一種地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于烴源巖生烴潛力研究技術(shù)，具體地講是關(guān)于一種地質(zhì)約束下高成熟 烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方法，屬于油氣地質(zhì)勘探領(lǐng)域中的資源評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 烴源巖評(píng)價(jià)是油氣資源評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容之一，而有機(jī)質(zhì)豐度作為烴源巖評(píng)價(jià)的關(guān) 鍵參數(shù)一直是石油地質(zhì)理論研究的重點(diǎn)。目前，石油地質(zhì)工作者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在地質(zhì)歷史過 程中，隨生、排烴作用的進(jìn)行，烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度是一個(gè)逐漸減小的過程，因此，反應(yīng)其豐 度的有機(jī)碳含量應(yīng)逐漸降低。對(duì)高、過成熟烴源巖來說，若用殘余有機(jī)碳含量進(jìn)行烴源巖評(píng) 價(jià)或計(jì)算油氣資源量，結(jié)果可能就會(huì)失真。而要客觀評(píng)價(jià)烴源巖的生烴能力必須對(duì)原始有 機(jī)碳進(jìn)行恢復(fù)。
[0003] 原始有機(jī)碳即烴源巖在生油門限前未大量生烴、排烴時(shí)的有機(jī)碳，許多學(xué)者都曾 利用模擬實(shí)驗(yàn)（秦建中等，海相高演化烴源巖總有機(jī)碳恢復(fù)系數(shù)研究）、數(shù)值模擬計(jì)算（盧 雙舫等，地史過程中烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度和生烴潛力變化的模擬計(jì)算；周總瑛，烴源巖演化中 有機(jī)碳質(zhì)量與含量變化定量分析）等方法，探討地質(zhì)演化過程中原始有機(jī)碳的恢復(fù)問題。 但是上述方法主要考慮了有機(jī)質(zhì)類型、巖石孔隙體積等內(nèi)在因素的影響，而未考慮溫度、壓 力、源儲(chǔ)配置關(guān)系等外在因素的影響。實(shí)際上，受地溫場、壓力場、構(gòu)造環(huán)境等條件影響，不 同地區(qū)烴源巖的生、排烴歷史具有顯著的差別，因此，對(duì)其原始有機(jī)碳的恢復(fù)不能一以貫 之。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始 有機(jī)碳恢復(fù)方法。該方法從具體研究區(qū)實(shí)際地質(zhì)條件出發(fā)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的限制揭示烴 源巖在地下的實(shí)際演化過程，能夠更加客觀、準(zhǔn)確地恢復(fù)烴源巖原始有機(jī)碳含量。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方 法，其包括以下步驟：
[0006] 步驟SlOl :根據(jù)研究區(qū)選取烴源巖樣品；
[0007] 步驟S102 :根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)條件建立研究區(qū)烴源巖的地質(zhì)模型，選取幾個(gè)研究區(qū) 烴源巖地質(zhì)模型中的烴源巖地質(zhì)演化過程中的關(guān)鍵地質(zhì)事件點(diǎn)，將選取的研究區(qū)烴源巖地 質(zhì)模型中各關(guān)鍵地質(zhì)事件點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地質(zhì)年代、埋藏深度、壓力、熱演化程度轉(zhuǎn)化成生排烴模 擬實(shí)驗(yàn)的各模擬點(diǎn)的溫度、壓力參數(shù)，以確定烴源巖樣品的生排烴模擬實(shí)驗(yàn)各模擬點(diǎn)的實(shí) 驗(yàn)條件；
[0008] 步驟S103 :根據(jù)步驟S102中確定的生排烴模擬實(shí)驗(yàn)各模擬點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)烴源 巖樣品進(jìn)行生排烴模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)每個(gè)模擬點(diǎn)實(shí)驗(yàn)后的烴源巖樣品殘余物進(jìn)行巖石熱解、有 機(jī)碳和干酪根元素分析，得到熱解分析成熟度參數(shù)T niax、有機(jī)碳含量T0C、干酪根碳、氫元素 含量數(shù)據(jù)；
