一種富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法，包括如下步驟：選取樣品；測(cè)定烴源巖中火山物質(zhì)含量Z；烴源巖殘余有機(jī)碳分析及干酪根處理；利用元素分析法對(duì)富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)類型進(jìn)行劃分；數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)合計(jì)算有機(jī)碳恢復(fù)系數(shù)Kc；擬合Kc與火山物質(zhì)含量Z的相關(guān)函數(shù)。本發(fā)明通過(guò)對(duì)不同含量火山物質(zhì)烴源巖殘余有機(jī)碳進(jìn)行恢復(fù)，大大提高了烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)的精度；同時(shí)，基于研究區(qū)測(cè)試資料的恢復(fù)方法的研究，提高了資源量評(píng)價(jià)的可靠性，這一技術(shù)填補(bǔ)了復(fù)雜沉積構(gòu)造環(huán)境富火山物質(zhì)在有機(jī)質(zhì)豐度恢復(fù)方面的空白，充實(shí)了烴源巖評(píng)價(jià)理論，成果將大大推進(jìn)下一步資源評(píng)價(jià)工作的進(jìn)程。
【專利說(shuō)明】一種富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油地質(zhì)研究領(lǐng)域，具體涉及一種富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]巖石中烴源巖所含干酪根是生成石油和天然氣的母質(zhì)，是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)。優(yōu)質(zhì)的烴源巖往往發(fā)育在安靜的湖盆或靜海環(huán)境中，巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖以及含碳質(zhì)泥巖為主。成熟度(鏡質(zhì)體反射率Ro)往往在0.7?1.3%之間?，F(xiàn)有的烴源巖質(zhì)量豐度指標(biāo)主要指殘余有機(jī)碳含量T0C，也是建立在以上沉積環(huán)境以及巖性的基礎(chǔ)上。而在含油氣盆地勘探中往往會(huì)遇到一類富火山物質(zhì)(主要是長(zhǎng)石、石英以及橄欖石等凝灰質(zhì))的烴源巖，如準(zhǔn)噶爾盆地石炭-二疊系烴源巖、渤海灣盆地古近系烴源巖等?；鹕交顒?dòng)尤其是火山物質(zhì)的混入不僅改變了烴源巖的巖性，對(duì)烴源巖的生烴能力也產(chǎn)生了影響，如火山蝕變礦物沸石、綠泥石等的催化作用，橄欖石的加氫作用等，這導(dǎo)致若使用現(xiàn)有的有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這類烴源巖進(jìn)行評(píng)價(jià)，這類富火山物質(zhì)烴源巖由于有機(jī)質(zhì)豐度較低，常被評(píng)價(jià)為差-中等烴源巖，忽略了火山物質(zhì)的影響，影響了對(duì)其生油氣潛力的認(rèn)識(shí)，因此需要對(duì)其有機(jī)質(zhì)豐度進(jìn)行有針對(duì)性的恢復(fù)。
[0003]眾多學(xué)者對(duì)有機(jī)質(zhì)豐度恢復(fù)進(jìn)行過(guò)研究，但多是針對(duì)海相高演化階段碳酸鹽巖以及高演化階段泥巖為研究對(duì)象，采用降解率法、模擬法等進(jìn)行恢復(fù)，如在高演化階段，有機(jī)碳含量TOC和生烴潛量S1+S2會(huì)發(fā)生明顯減少，有機(jī)質(zhì)類型也會(huì)變差，(參考秦建中，《海相高演化烴源巖總有機(jī)碳恢復(fù)系數(shù)研究》，地球科學(xué))。對(duì)于有機(jī)質(zhì)類型較差的烴源巖，有機(jī)質(zhì)豐度TOC隨演化程度的增高不降反升(參照盧雙舫《地史過(guò)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》，地質(zhì)論評(píng))，或者對(duì)火山物質(zhì)的催化作用進(jìn)行定性的研究，如火山物質(zhì)蝕變以及催化作用可以降低生烴溫度并加快生烴速度(參照萬(wàn)叢禮，《火山礦物對(duì)烴源巖生烴演化作用的研究現(xiàn)狀》，油氣地質(zhì)與采收率)，由此可以假設(shè):火山物質(zhì)的混入改變了烴源巖的組成以及巖性，同時(shí)影響了其生烴能力，因此，富火山物質(zhì)的烴源巖原始有機(jī)碳含量以及生烴能力與火山物質(zhì)的含量有一定的關(guān)系，但是具有怎樣的定量關(guān)系，尚不得而知，有必要對(duì)富火山物質(zhì)原始有機(jī)碳進(jìn)行恢復(fù)，從而正確評(píng)價(jià)富火山物質(zhì)烴源巖的好壞并認(rèn)識(shí)富火山物質(zhì)烴源巖的潛力，這對(duì)于發(fā)育富火山物質(zhì)烴源巖(凝灰質(zhì)泥巖、沉凝灰?guī)r等)等含油氣盆地油氣勘探及資源潛力評(píng)價(jià)意義重大。
[0004]目前，對(duì)于烴源巖的有機(jī)碳的恢復(fù)方法有:
(I)熱模擬試驗(yàn)法，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)得到經(jīng)驗(yàn)公式和模板，即選取低成熟的相同有機(jī)質(zhì)類型的烴源巖進(jìn)行加熱，測(cè)定不同熱演化階段的生烴量及熱解參數(shù)，得到經(jīng)驗(yàn)公式或圖版。
[0005]熱模擬試驗(yàn)法的缺點(diǎn)是:該方法需要選取成熟度較低的烴源巖樣品，而富火山物質(zhì)烴源巖往往具有較高的成熟度，因此，實(shí)驗(yàn)樣品有一定的局限；由于是歸納性的方法，精度低，分析周期長(zhǎng)，操作難度大。
