一種基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法，屬于非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。包含以下幾步：1)基于化學(xué)動(dòng)力學(xué)法評(píng)價(jià)烴源巖的生烴量；2)開(kāi)展烴源巖原始?xì)埩魺N量(S1)的恢復(fù)；3)基于物質(zhì)平衡法評(píng)價(jià)烴源巖的排烴量(排烴量＝生烴量?殘烴量)；4)致密油源巖超壓史恢復(fù)；5)建立烴源巖的排烴量與烴源巖地質(zhì)、地化參數(shù)的關(guān)系，厘定分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)的、有嚴(yán)格科學(xué)依據(jù)的、可操作的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)厘定方法，依據(jù)該方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)致密油源巖的分類評(píng)價(jià)，并刻畫出優(yōu)質(zhì)源巖的分布區(qū)。
【專利說(shuō)明】
一種基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法，屬于非常規(guī)油氣 勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 致密油氣是我國(guó)非常規(guī)油氣能源結(jié)構(gòu)中最為現(xiàn)實(shí)且可獲得的一種資源，盡管所有 相關(guān)決策者和研究者都認(rèn)識(shí)到了勘探開(kāi)發(fā)致密油氣的必然性和重要性，也取得了一些重要 的進(jìn)展，但總體上，我國(guó)致密油氣的勘探開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀與其所具有的的潛力相比還比較滯后。 由于致密儲(chǔ)層的低孔低滲特征，油氣在致密儲(chǔ)層中浮力難以驅(qū)動(dòng)油氣運(yùn)移，主要是在超壓 的驅(qū)動(dòng)下油氣在致密儲(chǔ)層中發(fā)生短距離運(yùn)移。因此，致密油源巖的分布往往制約著致密油 的分布。
[0003] 事實(shí)上，并非所有的烴源巖均具有較好的排烴能力，而只有從源巖中排替出來(lái)的 烴量才能對(duì)成藏有貢獻(xiàn)。目前，烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都是基于烴源巖的生烴能力，且主要依靠經(jīng) 驗(yàn)，缺乏嚴(yán)格的依據(jù)和科學(xué)性，比較主觀和隨意，分級(jí)數(shù)及界限差別較大，因此，本次從排烴 角度出發(fā)，探索建立一套科學(xué)的、有依據(jù)、可操作的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)方法，對(duì)致密油的 勘探、開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決目前針對(duì)致密油勘探中烴源巖評(píng)價(jià)所面臨的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基 于烴源巖排烴來(lái)建立致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立方法。主要是通過(guò)烴源巖的排烴量與 地質(zhì)/地化參數(shù)(有機(jī)質(zhì)豐度、類型、成熟、超壓）的關(guān)系，來(lái)厘定不同級(jí)別源巖的參數(shù)界限， 從而建立新的烴源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。具體包括以下步驟：
[0005] 步驟1)、在研究區(qū)烴源巖Rock-Eval和PY-GC實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用化學(xué)動(dòng)力學(xué)法開(kāi) 展源巖的生烴量評(píng)價(jià)；
[0006] 步驟2)、在烴源巖熱解液態(tài)殘留烴基礎(chǔ)上，通過(guò)重?zé)N和輕烴恢復(fù)，評(píng)價(jià)源巖的 原始?xì)埩魺N量；
