海相高过成熟烃源岩残留烃量评价方法
技术领域
本发明属于油气开采
技术领域
，具体涉及一种海相高过成熟烃源岩残留烃量评价方法。背景技术
烃源岩层系中蕴藏着巨大的页岩油气资源，残留量的多少决定了页岩油气资源潜力的大小，残留量评价对于页岩油气资源评价、有利勘探目标优选具有重要意义。如何建立海相高过成熟烃源岩残留量评价模型并计算其残留烃量，这是地球化学界长期没有解决的难题，根本原因是海相高过成熟烃源岩成熟度普遍很高，缺乏未熟低熟烃源岩，无法重建烃源岩完整的生留排烃演化过程。
在评价烃源岩残留量过程中，最重要的参数包括生烃临界条件、残留烃潜力随热 演化程度的变化两个参数的确定。在评价高过成熟烃源岩残留烃量时，前人为了解决这个 问题，主要采用以下方法：1）按照经验，人为取生烃临界条件，例如，热演化程度（即镜质 体反射率）为0.4%、0.5%、0.6%等；2）用同一盆地浅层较新地层的未熟低熟海相烃源岩、不同 盆地同一年代地层的未熟低熟海相烃源岩来弥补研究区未熟低熟烃源岩样品的缺乏，基于 生烃潜力法计算残留烃量。
以上方法存在如下不足：第一，不同类型的烃源岩开始排烃的临界条件不一样，不同的学者定的生烃临界条件因人而异，因此该做法太主观，既缺乏科学性，也不能被广泛应用；第二，寻找代替的未熟低熟烃源岩样品也困难，在我国下古生界海相地层还没有发现过未熟低熟烃源岩，古老海相地层中缺乏未熟低熟烃源岩是很普遍的现象；并且，使用同一个盆地浅层较新地层或者不同盆地的未熟低熟样品作为补充样品存在较大问题，其沉积环境、有机相、有机质类型和有机质富集条件都有较大差异，而这是烃源岩生留排烃演化重要影响因素。烃源岩残留烃特征认识不清，就难以从成因上科学地预测页岩油气资源潜力，最终影响页岩油气勘探目标选区评价。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的高过成熟烃源岩残留烃量评价方法精度差、依赖未熟低熟样品的问题，本发明提供了一种海相高过成熟烃源岩残留烃量评价方法，该方法包括以下步骤：步骤S100，建立高过成熟烃源岩生烃潜力演化剖面图和烃源岩氢指数演化剖面图；步骤S200，确定高过成熟烃源岩排烃临界条件，反演烃源岩原始生烃潜力；步骤S300，反演高过成熟烃源岩生烃临界条件；步骤S400，建立高过成熟烃源岩生排残留烃模型；步骤S500，确定高过成熟烃源岩生烃率、排烃率和残留烃率；步骤S600，计算高过成熟烃源岩残留烃强度和残留烃量。
在一些优选实施例中，步骤S100的建立方法具体包括：根据烃源岩热解实验获得生烃潜力指数、氢指数和等效境质体反射率。
在镜质体缺乏的海相地层，基于所述生烃潜力指数、所述氢指数和所述等效境质体反射率，建立高过成熟烃源岩生烃潜力演化剖面图以及烃源岩氢指数演化剖面图；所述高过成熟烃源岩生烃潜力演化剖面图为所述生烃潜力指数与所述等效境质体反射率的关系图；所述高过成熟烃源岩氢指数演化剖面图为所述氢指数与所述等效境质体反射率的关系图。
所述生烃潜力指数为；其中，分别为单位质量烃源岩样品 加热到300℃、300℃-600℃时获得的烃量，单位为mg HC/g； 为单位质量烃源岩中的总 有机碳含量，单位为mg/g。
所述氢指数为。
所述等效境质体反射率为，；其中，为烃源岩热解实验最 高热解峰温。
在一些优选实施例中，所述高过成熟烃源岩排烃临界条件的确定方法为：根据包 裹体实验获得流体包裹体均一温度分布图；基于所述流体包裹体均一温度分布图确定第一 期包裹体均一温度主峰值；根据典型井沉积埋藏史及热演化史图获取在所述第一期包裹体 均一温度主峰值时等温线上对应的最小值；此值为，即为排烃临界条件对应的排烃临 界成熟度。
