上述方法二中的步骤(8)，计算各因子的SMFI；

(8)计算裸露/屏蔽、裸露/半屏蔽和半屏蔽/屏蔽烷基咔唑层析作用分因子的SMFI的比值，以及苯并[a]咔唑与苯并[c]咔唑层析作用分因子的SMFI的比值；

(9)如果混合供油的油源在纵向上不是叠置的，可绘制层析作用因子、SMFI及其比值在平面上的分布图。按照上述方法一中的步骤(8)，进行油气运移二维追踪，确定运移的主要方向、路径和距离，并进行验证；按照上述方法一中的步骤(9)，揭示油气分布规律；

(10)如果混合供油的油源在纵向上是叠置的，制作层析作用因子、SMFI在三维空间中的分布图件，进行三维油气运移追踪：首先用超趋势面分析获得层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值在三维空间中分布的多项式方程，或用三维插值法计算出层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值在三维空间中的分布数据。对超趋势面方程用纵坐标，即埋藏深度，求偏导数，获得极值曲面，或者，对于用三维插值法获得的空间数据，在每个平面坐标点上，均求取纵坐标上的极值，并将这些极值点组成曲面；当远离生烃灶时，层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值下降；选择其极小下降曲面，称为主运移曲面，反映主要运移系统；求解层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值在主运移曲面上的分布，并绘制层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值在主运移曲面上分布的平面投影图；在主运移曲面上，当远离生烃灶时，层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值下降；选取其极小下降途径，称为主运移路径；沿主运移路径，制作层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值的分布剖面，称主运移剖面；用输导体的平面和剖面资料验证主运移剖面中的极小下降途径；层析作用因子、SMFI及其几何平均值在主运移路径上的极小下降方向，为主运移方向；主运移路径的长度为相对运移距离；应用吸附能力强与吸附能力弱的化合物SMFI比值，弱者为分母数据，或层析作用因子的差值，重复进行上述三维追踪，进一步验证层析作用；通过三维追踪，可自动消除油源的影响，因此对于三维运移追踪，可不考虑油源对比参数及有关的化合物含量，但可以通过油源对比验证三维追踪得出的油源方面的结果，进一步确认三维追踪的可靠性；

为了在三维追踪中定量评价成熟度的影响，选取层析作用因子或SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值分布图中的极小下降路径；沿着极小下降途径，确定参照点，读取相对运移距离；用极小下降途径上的成熟度和运移距离数据进行多项式回归分析，根据回归方程求得dRo/dx；用极小下降途径上微量极性有机化合物(包括咔唑类化合物)的含量、成熟度和相对运移距离数据，经式(1)的非线性回归分析，求解各微量极性有机化合物(包括含氮化合物)的a₁、a₂和a₃值，用式(2)计算MII。

本发明的优点是，根据油气运移路径和方向提出油气运聚有利靶区，经钻探验证其勘探成功率较高。

附图说明

图1鄂尔多斯盆地的油田与烃源岩分布图；长7段烃源岩、长8段储层与原油样品分布图；

图2西峰油田原油成熟度分布图；成熟度Ro＝0.14(4,6-DMDBT/1,4-DMDBT)+0.57。DMDBT＝二甲基二苯并噻吩；

图3甲基咔唑、二甲基咔唑及其比值沿西峰油田砂体的分布图；

图4西峰油田烷基咔唑的SMFI、各类烷基咔唑SMFI的几何平均值及其比值的分布图，在参照点处SMFI等于100％，SMFI比值等于1；

图5冀中坳陷饶阳中部大王庄地区C-E运移剖面；

图6冀中坳陷饶阳中部层析作用总因子在第一运移系统曲面上的分布图；

图7冀中坳陷饶阳中部层析作用总因子在第二运移系统曲面上的分布图。

实施例

(1)鄂尔多斯盆地西峰油田一维油气运移追踪

西峰油田位于鄂尔多斯盆地西南部的陇东地区(图1)。除盆地的边缘外，盆内大部分地区断层不发育。该油田的储层位于上三叠统延长组长8段连续狭长砂体之中。该砂体沉积于辫状河三角洲前缘。主力烃源岩位于延长组长7段，至早白垩末期主力烃源岩达到生排烃高峰，生烃灶位于西峰油田的北东方向(图1)。