[0007] 步驟3)、基于物質(zhì)平衡原理，對(duì)烴源巖的排烴量進(jìn)行定量評(píng)價(jià)；
[0008] 步驟4)、致密油源巖超壓評(píng)價(jià)；
[0009] 步驟5)、通過(guò)建立烴源巖的排烴量與地質(zhì)、地化參數(shù)，根據(jù)拐點(diǎn)來(lái)厘定烴源巖分級(jí) 的界限，從而建立分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
[0010] 進(jìn)一步的，上述步驟1)中烴源巖的生烴量評(píng)價(jià)是基于研究區(qū)源巖的生烴熱模擬實(shí) 驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果利用化學(xué)動(dòng)力學(xué)法進(jìn)行有機(jī)質(zhì)反應(yīng)活化能和反應(yīng)分?jǐn)?shù)的標(biāo)定，從而結(jié) 合研究區(qū)的沉積埋藏史和熱史，建立烴源巖的生烴剖面;所開(kāi)展的Rock-Eval和PY-GC實(shí)驗(yàn)， 需選取研究區(qū)未熟/低熟烴源巖樣品，并結(jié)合本地區(qū)的沉積埋藏史和熱史恢復(fù)結(jié)果建立烴 源巖的生烴剖面。
[0011] Rock-Eval實(shí)驗(yàn)為開(kāi)放體系實(shí)驗(yàn)，在Rock-Eval-II型熱解儀上進(jìn)行，分別按一定的 升溫速率(如10、20、30、40、50°(：/1^11)將樣品從200°(：恒速升溫至600°(：。實(shí)時(shí)記錄產(chǎn)物量與 加熱時(shí)間的關(guān)系，后經(jīng)累加并做歸一化處理即可得到產(chǎn)烴率一溫度關(guān)系曲線，用于標(biāo)定有 機(jī)質(zhì)生烴的化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型。
[0012] 進(jìn)一步的，化學(xué)動(dòng)力學(xué)法的生烴定量評(píng)價(jià)采用的是平行一級(jí)反應(yīng)模型，設(shè)干酪根 (KEO)成烴過(guò)程由一個(gè)系列(NO個(gè))平行一級(jí)反應(yīng)構(gòu)成，每個(gè)反應(yīng)對(duì)應(yīng)的活化能為EO 1，指前 因子AOi，并設(shè)對(duì)應(yīng)每一個(gè)反應(yīng)的干酪根的原始潛量為XOio，i = 1，2…NO，SP :
[0013] ⑴
[0014] (2)
[0015] (3)
[0016] 至?xí)r間t時(shí)，第i個(gè)反應(yīng)的生烴量為XOi，則有：
[0017] (4)
[0018] (5)
[0019]
[0020]其中KOi為第i個(gè)干酪根成烴反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)，R為氣體常數(shù)(8.31441 J/mol · k)，T為絕對(duì)溫度(K)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)采用恒速升溫(升溫速率D時(shí)）：
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
[0025]
[0026]
[0027] 5
[0028]通過(guò)標(biāo)定式(9)，即可獲得有關(guān)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)EOjPKO1，在此基礎(chǔ)上根據(jù)熱史和沉 積埋藏史，建立烴源巖轉(zhuǎn)化率與深度的關(guān)系；
[0029] 生烴量評(píng)價(jià)公式為：
[0030]
(10)
[0031] 其中：
[0032] S · H · P-源巖的重量，g;
[0033] TOCq-源巖中原始有機(jī)碳含量，％;
[0034] 4 一單位質(zhì)量有機(jī)質(zhì)的原始生烴潛力（如mgHC/gTOC或kgHC/tTOC，反映有機(jī)質(zhì)的 類型）；
[0035] F-成烴轉(zhuǎn)化率(無(wú)量綱，或用％百分?jǐn)?shù)表示)計(jì)算生油量時(shí)用成油轉(zhuǎn)化率，計(jì)算生 氣量時(shí)用成氣轉(zhuǎn)化率。