[0009] 步驟S104:根據(jù)每個(gè)模擬點(diǎn)實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行的干酪根元素分析得到的干酪根H/C原子 比以及巖石熱解分析得到的熱解分析成熟度參數(shù)Tniax的線性相關(guān)性（以干酪根H/C原子比 為橫坐標(biāo)，以T niax為縱坐標(biāo)），確定所述的T _、T0C、干酪根碳、氫元素含量數(shù)據(jù)的可靠性，若 干酪根H/C原子比與熱解分析成熟度參數(shù)Tniax的線性相關(guān)性高，則所述的數(shù)據(jù)可靠，那么則 將各模擬點(diǎn)實(shí)驗(yàn)后分析得到數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)擬合（可以借助excel 2010數(shù)據(jù)擬 合工具）建立基于成熟度參數(shù)Tniax的原始有機(jī)碳恢復(fù)公式。
[0010] 在上述的地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方法中，優(yōu)選地，在所述步驟 SlOl中，根據(jù)研究區(qū)選取烴源巖樣品是從所述研究區(qū)中選取成熟度Ro小于0. 6%的烴源 巖，或者在所述研究區(qū)內(nèi)或外根據(jù)地質(zhì)條件選取有機(jī)地球化學(xué)特征（即沉積環(huán)境、母質(zhì)類 型、有機(jī)質(zhì)組成、巖性、有機(jī)質(zhì)豐度等）相似的烴源巖。
[0011] 在上述的地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方法中，優(yōu)選地，在所述步驟 S102中，所述研究區(qū)地質(zhì)條件包括研究區(qū)埋藏史、地溫史及構(gòu)造演化史等，所述根據(jù)研究區(qū) 地質(zhì)條件建立研究區(qū)烴源巖的地質(zhì)模型是利用PetroMod數(shù)值模擬軟件，得到研究區(qū)烴源 巖層系埋藏?zé)嵫莼穲D，以建立研究區(qū)烴源巖的地質(zhì)模型。
[0012] 在上述的地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方法中，優(yōu)選地，在所述步驟 S102中，所述烴源巖樣品的生排烴模擬實(shí)驗(yàn)各模擬點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)條件是通過以下步驟確定的： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間采用生排烴模擬實(shí)驗(yàn)常用的72h ;用生烴動(dòng)力學(xué)模型kinetics2. 4計(jì)算達(dá)到烴源 巖地質(zhì)演化過程中的關(guān)鍵地質(zhì)事件點(diǎn)（即烴源巖層系埋藏?zé)嵫莼穲D中的模擬點(diǎn)）的熱 成熟度時(shí)所用的實(shí)驗(yàn)溫度；以烴源巖地質(zhì)演化過程中的關(guān)鍵地質(zhì)事件點(diǎn)的埋藏深度的靜水 壓力（即地層壓力）的2. 1-2. 4倍為靜巖壓力，并使其作為實(shí)驗(yàn)靜壓；以所述靜水壓力的 1-1. 4倍為流體壓力，并使其作為實(shí)驗(yàn)流壓。
[0013] 在上述的地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方法中，優(yōu)選地，在所述步驟 S103中，對(duì)烴源巖樣品進(jìn)行生排烴模擬實(shí)驗(yàn)包括：（1)將烴源巖樣品洗凈、干燥后，粉碎至 顆粒狀并混合均勻；（2)稱取適量粉碎后的烴源巖樣品，壓制成圓柱體烴源巖樣品，并在壓 制過程中添加水至樣品飽和水；(3)將制備好的圓柱體烴源巖樣品整體密封在樣品室（樣 品室的形狀與尺寸與圓柱體烴源巖樣品相符）后，置于生排烴模擬實(shí)驗(yàn)裝置的反應(yīng)釜體 內(nèi)；（4)對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行反復(fù)試漏后抽真空進(jìn)行加熱，并以設(shè)定的升溫速率加熱到設(shè)定的溫 度點(diǎn)（即實(shí)驗(yàn)溫度），并設(shè)置實(shí)驗(yàn)靜壓和實(shí)驗(yàn)流壓（其中，實(shí)驗(yàn)靜壓是指反應(yīng)釜對(duì)樣品室施 加的壓力，實(shí)驗(yàn)流壓是指通過水栗使水流過樣品室之外而對(duì)樣品室施加的壓力），恒溫一段 時(shí)間（即實(shí)驗(yàn)時(shí)間）后，反應(yīng)結(jié)束；（5)待反應(yīng)釜冷卻至220°C，對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)后的烴源巖樣品 殘余物進(jìn)行收集，以待分析。其中，該實(shí)驗(yàn)所采用的生排烴模擬實(shí)驗(yàn)裝置（包括反應(yīng)釜（高 壓反應(yīng)釜）、加壓系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)等）可以為本領(lǐng)域常規(guī)的生排烴模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