在一些优选实施例中，所述高过成熟烃源岩原始生烃潜力的反演方法为：根据所 述烃源岩生烃潜力演化剖面图获取生烃潜力指数包络线；+，其中，a、b、c、 d均为常数。
基于所述生烃潜力指数包络线和所述排烃临界成熟度，获取烃源岩原始生烃潜力；。
在一些优选实施例中，所述高过成熟烃源岩生烃临界条件的反演方法为：基于所 述烃源岩氢指数演化剖面图获取氢指数包络线；+，其中，e、f、g、h均为常数。
基于所述高过成熟烃源岩氢指数包络线、所述高过成熟烃源岩原始生烃潜力，获 得高过成熟烃源岩生烃临界条件；其中为所述氢指数包络线与所述高过成熟烃源岩 原始生烃潜力的交点处对应的等效境质体反射率。
在一些优选实施例中，所述高过成熟烃源岩生排残留烃模型的建立方法为：基于 所述高过成熟烃源岩生烃潜力演化剖面图、所述高过成熟烃源岩氢指数演化剖面图、所述 高过成熟烃源岩排烃临界条件、所述高过成熟烃源岩原始生烃潜力、所述高过成熟烃源岩 生烃临界条件以及MATLAB软件，建立高过成熟烃源岩生排残留烃模型，并在模型中标识、、、和。
在一些优选实施例中，步骤S500具体包括：基于所述高过成熟烃源岩生排残留烃模型，计算高过成熟烃源岩生烃率、排烃率和残留烃率。
所述烃源岩生烃率为，。
所述烃源岩排烃率为，。
所述烃源岩残留烃率为，=。
在一些优选实施例中，所述烃源岩残留烃强度的计算方法具体为：根据不同热演 化阶段对应的排烃率、有机质丰度、烃源岩的厚度以及密度积分，获取烃源岩在不同热演化 阶段的残留烃强度。
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H为烃源岩的厚度；为烃源岩的密度；为烃源岩的分布面积；为烃源岩的原始 总有机碳含量。
在一些优选实施例中，。
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在一些优选实施例中，基于所述残留烃强度获取各地质时期的残留烃总量。
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1)本发明建立了高过成熟烃源岩残留烃新模型，该模型不依赖未熟低熟样品，可研究高过成熟烃源岩残留烃特征。
2)本发明形成了海相高过成熟烃源岩残留烃量评价的新方法及流程，可更加科学地计算未熟低熟样品缺乏的地层海相烃源岩残留烃量，为高过成熟烃源岩发育区页岩油气资源评价提供科学依据，为页岩油气勘探目标选区评价提供有力的理论指导和技术支撑。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是本发明的一种实施例的流程示意图。
图2是本发明中的高过成熟烃源岩生排残留烃概念模型图。
图3是四川盆地震旦系高过成熟藻云岩烃源岩生烃潜力、氢指数演化剖面。
图4是四川盆地震旦系白云岩流体包裹体均一温度分布柱状图。
图5是四川盆地磨溪8井沉积埋藏史及热演化史图。
图6是四川盆地震旦系高过成熟藻云岩烃源岩生排残留模型。
图7是四川盆地震旦系藻云岩烃源岩现今残留烃强度图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
本发明提供了一种海相高过成熟烃源岩残留烃量评价方法，该方法包括以下步 骤：步骤S100，建立高过成熟烃源岩生烃潜力演化剖面图和烃源岩氢指数演化剖面图；具体 包括：根据烃源岩热解实验获得生烃潜力指数（）、氢指数（）和 等效境质体反射率；在镜质体缺乏的海相地层，基于生烃潜力指数、氢指数和等效境质体 反射率，建立烃源岩生烃潜力演化剖面图以及烃源岩氢指数演化剖面图；其中，烃源岩生烃 潜力演化剖面图为生烃潜力指数与等效境质体反射率的关系图；烃源岩氢指数演化剖面图 为氢指数与等效境质体反射率的关系图。