[0036] 為分別標(biāo)定有機(jī)質(zhì)成油、成氣的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，在相同的加熱溫度范圍和升溫速率 條件下，以30°C的溫度間隔收集熱解產(chǎn)物并進(jìn)行氣相一色譜分析（即PY-GC分析），從氣相色 譜圖上定出各溫度段氣體(C 1-C5)和液體(C6+)組分的相對(duì)含量，結(jié)合前一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即可得 出不同升溫速率條件下各溫度點(diǎn)的生油量和生氣量，進(jìn)而可以得出產(chǎn)油率一溫度和產(chǎn)氣 率一溫度的關(guān)系，供標(biāo)定有機(jī)質(zhì)成油、成氣的化學(xué)動(dòng)力學(xué)參數(shù)之用。
[0037] 進(jìn)一步的，所述步驟2)基于熱解殘留液態(tài)烴來(lái)評(píng)價(jià)源巖的殘留烴量，石油烴類包 含&~〇4〇的輕質(zhì)和重質(zhì)組分，Rock-Eval熱解實(shí)驗(yàn)測(cè)出的3 1是300°(：之前熱解出的烴(C33一）， 在&中仍有一部分高碳數(shù)烷烴和芳烴未能在300°C前熱解出來(lái)，要重?zé)N校正；同時(shí)在進(jìn)行熱 解實(shí)驗(yàn)前，泥頁(yè)巖樣品中殘留烴的輕質(zhì)部分(C 6~C13)已揮發(fā)，在實(shí)測(cè)51中沒(méi)有體現(xiàn)，故需要 輕烴補(bǔ)償。原始?xì)埩魺N類的恢復(fù)，關(guān)鍵是重?zé)N和輕烴校正系數(shù)的求取。
[0038]單個(gè)樣品點(diǎn)的殘留烴量恢復(fù)公式為：
[0039]
[0040] 式中：
[0041] qi-單位質(zhì)量源巖的原始?xì)埩艚?jīng)量，mg/g;
[0042] Si一熱解液態(tài)經(jīng)，mg/g;
[0043] Kas-輕烴校正系數(shù)；
[0044] KiIS-重?zé)N校正系數(shù)；
[0045] 實(shí)際地層中烴源巖所蘊(yùn)含的殘留烴含量為：
[0046] · H · P · q (12)
[0047] 式中：
[0048] 〇*糧一總原始?xì)埩艚?jīng)量；
[0049] S · H · P-源巖的重量。
[0050] 由于泥頁(yè)巖樣品在熱解實(shí)驗(yàn)前長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣當(dāng)中，其易揮發(fā)的輕烴部分 (C7~15)難以檢測(cè)，通過(guò)密閉取芯的方法檢測(cè)不僅成本較高，且不同樣品由于豐度、類型以及 成熟度均存在差異，其輕烴含量有所不同。本發(fā)明利用組分生烴動(dòng)力學(xué)法，通過(guò)對(duì)代表性樣 品的生烴熱模擬實(shí)驗(yàn)，分析不同溫度下不同組分的生成速率和生成量，在沉積埋藏史和熱 史恢復(fù)的基礎(chǔ)上，建立輕烴恢復(fù)系數(shù)與泥頁(yè)巖成熟度關(guān)系圖版。
[0051] 重?zé)N校正系數(shù)是利用研究區(qū)烴源巖樣品開(kāi)展熱解色譜分析參數(shù)校正實(shí)驗(yàn)，得出了 不同類型干酪根進(jìn)入S2的重質(zhì)組分(C 33~4〇)八&與31比值，從而確定了針對(duì)S1的重?zé)N校正系 數(shù)。
[0052] 進(jìn)一步的，上述步驟3)主要是基于物質(zhì)平衡原理，即烴源巖生烴量等于烴源巖的 排烴量和烴源巖內(nèi)殘留烴量之和，該步驟需要保證在相同源巖質(zhì)量下進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)，通過(guò) 對(duì)相同質(zhì)量源巖的生烴量和原始?xì)埩魺N定量評(píng)價(jià)，采用物質(zhì)平衡法計(jì)算出相同質(zhì)量源巖的 排烴量；
[0053 ] Qsna=(13)。
[0054]進(jìn)一步的，上述步驟4)中烴源巖內(nèi)超壓的評(píng)價(jià)，主要是根據(jù)快速沉積導(dǎo)致烴源巖 欠壓實(shí)所形成的的超壓和烴源巖內(nèi)有機(jī)質(zhì)生烴做形成的超壓，恢復(fù)烴源巖內(nèi)的超壓演化 史?？紤]烴源巖的欠壓實(shí)增壓和有機(jī)質(zhì)生烴增壓來(lái)完成致密油源巖的超壓史恢復(fù)，完成源 巖超壓定量評(píng)價(jià)。
[0055]欠壓實(shí)引起的超壓計(jì)算方程為：
[0056]
[0057]
[0058] 式中：
[0059] A-地層的骨架密度均值；