在西峰油田采集了19件原油样品(图1)，对饱和烃、芳香烃和含氮化合物进行了定量测试，绝大多数数据的相对误差<10％。在西峰油田，原油的母源特征十分均一，不存在有机相的影响；原油也未遭受生物降解的影响；成熟度参数沿砂体的变化明显。应用二苯并噻吩计算了原油成熟度。Ro计算值(Ro＝0.14(4,6-/1,4-DMDBT)+0.57；DMDBT＝二甲基二苯并噻吩)的变化范围较窄，位于0.69～0.77％之间，但变化趋势明显(图2)。

该区烷基咔唑的含量远大于苯并咔唑，因此这里只关注烷基咔唑。烷基咔唑的浓度随相对运移距离(采样井在砂体中轴线上的投影点与参照点之间的砂体中轴线长度,图1b)明显降低(图3a-f)，也许反映运移分馏效应。但是，裸漏/半屏蔽型、裸漏/屏蔽型以及半屏蔽/屏蔽型烷基咔唑的比值随相对运移距离而降低的趋势并不明显(图3g-l)，又似乎说明不存在运移分馏效应。产生这种矛盾的原因可能是成熟度的影响。

为评价成熟度的影响程度，用式(1)进行了非线性回归分析，求出了每个烷基咔唑的a₁、a₂和a₃值。应用a₂、a₃和dRo/dx值与式(2)，计算了MII。dRo/dx值在相对距离62～90km之间非常低(图2)，成熟度影响指数(MII值)也非常小(<5％)。而在51～62km之间，dRo/dx值较高，MII可高达51.1％。正是在这些部位，烷基咔唑的运移分馏效应不明显(图3g-l)。因此，必须消除成熟度的影响，计算SMFI，才能揭示该区的运移分馏特征，追踪油气运移。图4a-d示出，烷基咔唑的SMFI值及其与相对运移距离的关系。在51至62km之间，样品更靠近回归线，总体相关系数显著提高。裸漏和半屏蔽型二甲基咔唑SMFI的几何平均值(图4e、f)与相对运移距离的相关性极其显著。图4g-l中，裸漏/半屏蔽型、裸漏/屏蔽型、半屏蔽/屏蔽型二甲基咔唑几何平均值的比值，以及相应的二甲基咔唑的SMFI比值，均随着相对运移距离的增加显著降低。这些表明：(1)本发明提出的方法适合于实际数据；(2)吸附能力越强，运移的分馏效应越显著；(3)西峰油田中的原油来自北东方向的生烃灶，并沿砂体向西南方向运移(图1)。通过研究陇东地区砂体的展布方向和构造演化史认为，西峰油田的油气运移与成藏特征可用来揭示陇东地区的油气富集规律。

(2)冀中凹陷饶阳中部油气运移三维追踪

冀中坳陷的饶阳中部是中国石油华北油田的重要产油区。在区内采集了144件原油样品，测试了原油中的微量金属元素，相对误差小于20％。原油中的金属元素以有机络合物的形式存在。这种络合物的极性也较强，容易被吸附。该区存在两套烃源岩混合供油的情况，且烃源岩在纵向上叠置。采用本发明中的R型因子方法处理了数据。根据R型因子分子结果，提取了层析作用总因子。应用层析作用总因子进行了三维油气运移追踪，通过超趋势面分析提取了主运移曲面，揭示了主运移路径和主运移方向。