[0006](2)元素模型法，由于H、C、O可基本表征干酪根和油氣的化學(xué)元素組成，根據(jù)殘余有機(jī)質(zhì)的Η/C和Ο/C原子比推斷有機(jī)碳恢復(fù)系數(shù)。如果考慮到干酪根演化過(guò)程中以H2O和CO2形成脫出的氧原子量基本相等，可得出方程式:
【權(quán)利要求】
1.一種富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:選取樣品:選取富含火山物質(zhì)烴源巖樣品； 步驟二:通過(guò)烴源巖顯微鏡下觀察以及薄片鑒定，確定火山物質(zhì)含量百分含量Z ; 步驟三:烴源巖殘余有機(jī)碳分析及干酪根處理，步驟如下: (3-1)殘余有機(jī)碳分析:使用硫碳測(cè)定儀測(cè)得烴源巖中單位質(zhì)量巖石有機(jī)碳的含量TOC ； (3-2)干酪根處理:使用脂肪抽提器抽提烴源巖得到可溶物氯仿浙青A含量mA ;富集不溶物質(zhì)，利用重液浮選法分層去除重礦物，獲得干酪根； (3-3)利用高壓釜進(jìn)行封閉體系生烴模擬產(chǎn)物及質(zhì)量計(jì)算:將步驟(3-2)中抽提的不溶物干酪根置于高壓釜中進(jìn)行加熱，按照一定升溫速率進(jìn)行升溫，溫度范圍300~600°C，每個(gè)升溫速率熱解設(shè)置10~15個(gè)取樣溫度點(diǎn)，對(duì)每個(gè)取樣溫度點(diǎn)的氣態(tài)、液態(tài)熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率進(jìn)行計(jì)算，得到生成烴類的質(zhì)量M以及CO2的質(zhì)量Maj2 ； 步驟四:利用元素分析法對(duì)富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)類型進(jìn)行劃分，步驟如下: (4-1) C、H、O分析:將干酪根在石英管中熱解，由熱導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)出碳、氫、氧元素含量; (4-2)對(duì)比“烴源巖元素分析與有機(jī)質(zhì)類型關(guān)聯(lián)圖”，確定所選富火山物質(zhì)烴源巖樣品的有機(jī)質(zhì)類型； 步驟五:根據(jù)烴源巖生排烴前后的巖石物理模型計(jì)算有機(jī)碳恢復(fù)系數(shù)Kc，步驟如下: (5-1)計(jì)算各項(xiàng)參數(shù): 殘余巖石質(zhì)量:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法，其特征在于，還包括所述步驟五之后的步驟六: 擬合富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)系數(shù)Kc與烴源巖中火山物質(zhì)百分含量Z的相關(guān)圖，并獲得相關(guān)曲線Kc=f(Z)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法，其特征在于，所述步驟(5-1)中，烴源巖初始孔隙度對(duì)應(yīng)沒(méi)有大量生排烴時(shí)Rtl=0.5%埋深計(jì)算得0^=23% ； 生排烴之后巖石孔隙度Φ:對(duì)于鉆井巖心中的樣品，根據(jù)密度測(cè)井計(jì)算獲得孔隙度數(shù)值；對(duì)于野外樣品，根據(jù)烴源巖成熟度值泥巖壓實(shí)孔隙度與成熟度研究結(jié)果推算。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法，其特征在于，所述步驟(5-1)中 P ff=l.0g/cm3, P o=0.8g/cm3 ； P的取值:鉆井樣品根據(jù)密度測(cè)井獲得；露頭樣品參考石炭系鉆井WCl井石炭系凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)泥巖、沉凝灰?guī)r的密度值取P =2.5g/cm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法，其特征在于，所述步驟(5-1)中，通過(guò)對(duì)富火山物質(zhì)烴源巖進(jìn)行金管封閉體系模擬實(shí)驗(yàn)，模擬產(chǎn)物以甲烷為主，最大烴產(chǎn)率 M=l(T250mg/g.TOC，含碳率 K=75%，CO2 含碳率 K1=0.27。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法，其特征在于，所述步驟一中，所選的富火山物質(zhì)烴源巖樣品為準(zhǔn)噶爾盆地石炭系露頭以及鉆井烴源巖樣品，利用所述步驟四確定烴源巖干酪根類型如下: 對(duì)比“烴源巖元素分析與有機(jī)質(zhì)類型關(guān)聯(lián)圖”可知，準(zhǔn)噶爾盆地石炭系露頭以及鉆井烴源巖樣品中，下石灰統(tǒng)滴水泉組Cld以及與之層位相當(dāng)?shù)哪厦魉MCln的有機(jī)質(zhì)類型主要是混合型II型，上石灰統(tǒng)巴山組烴源巖C2b以及阿拉德依克賽組C2a的有機(jī)質(zhì)類型主要為腐殖型III型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法，其特征在于，所述步驟一中選取的富火山物質(zhì)烴源巖樣品包括泥巖、凝灰質(zhì)泥巖、沉凝灰?guī)r。
【文檔編號(hào)】G01N33/22GK103983746SQ201410234489
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】林會(huì)喜, 李艷麗, 曲彥勝, 張關(guān)龍, 王圣柱, 熊崢嶸 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司西部新區(qū)研究院