[0060] 歹/ 一地層的孔隙流體密度均值；
[0061] 歹一厚度H中骨架的平均密度；
[0062] t-地層的埋藏時(shí)間；
[0063] 5-地層各巖石壓縮系數(shù)的加權(quán)平均；
[0064] Φ -地層中點(diǎn)的孔隙度；
[0065] Φι-地層頂界的孔隙度；
[0066] h-地層的厚度。
[0067] 有機(jī)質(zhì)生油引起的超壓計(jì)算方程為：
[0068]
[0069] 式中：
[0070] A-為輕指數(shù)/1000;
[0071] F-生油轉(zhuǎn)化率；
[0072] α-石油殘留系數(shù)；
[0073] Ph-深度為h時(shí)的靜水壓力；
[0074] Pk-干酪根密度；
[0075] P。一地表處原油密度；
[0076] C。一原油的壓縮系數(shù)；
[0077] Cw-水的壓縮系數(shù)；
[0078] Ck 一干酪根的壓縮系數(shù)；
[0079] Mk-干酪根的質(zhì)量；
[0080] Vwl-水的體積。
[0081] 烴源巖內(nèi)總的超壓為：
[0082] Pa = Pa處陜+ Δ Pa逍由(17)
[0083]進(jìn)一步的，所述步驟5)通過(guò)建立單個(gè)烴源巖樣品點(diǎn)的排烴量與有機(jī)質(zhì)豐度、類型、 成熟度以及超壓的關(guān)系，根據(jù)拐點(diǎn)劃分烴源巖地質(zhì)、地化參數(shù)的界限，建立烴源巖分級(jí)評(píng)價(jià) 標(biāo)準(zhǔn)。
[0084] 根據(jù)步驟1)中所建立的生烴轉(zhuǎn)化率剖面，將現(xiàn)今實(shí)測(cè)的殘余有機(jī)碳含量恢復(fù)至原 始有機(jī)碳含量，建立烴源巖的排烴量與原始有機(jī)碳含量的關(guān)系，根據(jù)隨著原始有機(jī)碳含量 的增加，烴源巖的排烴量呈現(xiàn)三段式增加，根據(jù)三段式的拐點(diǎn)劃分原始有機(jī)碳含量的界限， 從而厘定現(xiàn)今殘余有機(jī)碳含量的分級(jí)。
[0085] 建立不同有機(jī)質(zhì)類型烴源巖的生烴潛力剖面和殘留烴剖面，從而反應(yīng)出不同類型 有機(jī)質(zhì)的排烴效率，以對(duì)有機(jī)質(zhì)類型的分級(jí)進(jìn)行劃分。
[0086] 建立烴源巖排烴量隨深度的變化規(guī)律，厘定烴源巖開(kāi)始排烴、開(kāi)始大量排烴時(shí)所 對(duì)應(yīng)的深度，并根據(jù)深度與有機(jī)質(zhì)成熟度的關(guān)系，厘定源巖開(kāi)始排烴和開(kāi)始大量排烴時(shí)所 對(duì)應(yīng)的成熟度。
[0087] 建立烴源巖排烴量與源巖超壓的關(guān)系，并根據(jù)二者之間的拐點(diǎn)厘定超壓的分級(jí)界 限。
[0088] 本發(fā)明的有益效果:實(shí)現(xiàn)了從排烴角度對(duì)致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)，將致密油源巖劃 分為三個(gè)等級(jí)，并厘定了不同級(jí)別源巖的地質(zhì)/地化參數(shù)界限。該方法和結(jié)果可靠性強(qiáng)，依 據(jù)充足，且易操作，對(duì)于致密油勘探開(kāi)發(fā)有著重要的指導(dǎo)意義。
[0089] 顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做出的修改和變化均屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0090] 當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整、更好地理解本發(fā)明， 以及可以更好的闡述本發(fā)明的科學(xué)性和實(shí)用性，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的 進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的實(shí)例說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明 的不當(dāng)限定，如圖其中：
[0091 ]圖1是致密油源巖的成烴轉(zhuǎn)化率剖面。
[0092] 圖2是致密油源巖不同碳數(shù)烴類的產(chǎn)烴率圖版
[0093] 圖3是致密油源巖內(nèi)殘留烴Sl的輕烴校正系數(shù)與成熟度關(guān)系。