图5～7显示，饶阳中部在纵向上存在两大运移系统：第一运移系统显示油气主要沿着古近系沙三段的顶面运移；第二运移系统显示油气主要沿着沙一段的顶面运移。洼槽内沙三和沙一段的烃源岩是饶阳中部的主力烃源岩。烃源岩生成的油气被排出后，首先进入烃源岩之上的输导层，进行横向运移，肃宁-大王庄和河间-留路构造带是油气运聚的主要区带(图6～7)。与留路西洼槽比较，河间洼槽中的烃源岩更发育，生烃母质类型更优越，埋藏深度更大，因此生烃量更大。但是，在第一运移系统中(图6)，河间洼槽及其周围缺乏运移指标分布。其原因是在河间洼槽附近没有采集到第一运移系统控制的原油样品。之所以没有采集到样品，是因为当时没有勘探到油气藏。从此认识出发，我们发现了十分重要的油气勘探新领域。在河间洼槽及其周围，沙三、沙二段地层中的圈闭是进一步勘探的有利目标。

用层析作用总因子的极小下降方向确定了主运移方向，极小下降途径反映主运移路径，如图6、7所示。在主运移路径和方向上，已经发现了相当的油气资源，但是并不完全。因此，根据油气运移路径和方向提出了油气运聚有利靶区，经钻探验证其勘探成功率达67％。

Claims (1)

1.一种油气二次运移地球化学追踪方法，包括，消除生物降解影响的方法，消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法，应用多因子分析消除有机相、成熟度和生物降解的影响并进行油气运移追踪的方法，其特征在于：

一、消除生物降解影响的方法

A、对饱和烃和芳香烃系列化合物进行定量测试，并根据测试结果，确定生物降解的PM程度；

B、如果PM程度位于1和4之间，绘制生物降解的PM程度及其定量指标与微量极性有机化合物，包括含氮化合物和稳定组分，包括三芳甾烷的相关图，揭示生物降解的浓缩作用及其对微量极性有机化合物，包括含氮化合物的影响程度；这些定量指标包括C₃₀αβ藿烷/nC₁₇₊₁₈、nC₁₇₊₁₈/C₃₀αβ藿烷、(Pr+Ph)/nC₁₇₊₁₈、C₃₀αβ藿烷/(Pr+Ph)和25降-C₂₉αβ藿烷/C₃₀αβ藿烷；

C、选择未受生物降解影响的参数进行油源分析，划分有机相；

如果有机相单一，用最稳定的三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量除以各个微量极性有机化合物的含量，再乘以该三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量的平均值，所得结果为生物降解浓缩作用的校正结果；

D、如果存在多个有机相，按有机相将原油进行分类；在同一有机相内，用相对组成均一的三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量，对每个有机相的原油进行上述步骤C的校正，得到所有有机相原油的校正结果；

二、消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法

A、微量极性有机化合物的含量随成熟度和运移距离变化的特征

根据流体在多孔介质中运移的对流-弥散-反应方程，推导出了原油中微量极性有机化合物的含量随着运移距离和成熟度变化的公式：

$C(x,Ro)=C_0\left(t\right)e^{a_{3}x}=a_1(1+a_{2}Ro)e^{a_{3}x}---\left(1\right)$

式中，C(x，Ro)为某有机相内未受生物降解影响的或消除生物降解影响后的微量极性有机化合物，包括含氮化合物的含量；a₃是一个与吸附能力和运移速度有关的常数；C₀(t)为注入点处的微量极性有机化合物的起始浓度，承载着成熟度、源岩有机相和初次运移分馏的信息，但主要与成熟度有关；x为运移距离；Ro为原油的成熟度指标，用镜煤反射率表示，是时间的函数；a₁和a₂均为常数，初次运移分馏主要影响a₁；a₂主要反映成熟度的影响；如果Ro的变化范围较大，在式(1)最右边的括弧内以“+”的形式加入一个二次项，即a₄Ro²，a4为常数；