步骤S200，确定高过成熟烃源岩排烃临界条件，反演高过成熟烃源岩原始生烃潜 力；其中排烃临界条件的确定方法为根据包裹体实验获得流体包裹体均一温度分布图；基 于获取的流体包裹体均一温度分布图确定第一期包裹体均一温度主峰值；根据典型井沉积 埋藏史及热演化史图获取在所述第一期包裹体均一温度主峰值时等温线上对应的最小值；此值为，即为排烃临界条件对应的排烃临界成熟度。烃源岩原始生烃潜力的反演方 法为：根据烃源岩生烃潜力演化剖面图获取生烃潜力指数包络线；+，其 中，a、b、c、d均为常数；基于生烃潜力指数包络线和排烃临界成熟度，获取烃源岩原始生烃 潜力；。
步骤S300，反演高过成熟烃源岩生烃临界条件；具体包括基于高过成熟烃源岩氢 指数演化剖面图获取氢指数包络线；基于该氢指数包络线、烃源岩原始生烃潜力，获得两 者的交点处对应的等效境质体反射率即为烃源岩生烃临界条件。
步骤S400，建立高过成熟烃源岩生排残留烃模型；具体包括基于高过成熟烃源岩生烃潜力演化剖面图、高过成熟烃源岩氢指数演化剖面图、高过成熟排烃临界条件、高过成熟烃源岩原始生烃潜力、高过成熟烃源岩生烃临界条件以及MATLAB软件，建立高过成熟烃源岩生排残留烃模型。
步骤S500，确定高过成熟烃源岩生烃率、排烃率和残留烃率；具体包括基于高过成 熟烃源岩生排残留烃模型，计算烃源岩生烃率、烃源岩排烃率和烃源岩残留烃率；其 中，；；=。
步骤S600，计算高过成熟烃源岩残留烃强度和残留烃量；具体包括根据不同热演 化阶段对应的排烃率、有机质丰度、烃源岩的厚度以及密度积分，获取烃源岩在不同热演化 阶段的残留烃强度；基于该残留烃强度获取各地质时期的残留烃总量。
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本发明可以建立不依赖低熟样品、适应于高过成熟烃源岩残留烃评价的模型，形成海相高过成熟烃源岩残留烃量评价方法，为页岩油气资源评价提供科学依据，为页岩油气勘探目标选区评价提供有力的理论指导和技术支撑。
以下参照附图并结合四川盆地的实施例进一步说明本发明。
四川盆地位于中国中部，盆地面积约19×104 km2，是中国主要的天然气产区之一。四川盆地是一个典型的叠合含油气盆地，经历了多旋回构造运动及多类型盆地的叠加改造，形成了多套生储盖组合，具有多层系含油气的特点。四川盆地震旦系至下三叠统为海相碳酸盐岩地层，本申请研究目的层位为震旦系上统灯影组，根据岩性和生物特征自上而下将灯影组划分为灯四(Z2d4)、灯三(Z2d3)、灯二(Z2d2)和灯一(Z2d1)四个岩性段。其中灯影组藻云岩四川盆地震旦系重要的烃源岩，主要分布在灯四(Z2d4)和灯二(Z2d2)段，埋深超过5000m，烃源岩全部达到高-过成熟热演化阶段，厚度在300 m-1350 m，在四川盆地广泛分布。
参照附图1至附图7，本发明提出了一种海相高过成熟烃源岩残留烃量评价方法， 其中，建立高过成熟烃源岩排烃概念模型如图2所示，包括以下步骤：步骤S100，建立高过成 熟烃源岩生烃潜力演化剖面和烃源岩氢指数演化剖面。根据四川盆地震旦系藻云岩烃源岩 热解实验获得的参数，计算得到生烃潜力指数（）、氢指数（）、 等效境质体反射率。
在镜质体缺乏的海相地层，基于生烃潜力指数、氢指数和等效境质体反射率，建立高过成熟烃源岩生烃潜力演化剖面图以及烃源岩氢指数演化剖面图（附图3）；烃源岩生烃潜力演化剖面图为生烃潜力指数随等效境质体反射率变化的关系图；烃源岩氢指数演化剖面图为氢指数随等效境质体反射率变化的关系图。