[0094]圖4是致密油源巖的原始有機(jī)碳含量與單位質(zhì)量源巖的排烴量關(guān)系。
[0095] 圖5是致密油源巖中不同類型有機(jī)質(zhì)的生烴勢(shì)隨深度變化關(guān)系。
[0096] 圖6是致密油源巖的成熟度與深度的關(guān)系。
[0097] 圖7是致密油源巖內(nèi)的超壓與源巖的排烴量關(guān)系。
[0098] 圖8是致密油源巖內(nèi)的有機(jī)碳含量與源巖內(nèi)差壓的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0099] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0100] 本發(fā)明主要提出了一種基于致密油源巖排烴效率，從而對(duì)源巖的有機(jī)質(zhì)豐度、類 型、成熟度以及源內(nèi)超壓進(jìn)行分類評(píng)價(jià)的方法。
[0101] 基于生烴熱模擬實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行致密油源巖生烴的化學(xué)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的標(biāo)定，從而獲 得干酪根生油的活化能、反應(yīng)分?jǐn)?shù)以及指前因子的分布。通過(guò)對(duì)烴源巖的沉積埋藏史和熱 史進(jìn)行恢復(fù)，利用生烴動(dòng)力學(xué)模型，模擬致密油源巖在不同埋深下的成烴轉(zhuǎn)化率，從而建立 起干酪根生油、生氣、油裂解成氣等轉(zhuǎn)化率與深度的關(guān)系圖版(圖1)。
[0102] 根據(jù)致密油源巖樣品開(kāi)展了熱解色譜分析參數(shù)校正實(shí)驗(yàn)，得出了不同類型干酪根 進(jìn)入S2的重質(zhì)組分(C 33~4〇)厶&與31比值，從而確定了針對(duì)&的重?zé)N校正系數(shù)，見(jiàn)下表。
[0104]根據(jù)研究區(qū)致密油源巖的有機(jī)質(zhì)類型比例，加權(quán)平均從而獲得該地區(qū)致密油源巖 內(nèi)重?zé)N校正系數(shù)。利用組分生烴動(dòng)力學(xué)法，通過(guò)致密油源巖樣品的生烴熱模擬實(shí)驗(yàn)，分 析不同溫度下不同組分的生成速率和生成量（圖2)，在沉積埋藏史和熱史恢復(fù)的基礎(chǔ)上，建 立輕烴恢復(fù)系數(shù)與泥頁(yè)巖成熟度關(guān)系圖版（圖3)，從而根據(jù)致密油源巖的成熟度擬定輕烴 校正系數(shù)。在致密油源巖的生烴量和經(jīng)過(guò)重輕烴恢復(fù)的殘留烴量評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，基于物質(zhì)平 衡原理(排烴=生烴-殘留烴），即可獲得致密油源巖的排烴量。
[0105]根據(jù)烴源巖成烴轉(zhuǎn)化率圖版恢復(fù)原始有機(jī)質(zhì)含量，建立單位質(zhì)量巖石的最大排烴 量和原始有機(jī)碳含量(TOCti)的關(guān)系。由圖1可知，隨著原始有機(jī)質(zhì)含量的增加，單位巖石的 排烴量呈現(xiàn)典型的三分性，即：當(dāng)TOC t3小于1. 〇 %時(shí)，隨著有機(jī)碳含量的增加，單位質(zhì)量源巖 排烴量極低；當(dāng)TOCt3增大至2.5 %時(shí)，隨著有機(jī)碳含量的增加，單位質(zhì)量源巖排烴量緩慢增 加，但排烴量依然較低；當(dāng)TOCt3含量超過(guò)2.5 %時(shí)，隨著TOCt3含量的增加，單位質(zhì)量源巖排烴 量急劇增加。根據(jù)TOC恢復(fù)前后的對(duì)比，原始有機(jī)碳TOC t3為2.5%時(shí)，殘留有機(jī)碳TOC約為 2.0 % ;原始有機(jī)碳TOCt3為1.0 %時(shí)，殘留有機(jī)碳TOC約為0.8 %。因此，當(dāng)T0C>2.0 %時(shí)，烴源 巖為優(yōu)質(zhì)源巖；當(dāng)〇. 8 % <T0C〈2.0 %時(shí)，烴源巖為有效源巖，當(dāng)TOCXO. 8 %時(shí)，烴源巖為無(wú)效 烴源巖。