B、成熟度影响程度的定量评价指标

定量评价成熟度的影响程度，是要否定量消除成熟度影响的前提，在式(1)全微分的基础上，建立了成熟度影响指数MII：

$MII=\frac{|\frac{a_2}{\left(1+a_{2}Ro\right)}\&CenterDot;\frac{dRo}{dx}|}{|\frac{a_2}{\left(1+a_{2}Ro\right)}\&CenterDot;\frac{dRo}{dx}|+\left|a_3\right|}\&times;100\left(\%\right)=\frac{\left|\frac{d\ln \left(1+a_{2}Ro\right)}{dx}\right|}{\left|\frac{d\ln \left(1+a_{2}Ro\right)}{dx}\right|+\left|a_3\right|}\&times;100\left(\%\right)---\left(2\right)$

在未遭受生物降解或消除了生物降解影响的情况下，MII定量描述某一有机相的原油成熟度对微量极性有机化合物，包括含氮化合物含量的影响程度，根据a₂、a₃和dRo/dx值，可直接计算成熟度影响指数MII；运移分馏的贡献指数MFCI等于100-MII；

C、二次运移分馏指数

为获取二次油气运移中的净分馏特征，提出了单一有机相的微量极性有机化合物的二次运移分馏指数SMFI，

$SMFI=\frac{C(x,Ro)}{C_0\left(t\right)}\&times;100\left(\%\right)=\frac{C(x,Ro)}{a_1(1+a_{2}Ro)}\&times;100\left(\%\right)---\left(3\right)$

且

$SMFI=e^{a_{3}x}\&times;100\left(\%\right)---\left(4\right)$

很显然，SMFI就是油气二次运移的计程器，它随运移距离呈指数衰减；在输导层中，注入点或参照点处的二次运移分馏指数SMFI等于100％，用注入点定义的运移距离x，称为绝对运移距离；在实际工作中，很难获取绝对运移距离数据，但可用一个参照点确定相对运移距离，并通过式(1)的非线性回归分析估计a₁、a₂和a₃，不需任何校正；从式(1)出发，提出了多种消除成熟度影响的方法，包括非线性回归方法、模拟实验法、化合物比值方法和R型因子分析法，分述如下，

D、方法一：应用非线性回归分析消除成熟度的影响并进行运移追踪的方法

其步骤为：

(1)进行油源分析，划分有机相；

(2)如果有机相单一，确定参照点，估算相对运移距离，进而直接应用式(1)、微量极性有机化合物，包括含氮化合物的含量、成熟度和相对运移距离数据，进行非线性回归分析，求取式(1)中的a₁、a₂和a₃；

(3)在成熟度和运移距离之间进行多项式回归分析，并根据回归方程求得dRo/dx；应用式(2)、a₂、a₃和dRo/dx值，计算原油的MII；

(4)若MII≥5％，应用式(3)计算各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的SMFI；

(5)当使用咔唑类化合物时，计算裸露、屏蔽和半屏蔽烷基咔唑的SMFI几何平均值，计算裸露型/屏蔽型烷基咔唑、裸露型/半屏蔽型烷基咔唑、半屏蔽型/屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值的比值，与相应的咔唑间的SMFI比值，以及苯并[a]咔唑与苯并[c]咔唑的SMFI比值；

(6)如果存在多个有机相，按有机相对原油进行分类，对每个有机相，通过本方法一步骤(2)～(5)计算各有机相原油中各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的SMFI、几何平均值与比值；

(7)在本方法一上述步骤(6)计算结果的基础上，进行一维运移追踪，即，对于每个狭长输导体，即可能的运移路径，利用本方法一上述步骤(6)计算得的SMFI及其几何均值和比值分布，及其与x的相关关系，鉴定运移的分馏效应，确定其是否运移通道；绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，进一步验证一维运移追踪得出的主要运移路径；在运移路径内，本方法一上述步骤(6)计算得的SMFI及其几何均值和比值的下降方向为运移方向；