进一步地，；其中，为烃源岩热解实验最高热解峰温；的 单位为%，的单位为℃。
步骤S200，确定四川盆地震旦系高过成熟藻云岩烃源岩排烃临界条件，反演烃源 岩原始生烃潜力。首先通过镜下薄片分析和地质分析，四川盆地灯影组有三期包裹体形成， 第一期包裹体形成于白云岩晶粒中，通过灯影组包裹体实验分析获得流体包裹体均一温度 分布图（图4），确定第一期包裹体均一温度峰温在120 ℃ 和 130 ℃之间，为了定量表征， 取中间值125 ℃（最为最终主峰值），代表在这个古地温下烃源岩开始大量排烃。结合四川 盆地典型井磨溪8井沉积埋藏史及热演化史图（图5），反演灯影组藻云岩烃源岩排烃临界成 熟度，在该图上，灯影组125 ℃等温线上最小的即为灯影组藻云岩烃源岩排烃临界成 熟度，其为0.92%，代表四川盆地震旦系藻云岩在为0.92%烃源岩开始大量排烃，即排 烃临界成熟度（）对应为=0.92%。
根据高过成熟烃源岩生烃潜力演化剖面图获取生烃潜力指数包络线；+53.48。
根据高过成熟烃源岩生烃潜力指数包络线和排烃临界成熟度，获取烃源岩原始生 烃潜力；具体地，根据生烃潜力指数包络线和热演化程度的关系拟合两者的数学关系式， 在烃源岩排烃演化剖面上，排烃临界成熟度处对应的生烃潜力即为烃源岩原始生烃潜力， 根据计算，四川盆地震旦系藻云岩原始生烃潜力，即756 mg HC/g TOC。
进一步地，反演四川盆地震旦系高过成熟藻云岩烃源岩生烃临界条件。
根据建立的四川盆地震旦系藻云岩烃源岩氢指数演化剖面图获得氢指数包络线，+；根据获得的四川盆地震旦系藻云岩原始生烃潜力以及该氢指 数包络线，获得烃源岩生烃临界条件（即氢指数包络线与烃源岩原始生烃潜力的交点处 对应的等效境质体反射率），在本实施例中，。
步骤S400，基于高过成熟烃源岩生烃潜力演化剖面图、烃源岩氢指数演化剖面图、 排烃临界条件、烃源岩原始生烃潜力、烃源岩生烃临界条件以及MATLAB软件，建立高过成熟 烃源岩生排残留烃模型（在本实施例中，建立四川盆地震旦系藻云岩烃源岩高过成熟烃源 岩生排残留烃模型，图6），并在模型中标识、、、和。该模型上，烃源岩的生烃潜 力、氢指数随着热成熟度的增加而减小。
步骤S500，确定四川盆地震旦系高过成熟藻云岩烃源岩生烃率、排烃率和残留烃 率。基于高过成熟烃源岩生排残留烃模型，计算烃源岩生烃率、烃源岩排烃率和烃源岩 残留烃率。
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=。
=。
步骤S600，确定四川盆地震旦系藻云岩烃源岩残留烃强度和残留烃量。根据不同 热演化阶段对应的排烃率、有机质丰度、烃源岩的厚度以及密度积分，获取烃源岩在不同热 演化阶段的残留烃强度，基于该残留烃强度获取各地质时期的残留烃总量。
其中，，H为烃源岩的厚度；为烃源岩的密度；为 烃源岩的分布面积；为烃源岩的原始总有机碳含量。
。
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进一步地，参照附图7，图7为四川盆地震旦系藻云岩烃源岩现今残留烃强度分布 图，残留烃强度最高为，四川盆地震旦系藻云岩烃源岩残留烃总量为油当量。页岩气有利勘探目标区位于残留烃强度最高的区域。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中方法的实施步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
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