[0106] 圖2反映了不同類型有機(jī)質(zhì)的排烴隨深度變化趨勢(shì)。I型有機(jī)質(zhì)在1570m、II1型有 機(jī)質(zhì)在1640m進(jìn)入生烴門限，開(kāi)始大量排烴，當(dāng)埋深達(dá)到1900m時(shí)，Π 1型有機(jī)質(zhì)達(dá)到排烴高 峰，埋深在2050m時(shí)，I型有機(jī)質(zhì)達(dá)到排烴高峰，這與圖10中的1600m開(kāi)始大量排烴，2000m是 進(jìn)入排烴高峰的觀念一致。由圖2可知，I型有機(jī)質(zhì)的排烴量約為Π 1型有機(jī)質(zhì)的3~4倍，Π 2 型和m型有機(jī)質(zhì)排烴量極少或未排烴。因此，I型有機(jī)質(zhì)的排烴能力要優(yōu)于π i型有機(jī)質(zhì)，π 2 型和m型干酪根排烴能力最差，據(jù)此，定義富含I型有機(jī)質(zhì)的源巖為優(yōu)質(zhì)源巖，富含II1型有 機(jī)質(zhì)的源巖為有效源巖，富含π 2型和m型有機(jī)質(zhì)的源巖為無(wú)效烴源巖。
[0107] 烴源巖對(duì)油氣藏是否有貢獻(xiàn)，重點(diǎn)是關(guān)注源巖是否排烴，排多少烴，這就涉及到源 巖的排烴門限和最大排烴門限，即排烴門限控油氣成藏理論。如上所述，青一段烴源巖在 1600m左右開(kāi)始大量排烴，其對(duì)應(yīng)R。約為0.8% ;當(dāng)埋深達(dá)到2000時(shí)，源巖排烴量達(dá)到最大， 隨后基本保持不變，對(duì)應(yīng)的R。為1.0% (圖2、圖3)。因此，定義成熟度R。大于1.0%時(shí)為優(yōu)質(zhì)源 巖，當(dāng)0.8%〈RX1.0 %時(shí)源巖為有效源巖，當(dāng)有機(jī)質(zhì)成熟度R。小于0.8%時(shí)為無(wú)效源巖。
[0108] 根據(jù)致密油源巖的排烴量與源巖內(nèi)的超壓關(guān)系，如圖4所示，隨著源內(nèi)超壓的增 加，排烴量呈現(xiàn)正相關(guān)，在超壓約為6. SMpa是存在一個(gè)拐點(diǎn)，當(dāng)超壓小于6. SMpa是排烴量變 換緩慢，當(dāng)超壓超過(guò)6. SMpa是，排烴量急劇增加，這表明超壓約為6. SMpa是優(yōu)質(zhì)源巖和有效 源巖的分水嶺。根據(jù)超壓與殘余有機(jī)碳含量的關(guān)系也揭示，當(dāng)TOC約為2.0%時(shí)也出現(xiàn)拐點(diǎn)， 此時(shí)超壓約為7.2Mpa(圖5)。因此，將源內(nèi)超壓為7Mpa作為優(yōu)質(zhì)源巖和有效源巖的分界線。 當(dāng)TOC小于0.8 %時(shí)，源內(nèi)超壓基本都小于3Mpa，故將3Mpa作為有效源巖和無(wú)效源巖的分界 線。
[0109] 綜合上述的說(shuō)明，基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1)、在研究區(qū)烴源巖Rock-Eval和PY-GC實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用化學(xué)動(dòng)力學(xué)法開(kāi)展源 巖的生經(jīng)量評(píng)價(jià)； 步驟2)、在烴源巖熱解液態(tài)殘留烴基礎(chǔ)上，通過(guò)重?zé)N和輕烴恢復(fù)，評(píng)價(jià)源巖的原始 殘留烴量； 步驟3 )、基于物質(zhì)平衡原理，對(duì)烴源巖的排烴量進(jìn)行定量評(píng)價(jià)； 步驟4)、致密油源巖超壓評(píng)價(jià)； 步驟5)、通過(guò)建立烴源巖的排烴量與地質(zhì)、地化參數(shù)，根據(jù)拐點(diǎn)來(lái)厘定烴源巖分級(jí)的界 限，從而建立分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法，其特征 在于:所述步驟1)中烴源巖的生烴量評(píng)價(jià)是基于研究區(qū)源巖的生烴熱模擬實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí) 驗(yàn)結(jié)果利用化學(xué)動(dòng)力學(xué)法進(jìn)行有機(jī)質(zhì)反應(yīng)活化能和反應(yīng)分?jǐn)?shù)的標(biāo)定，從而結(jié)合研究區(qū)的沉 積埋藏史和熱史，建立烴源巖的生烴剖面。