(8)如果工区内狭长输导体和片状、块状输导体共存且均邻接相同的生烃灶，在有机相划分的基础上，根据狭长输导体得出的a₁、a₂和a₃，计算全区的SMFI及其几何均值和比值，并进行二维追踪：将全区的SMFI及其几何均值和比值在平面等值图中的极小下降途径，确定为主要运移路径，主要运移路径中的SMFI及其几何均值和比值的下降方向为主要运移方向，主要运移路径的长度为相应的运移距离；沿主要运移路径，绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，以此验证运移追踪得出的主要运移路径；

(9)若MII<5％，不需要计算SMFI，此时，用各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的浓度代替SMFI，通过本方法一中的上述步骤(5)～(8)进行油气二次运移追踪；

(10)以运移方向、路径和距离为基础，结合储层、构造及其演化史，揭示油气分布规律；

E、方法二：通过模拟实验消除成熟度的影响并进行运移追踪的方法方法步骤为：

(1)进行油源分析，划分有机相；

(2)如果有机相单一，系统采集该有机相的低成熟烃源岩样品；

(3)计算原油样品的成熟度，并根据这些成熟度数据的变化范围用烃源岩样品开展模拟实验；

(4)对反应产物中的油样测试微量极性有机化合物，包括咔唑类化合物的含量和Ro，用微量极性有机化合物，包括咔唑类化合物的含量和Ro数据，进行回归分析，建立方程C(0，Ro)＝a₁(1+a₂Ro)，求取a₂，用下式计算SMFI₁

${\mathrm{SMFI}}_1=\frac{C(x,Ro)}{(1+a_{2}Ro)}\&times;100\left(\%\right)---\left(6\right)$

若成熟度Ro的变化范围>1％，采用C(0，Ro)＝a₁(1+a₂Ro+a₄Ro²)进行回归分析，此时

${\mathrm{SMFI}}_1=\frac{C\left(x,Ro\right)}{\left(1+a_{2}Ro+a_4{\mathrm{Ro}}^2\right)}\&times;100\left(\%\right)---\left(7\right)$

(5)绘制SMFI₁的平面分布图；选取其极小下降途径，绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，以此验证一维运移追踪得出的主要运移路径；

(6)根据极小下降途径上的微量极性有机化合物，包括咔唑类化合物含量、Ro与x数据，以式(1)的形式，进行非线性回归分析，求取a₃；

(7)在成熟度和运移距离之间进行多项式回归分析，根据多项式回归方程求得dRo/dx；应用式(2)和a₂、a₃、dRo/dx值，计算原油的MII；

(8)或者，选择生烃灶的边缘附近的SMFI₁等值线的数值或极大值，作为a₁，用a₁除以所有的SMFI₁值，得SMFI；在SMFI或SMFI₁的极小下降途径上，求出ln(SMFI₁)或ln(SMFI)随x的变化率，即为a₃；通过本方法二上述步骤(7)计算原油的MII；

(9)如果MII≥5％，根据SMFI₁的分布情况，选取参照点x₀，读取x₀处的SMFI₁值，即为a₁值；用a₁值除以所有的SMFI₁值，得SMFI；

(10)按照上述方法一中的步骤(6)，计算上述方法一步骤(5)中的裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑化合物的SMFI的几何平均值和相应的比值；

(11)用本方法二中上述步骤(10)计算的SMFI及其几何平均值和比值，进行二维油气运移追踪：将本方法二中上述步骤(10)计算的SMFI及其几何均值和比值在平面等值图中的极小下降途径，确定为主要运移路径，主要运移路径中的SMFI及其几何均值和比值的下降方向为主要运移方向，主要运移路径的长度为相应的运移距离；沿主要运移路径，绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，以此验证运移追踪得出的主要运移路径；

(12)如果存在多个有机相，按有机相对原油进行分类，对每个有机相，采用本方法二上述步骤(2)～(11)对每个有机相进行油气运移追踪；

(13)若MII<5％，不需要计算SMFI；此时，用各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的浓度代替SMFI，通过上述方法一中的步骤(5)～(8)进行油气二次运移追踪；