[0014] 在上述的地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方法中，所述步驟S103中 的巖石熱解可以參照GB/T 18602-2012《巖石熱解分析》，有機(jī)碳分析可以參考GB/ T19145-2003《沉積巖中總有機(jī)碳的測定》，干酪根元素分析可以參考GB/T 19143-2003《巖 石有機(jī)質(zhì)中碳、氫、氧元素分析方法》。
[0015] 本發(fā)明提供了一種地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方法。該方法主要包 括：根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)條件選取烴源巖樣品；建立研究區(qū)烴源巖的地質(zhì)模型；根據(jù)模型確定 模擬實(shí)驗(yàn)條件；對(duì)所述烴源巖樣品進(jìn)行生排烴模擬；對(duì)模擬后的烴源巖殘余物進(jìn)行有機(jī)地 球化學(xué)分析測試；根據(jù)分析數(shù)據(jù)獲得原始有機(jī)碳恢復(fù)公式。該方法從具體研究區(qū)實(shí)際地質(zhì) 條件出發(fā)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的限制揭示烴源巖在地下的實(shí)際演化過程，以深層次認(rèn)識(shí)烴源 巖生烴演化規(guī)律，并通過公式進(jìn)行較快速準(zhǔn)確的原始有機(jī)碳恢復(fù)。利用本發(fā)明的烴源巖原 始有機(jī)碳恢復(fù)方法，可準(zhǔn)確地恢復(fù)高成熟烴源巖的原始有機(jī)碳含量，與傳統(tǒng)方法相比較，對(duì) 烴源巖生烴能力的評(píng)價(jià)結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠，能夠更加客觀、準(zhǔn)確地恢復(fù)烴源巖原始有機(jī)碳 含量。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方法流程圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的四川盆地川中地區(qū)筇竹寺組烴源巖地質(zhì)模型；
[0018] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的T_-H/C關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。
[0020] 下面以一具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明
[0021] 本實(shí)施例提供了一種地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機(jī)碳恢復(fù)方法，如圖1所 示，其包括以下步驟：
[0022] 步驟SlOl :從所述研究區(qū)中選取成熟度Ro小于0. 6 %的烴源巖，或者在所述研 究區(qū)內(nèi)或外根據(jù)地質(zhì)條件選取有機(jī)地球化學(xué)特征（即沉積環(huán)境、母質(zhì)類型、有機(jī)質(zhì)組成、巖 性、有機(jī)質(zhì)豐度等）相似的烴源巖；
[0023] 步驟S102 :根據(jù)研究區(qū)埋藏史、地溫史及構(gòu)造演化史等研究區(qū)地質(zhì)條件建立研 究區(qū)烴源巖的地質(zhì)模型，所述根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)條件建立研究區(qū)烴源巖的地質(zhì)模型是利用 PetroMod數(shù)值模擬軟件，得到研究區(qū)烴源巖層系埋藏?zé)嵫莼穲D，以建立研究區(qū)烴源巖的 地質(zhì)模型；選取幾個(gè)研究區(qū)烴源巖地質(zhì)模型中的烴源巖地質(zhì)演化過程中的關(guān)鍵地質(zhì)事件 點(diǎn)，將選取的研究區(qū)烴源巖地質(zhì)模型中各關(guān)鍵地質(zhì)事件點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地質(zhì)年代、埋藏深度、壓 力、熱演化程度轉(zhuǎn)化成生排烴模擬實(shí)驗(yàn)的各模擬點(diǎn)的溫度、壓力參數(shù)，以確定烴源巖樣品的 生排烴模擬實(shí)驗(yàn)各模擬點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)條件；具體地，所述烴源巖樣品的生排烴模擬實(shí)驗(yàn)各模擬 點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)條件是通過以下步驟確定的：實(shí)驗(yàn)時(shí)間采用生排烴模擬實(shí)驗(yàn)常用的72h ;用生烴 動(dòng)力學(xué)模型kinetics2. 4計(jì)算達(dá)到烴源巖地質(zhì)演化過程中的關(guān)鍵地質(zhì)事件點(diǎn)（即烴源巖層 系埋藏?zé)嵫莼穲D中的模擬點(diǎn)）的熱成熟度時(shí)所用的實(shí)驗(yàn)溫度；以烴源巖地質(zhì)演化過程中 的關(guān)鍵地質(zhì)事件點(diǎn)的埋藏深度的靜水壓力（即地層壓