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法，其特征 在于:化學(xué)動(dòng)力學(xué)法的生烴定量評(píng)價(jià)采用的是平行一級(jí)反應(yīng)模型，設(shè)干酪根(KE0)成烴過(guò)程 由一個(gè)系列(NO個(gè))平行一級(jí)反應(yīng)構(gòu)成，每個(gè)反應(yīng)對(duì)應(yīng)的活化能為EOi，指前因子AOi，并設(shè)對(duì) 應(yīng)每一個(gè)反應(yīng)的干酪根的原始潛量為XOiQ，i = 1，2…NO，即：至?xí)r間t時(shí)，第i個(gè)反應(yīng)的生烴量為XOi，則有：i = l,2···,NO； 其中KOi為第i個(gè)干酪根成烴反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)，R為氣體常數(shù)(8.31441J/mol · k)，T 為絕對(duì)溫度(K)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)采用恒速升溫(升溫速率D時(shí)）：將上式從T〇-T積分，并注意到XOi (To) = 0，XOi (T) = XOi得：NO個(gè)平行反應(yīng)的總生烴量則為：通過(guò)標(biāo)定式(9)，即可獲得有關(guān)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)EOjPKOi，在此基礎(chǔ)上根據(jù)熱史和沉積埋 藏史，建立烴源巖轉(zhuǎn)化率與深度的關(guān)系； 生烴量評(píng)價(jià)公式為：其中： S · Η · P-源巖的重量，g; TOC*3-源巖中原始有機(jī)碳含量，％ ; 1| 一單位質(zhì)量有機(jī)質(zhì)的原始生烴潛力（如mgHC/gTOC或kgHC/tTOC，反映有機(jī)質(zhì)的類 型）； F-成烴轉(zhuǎn)化率(無(wú)量綱，或用％百分?jǐn)?shù)表示)計(jì)算生油量時(shí)用成油轉(zhuǎn)化率，計(jì)算生氣量 時(shí)用成氣轉(zhuǎn)化率。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法，其特征 在于:所述步驟2)基于熱解殘留液態(tài)烴來(lái)評(píng)價(jià)源巖的殘留烴量;單個(gè)樣品點(diǎn)的殘留烴量恢 復(fù)公式為： qi = Si+Si · KS5+S1 · Ksa (11) 式中： qi-單位質(zhì)量源巖的原始?xì)埩艚?jīng)量，mg/g; Si一熱解液態(tài)經(jīng)，mg/g; Kas-輕烴校正系數(shù)； Kjks-重經(jīng)校正系數(shù)； 實(shí)際地層中烴源巖所蘊(yùn)含的殘留烴含量為： 〇S_=S · Η · P · q (12) 式中： Cfesa-總原始?xì)埩艚?jīng)量； S · Η · P-源巖的重量。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法，其特征 在于:所述步驟3)通過(guò)對(duì)相同質(zhì)量源巖的生烴量和原始?xì)埩魺N定量評(píng)價(jià)，采用物質(zhì)平衡法 計(jì)算出相同質(zhì)量源巖的排烴量； Q?a= Ctea-Cfesa (13)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法，其特征 在于:所述步驟4)主要考慮烴源巖的欠壓實(shí)增壓和有機(jī)質(zhì)生烴增壓來(lái)完成致密油源巖的超 壓史恢復(fù)，完成源巖超壓定量評(píng)價(jià)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于排烴效率的致密油源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分方法，其特征 在于:所述步驟5)通過(guò)建立單個(gè)烴源巖樣品點(diǎn)的排烴量與有機(jī)質(zhì)豐度、類型、成熟度以及超 壓的關(guān)系，根據(jù)拐點(diǎn)劃分烴源巖地質(zhì)、地化參數(shù)的界限，建立烴源巖分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK106056459SQ201610378524
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】黃文彪, 盧雙舫, 薛海濤, 王偉明, 王民, 李吉君, 肖佃師, 陳方文
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)