一種地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機碳恢復方法
【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 烴源巖原始有機碳恢復方法，屬于油氣地質(zhì)勘探領(lǐng)域中的資源評價技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 烴源巖評價是油氣資源評價的重要內(nèi)容之一，而有機質(zhì)豐度作為烴源巖評價的關(guān) 鍵參數(shù)一直是石油地質(zhì)理論研究的重點。目前，石油地質(zhì)工作者已經(jīng)認識到在地質(zhì)歷史過 程中，隨生、排烴作用的進行，烴源巖的有機質(zhì)豐度是一個逐漸減小的過程，因此，反應其豐 度的有機碳含量應逐漸降低。對高、過成熟烴源巖來說，若用殘余有機碳含量進行烴源巖評 價或計算油氣資源量，結(jié)果可能就會失真。而要客觀評價烴源巖的生烴能力必須對原始有 機碳進行恢復。
[0003] 原始有機碳即烴源巖在生油門限前未大量生烴、排烴時的有機碳，許多學者都曾 利用模擬實驗（秦建中等，海相高演化烴源巖總有機碳恢復系數(shù)研究）、數(shù)值模擬計算（盧 雙舫等，地史過程中烴源巖有機質(zhì)豐度和生烴潛力變化的模擬計算；周總瑛，烴源巖演化中 有機碳質(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碳的恢復問題。 但是上述方法主要考慮了有機質(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、源儲配置關(guān)系等外在因素的影響。實際上，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，對其原始有機碳的恢復不能一以貫 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 有機碳恢復方法。該方法從具體研究區(qū)實際地質(zhì)條件出發(fā)，通過對實驗條件的限制揭示烴 源巖在地下的實際演化過程，能夠更加客觀、準確地恢復烴源巖原始有機碳含量。
[0005] 為達到上述目的，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碳恢復方 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，將選取的研究區(qū)烴源巖地 質(zhì)模型中各關(guān)鍵地質(zhì)事件點對應的地質(zhì)年代、埋藏深度、壓力、熱演化程度轉(zhuǎn)化成生排烴模 擬實驗的各模擬點的溫度、壓力參數(shù)，以確定烴源巖樣品的生排烴模擬實驗各模擬點的實 驗條件；
[0008] 步驟S103 :根據(jù)步驟S102中確定的生排烴模擬實驗各模擬點的實驗條件，對烴源 巖樣品進行生排烴模擬實驗，對每個模擬點實驗后的烴源巖樣品殘余物進行巖石熱解、有 機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)每個模擬點實驗后進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，以T niax為縱坐標），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 將各模擬點實驗后分析得到數(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的原始有機碳恢復公式。
[0010] 在上述的地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機碳恢復方法中，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)條件選取有機地球化學特征（即沉積環(huán)境、母質(zhì)類 型、有機質(zhì)組成、巖性、有機質(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碳恢復方法中，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 巖層系埋藏熱演化史圖，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碳恢復方法中，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驗各模擬點的實驗條件是通過以下步驟確定的： 實驗時間采用生排烴模擬實驗常用的72h ;用生烴動力學模型kinetics2. 4計算達到烴源 巖地質(zhì)演化過程中的關(guān)鍵地質(zhì)事件點（即烴源巖層系埋藏熱演化史圖中的模擬點）的熱 成熟度時所用的實驗溫度；以烴源巖地質(zhì)演化過程中的關(guān)鍵地質(zhì)事件點的埋藏深度的靜水 壓力（即地層壓力）的2. 1-2. 4倍為靜巖壓力，并使其作為實驗靜壓；以所述靜水壓力的 1-1. 4倍為流體壓力，并使其作為實驗流壓。
[0013] 在上述的地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機碳恢復方法中，優(yōu)選地，在所述步驟 S103中，對烴源巖樣品進行生排烴模擬實驗包括：（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，置于生排烴模擬實驗裝置的反應釜體 內(nèi)；（4)對反應釜進行反復試漏后抽真空進行加熱，并以設(shè)定的升溫速率加熱到設(shè)定的溫 度點（即實驗溫度），并設(shè)置實驗靜壓和實驗流壓（其中，實驗靜壓是指反應釜對樣品室施 加的壓力，實驗流壓是指通過水栗使水流過樣品室之外而對樣品室施加的壓力），恒溫一段 時間（即實驗時間）后，反應結(jié)束；（5)待反應釜冷卻至220°C，對模擬實驗后的烴源巖樣品 殘余物進行收集，以待分析。其中，該實驗所采用的生排烴模擬實驗裝置（包括反應釜（高 壓反應釜）、加壓系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)等）可以為本領(lǐng)域常規(guī)的生排烴模擬實驗裝置。
[0014] 在上述的地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機碳恢復方法中，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》，有機碳分析可以參考GB/ T19145-2003《沉積巖中總有機碳的測定》，干酪根元素分析可以參考GB/T 19143-2003《巖 石有機質(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碳恢復方法。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 模擬實驗條件；對所述烴源巖樣品進行生排烴模擬；對模擬后的烴源巖殘余物進行有機地 球化學分析測試；根據(jù)分析數(shù)據(jù)獲得原始有機碳恢復公式。該方法從具體研究區(qū)實際地質(zhì) 條件出發(fā)，通過對實驗條件的限制揭示烴源巖在地下的實際演化過程，以深層次認識烴源 巖生烴演化規(guī)律，并通過公式進行較快速準確的原始有機碳恢復。利用本發(fā)明的烴源巖原 始有機碳恢復方法，可準確地恢復高成熟烴源巖的原始有機碳含量，與傳統(tǒng)方法相比較，對 烴源巖生烴能力的評價結(jié)果更為準確可靠，能夠更加客觀、準確地恢復烴源巖原始有機碳 含量。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實施例中的地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機碳恢復方法流程圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明實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)明實施例中的T_-H/C關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0019] 為了對本發(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)對本發(fā)明的技 術(shù)方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
[0020] 下面以一具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明
[0021] 本實施例提供了一種地質(zhì)約束下高成熟烴源巖原始有機碳恢復方法，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)條件選取有機地球化學特征（即沉積環(huán)境、母質(zhì)類型、有機質(zhì)組成、巖 性、有機質(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)烴源巖層系埋藏熱演化史圖，以建立研究區(qū)烴源巖的 地質(zhì)模型；選取幾個研究區(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，將選取的研究區(qū)烴源巖地質(zhì)模型中各關(guān)鍵地質(zhì)事件點對應的地質(zhì)年代、埋藏深度、壓 力、熱演化程度轉(zhuǎn)化成生排烴模擬實驗的各模擬點的溫度、壓力參數(shù)，以確定烴源巖樣品的 生排烴模擬實驗各模擬點的實驗條件；具體地，所述烴源巖樣品的生排烴模擬實驗各模擬 點的實驗條件是通過以下步驟確定的：實驗時間采用生排烴模擬實驗常用的72h ;用生烴 動力學模型kinetics2. 4計算達到烴源巖地質(zhì)演化過程中的關(guān)鍵地質(zhì)事件點（即烴源巖層 系埋藏熱演化史圖中的模擬點）的熱成熟度時所用的實驗溫度；以烴源巖地質(zhì)演化過程中 的關(guān)鍵地質(zhì)事件點的埋藏深度的靜水壓力（即地層壓