(14)以运移方向、路径和距离为基础，结合储层、构造及其演化史，揭示油气分布规律，

F、方法三、应用化合物含量比值消除成熟度的影响并追踪油气运移的方法

非极性化合物，包括饱和烃、芳香烃在运移过程中不易被吸附，式(1)中a₃的绝对值非常小；非极性化合物的含量也会随成熟度发生变化，选择a₂相同的非极性化合物和微量极性化合物构成化合物对，其中微量极性化合物含量为分子、非极性化合物含量为分母，两者的比值与SMFI呈正比，该方法的应用条件是，原油未受生物降解或生物降解的影响已被消除，且不存在多源混合供油的情况，本方法的目的是确立普适的极性-非极性化合物对，以便直接消除成熟度的影响，采用下述步骤，消除成熟度的影响并进行油气运移追踪：

(1)进行油源分析，划分有机相；

(2)如果有机相单一，工区内存在狭长的输导体，且运移距离能够事先确定，按照上述方法一通过非线性回归分析，得到极性、非极性化合物,饱和烃、芳香烃的a₁、a₂和a₃值；

(3)按照上述方法一中的步骤(3)计算原油极性化合物的MII；若MII≥5％，比较非极性化合物和极性化合物的a₁、a₂和a₃参数，在a₃为零的非极性有机化合物中的饱和烃、芳香烃中选择其a₂与微量极性有机化合物，包括含氮化合物的a₂相同的构成极性-非极性化合物对；

(4)计算化合物对的比值，非极性化合物的含量为分母，称为SMFI₂；

(5)并应用参照点x₀处的SMFI₂值进行归一化，得到SMFI；

(6)若工区内不存在狭长的输导体，采用上述方法二获得a₂，选择a₂相同的非极性化合物和极性化合物构成极性-非极性化合物对；

(7)按照上述方法二中的步骤(5)～(7)，计算原油的MII；若MII≥5％，按照本方法三步骤(5)，计算SMFI；

(8)如果存在多个有机相且不存在多源混合供油的情况，按有机相对原油进行分类；对每个有机相的原油，通过本方法三中步骤(2)～(5)或(6)～(7)，计算各有机相原油中各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的SMFI；

(9)按照上述方法一中的步骤(5)，计算SMFI的几何平均值和比值；

(10)如果工区内存在狭长的输导体，按照上述方法一中的步骤(7)，进行一维油气运移追踪，确定油气运移方向、路径和距离，并揭示油气分布规律；

(11)若工区内不存在狭长的输导体，按照上述方法一中的步骤(8)，进行二维油气运移追踪，确定油气运移方向、路径和距离；

(12)若MII<5％，不需要计算SMFI，此时，用各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的浓度代替SMFI，通过上述方法一步骤(5)～(8)进行油气二次运移追踪；

(13)以运移方向、路径和距离为基础，结合储层、构造及其演化史，并揭示油气分布规律；

三、应用多因子分析消除有机相、成熟度和生物降解的影响并进行油气运移追踪的方法

步骤为：

(1)首先对原油样品的饱和烃、芳香烃和微量极性有机化合物，包括咔唑类化合物开展定量测试；

(2)计算各种油源对比参数、成熟度参数、原油成熟度和生物降解程度参数，并确定生物降解的程度；

(3)将饱和烃、芳香烃和微量极性有机化合物，包括咔唑类化合物的含量数据取对数后与本方法上述步骤(2)中计算得到的各种油源对比参数、成熟度参数、原油成熟度和生物降解程度参数的对数值一起进行R型因子分析；

(4)分析因子载荷矩阵并确定各因子的地球化学含义：生物降解参数突出的关联为生物降解因子；成熟度及其参数突出的关联为成熟度因子；油源对比参数突出的关联为有机相因子；微量极性化合物，包括咔唑类化合物突出的关联为层析作用总因子；

(5)仅将饱和烃、芳香烃和微量极性有机化合物，包括含氮化合物的含量取对数后的数据进行R型因子分析，对比两种因子载荷矩阵，再次鉴定生物降解因子、成熟度因子、有机相因子和层析作用总因子；这时得到的层析作用总因子较精确；

