[發(fā)明專利]一種富火山物質(zhì)烴源巖有機(jī)碳恢復(fù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410234489.9
• 申請(qǐng)日: 2014-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103983746A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林會(huì)喜;李艷麗;曲彥勝;張關(guān)龍;王圣柱;熊崢嶸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）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
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00;G01N33/22
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

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)

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。現(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TOC，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。火山活動(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)。

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。

目前，對(duì)于烴源巖的有機(jī)碳的恢復(fù)方法有：

（1）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。

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。

?（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H/C和O/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：

其中，m、n分別為原始有機(jī)質(zhì)的H/C、O/C值、p為烴產(chǎn)物累計(jì)平均H/C值；m′、n′分別為殘余有機(jī)質(zhì)的H/C，O/C值。

由物質(zhì)平衡可得出有機(jī)碳恢復(fù)系數(shù)為：

根據(jù)有機(jī)質(zhì)類型確定出m、n、p，再根據(jù)測(cè)得的m′、n′就可以進(jìn)行恢復(fù)。

然后確定原始生烴潛率為：

元素模型法的缺點(diǎn)是：理論性較強(qiáng)，利用高過(guò)成熟樣品即可，但是原始有機(jī)質(zhì)的H/C，O/C恢復(fù)難度較大，實(shí)驗(yàn)成本測(cè)定較高，同時(shí)沒(méi)有關(guān)聯(lián)火山物質(zhì)對(duì)烴源巖的影響。

（3）生烴動(dòng)力學(xué)法，用下式確定原始生烴潛量：

其中，I^O_H為原始生烴潛量，I_H為熱解氫指數(shù)，B為殘余油量，B₀為原生瀝青量，Xo為干酪根成油轉(zhuǎn)化率，Xg為干酪根生氣轉(zhuǎn)化率。

該方法的缺點(diǎn)是：公式中的關(guān)鍵參數(shù)成油、成氣轉(zhuǎn)化率需要根據(jù)生烴動(dòng)力學(xué)模型以及實(shí)驗(yàn)標(biāo)定參數(shù)來(lái)計(jì)算，而針對(duì)富火山物質(zhì)的烴源巖，目前還沒(méi)有較適合的生烴動(dòng)力學(xué)模型，理論性較強(qiáng)，操作難度大，同時(shí)并沒(méi)有涉及關(guān)于火山物質(zhì)對(duì)其的影響。

（4）降解率法：該方法由物質(zhì)平衡推算原始有機(jī)碳、殘余有機(jī)碳和殘余生烴潛力之間的關(guān)系，其關(guān)于火山物質(zhì)的影響未涉及。