(6)将微量极性有机化合物按其结构或吸附能力进行分类，使用含氮化合物中的咔唑类化合物时分为裸露、屏蔽和半屏蔽烷基咔唑、苯并[a]咔唑与苯并[c]咔唑五种类型；将饱和烃和芳香烃含量的对数值分别与这5种咔唑类化合物含量的对数值组成5个二维矩阵，分别进行5次R型因子分析；从因子载荷矩阵中，分析、提取层析作用分类因子；也可以将饱和烃和芳香烃含量的对数值分别与每个咔唑化合物含量的对数值组成一系列二维矩阵，分别进行R型因子分析；从因子载荷矩阵中，分析、提取每个咔唑化合物的层析作用因子；

(7)对层析作用总因子、层析作用分类因子和每个咔唑化合物的层析作用因子进行反对数变换，变换后的层析作用总因子、层析作用分类因子和每个咔唑类化合物的层析作用因子数据与相应的SMFI呈正比，类似于SMFI₁，按照上述方法二中的步骤(8)，计算各因子的SMFI；

(8)计算裸露/屏蔽、裸露/半屏蔽和半屏蔽/屏蔽烷基咔唑层析作用分因子的SMFI的比值，以及苯并[a]咔唑与苯并[c]咔唑层析作用分因子的SMFI的比值；

(9)如果混合供油的油源在纵向上不是叠置的，可绘制层析作用因子、SMFI及其比值在平面上的分布图，按照上述方法一中的步骤(8)，进行油气运移二维追踪，确定运移的主要方向、路径和距离，并进行验证；按照上述方法一中的步骤(9)，揭示油气分布规律；

(10)如果混合供油的油源在纵向上是叠置的，制作层析作用因子、SMFI在三维空间中的分布图件，进行三维油气运移追踪：首先用超趋势面分析获得层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值在三维空间中分布的多项式方程，或用三维插值法计算出层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值在三维空间中的分布数据，对超趋势面方程用纵坐标，即埋藏深度，求偏导数，获得极值曲面，或者，对于用三维插值法获得的空间数据，在每个平面坐标点上，均求取纵坐标上的极值，并将这些极值点组成曲面；当远离生烃灶时，层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值下降；选择其极小下降曲面，称为主运移曲面，反映主要运移系统；求解层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值在主运移曲面上的分布，并绘制层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值在主运移曲面上分布的平面投影图；在主运移曲面上，当远离生烃灶时，层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值下降；选取其极小下降途径，称为主运移路径；沿主运移路径，制作层析作用因子、SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值的分布剖面，称主运移剖面；用输导体的平面和剖面资料验证主运移剖面中的极小下降途径；层析作用因子、SMFI及其几何平均值在主运移路径上的极小下降方向，为主运移方向；主运移路径的长度为相对运移距离；应用吸附能力强与吸附能力弱的化合物SMFI比值，弱者为分母数据，或层析作用因子的差值，重复进行上述三维追踪，进一步验证层析作用；通过三维追踪，可自动消除油源、有机相的影响，因此对于三维运移追踪，可不考虑油源对比参数及有关的化合物含量，但可以通过油源对比验证三维追踪得出的油源方面的结果，进一步确认三维追踪的可靠性；为了在三维追踪中定量评价成熟度的影响，选取层析作用因子或SMFI及裸露、半屏蔽和屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值分布图中的极小下降路径；沿着极小下降途径，确定参照点，读取相对运移距离；用极小下降途径上的成熟度和运移距离数据进行多项式回归分析，根据回归方程求得dRo/dx；用极小下降途径上微量极性有机化合物，包括咔唑类化合物的含量、成熟度和相对运移距离数据，经式(1)的非线性回归分析，求解各微量极性有机化合物,包括含氮化合物的a₁、a₂和a₃值，用式(2)计算MII。