[發(fā)明專利]密閉體系下頁(yè)巖油氣產(chǎn)率評(píng)價(jià)模型建立及參數(shù)標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410391014.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN104156593B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李吉君;王民;黃愛華;王志偉;王文廣;盧雙舫;薛海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非常規(guī)頁(yè)巖油氣資源評(píng)價(jià)方法，特別是關(guān)于一種密閉體系下頁(yè)巖油氣產(chǎn)率評(píng)價(jià)模型建立及參數(shù)標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展對(duì)能源需求的日益攀升和常規(guī)油氣資源的不斷消耗，使油氣供需矛盾日益突出，隨著石油、天然氣等可耗竭資源價(jià)格的不斷走高，頁(yè)巖油氣的開采、利用逐漸具備經(jīng)濟(jì)性，此外，頁(yè)巖油氣的開采、利用也順應(yīng)了我國(guó)能源結(jié)構(gòu)清潔化的調(diào)整方向。因此，盡快實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油氣規(guī)模開發(fā)，對(duì)緩解我國(guó)油氣資源短缺的現(xiàn)狀、形成油氣勘探開發(fā)新格局、改變我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、保障國(guó)家能源安全以及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等都具有十分重要的意義。

中國(guó)的頁(yè)巖油和頁(yè)巖氣資源豐富，分別位居世界第三(年產(chǎn)油量為46億噸)和世界第一(年產(chǎn)氣量為32萬(wàn)億方)，但是中國(guó)的頁(yè)巖油和頁(yè)巖氣更多的富集在相對(duì)較純的泥頁(yè)巖中，油氣成藏復(fù)雜、儲(chǔ)集空間復(fù)雜致使其具有結(jié)構(gòu)多尺度和非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，另外，因儲(chǔ)層孔滲極低而需水平井大規(guī)模體積壓裂等，上述這些問題致使中國(guó)的頁(yè)巖油氣開發(fā)難度巨大。為了成功的開采出真正有價(jià)值的頁(yè)巖油氣，緩解中國(guó)油氣緊張的現(xiàn)狀，首先需要解決泥頁(yè)巖的成儲(chǔ)、賦存機(jī)理以及油氣在泥頁(yè)巖中可流動(dòng)性的定量表征，進(jìn)而研究頁(yè)巖油氣的可采和可動(dòng)性。沉積盆地中有機(jī)質(zhì)成烴過程可視為熱力作用下的化學(xué)反應(yīng)過程，即大分子有機(jī)質(zhì)熱裂解為小分子過程，這個(gè)過程可以用化學(xué)動(dòng)力學(xué)方程來定量、動(dòng)態(tài)描述，具體為：在可控的實(shí)驗(yàn)室溫度和時(shí)間條件下以不同的升溫速率對(duì)有機(jī)質(zhì)進(jìn)行熱裂解，獲得烴量和轉(zhuǎn)化率與溫度之間的關(guān)系曲線，標(biāo)定有機(jī)質(zhì)成烴的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，再結(jié)合地質(zhì)條件下的升溫速率進(jìn)行外推，能夠方便地獲得成烴史信息，從而對(duì)頁(yè)巖油氣進(jìn)行定量、動(dòng)態(tài)研究。

到目前為止，國(guó)內(nèi)外已有許多學(xué)者用不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如高壓釜、真空管、金管、Rock-Eval(生油巖評(píng)價(jià)儀)熱解儀和各種自制的加熱設(shè)備等，在不同的加熱溫度、時(shí)間和壓力條件下，對(duì)各類烴源巖進(jìn)行了許多熱解模擬實(shí)驗(yàn)。熱解模擬實(shí)驗(yàn)主要可分為開放體系熱解模擬實(shí)驗(yàn)和密閉體系熱解模擬實(shí)驗(yàn)，其中，采用Rock-Eval熱解儀進(jìn)行的熱解模擬實(shí)驗(yàn)屬于開放體系熱解實(shí)驗(yàn)中的一種，而采用MSSV(小體積密封模擬裝置)和金管的熱解模擬實(shí)驗(yàn)均為密閉體系熱解模擬實(shí)驗(yàn)。由于這兩類熱解模擬實(shí)驗(yàn)可以方便地獲得不同升溫速率下，有機(jī)質(zhì)成烴(油/氣)量和轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線數(shù)據(jù)，有利于標(biāo)定有機(jī)質(zhì)成烴的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，因此在油氣資源定量評(píng)價(jià)中被廣泛采用。

熱解模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定的動(dòng)力學(xué)參數(shù)能否成功地外推到地質(zhì)情況下，熱解模擬實(shí)驗(yàn)的條件和地質(zhì)情況的近似度是關(guān)鍵性因素之一。從近似度方面考慮，由開放體系熱解模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定得到的動(dòng)力學(xué)參數(shù)更適合評(píng)價(jià)烴源巖邊生邊排的地質(zhì)情況，而由密閉體系熱解模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定得到的動(dòng)力學(xué)參數(shù)適合評(píng)價(jià)有二次裂解的地質(zhì)情況。頁(yè)巖油是典型的源儲(chǔ)一體、滯留聚集和連續(xù)分布的石油聚集，雖然其有機(jī)質(zhì)類型相對(duì)較好，但其生成和裂解都在烴源巖內(nèi)進(jìn)行，并未排出，生烴環(huán)境相對(duì)密閉；對(duì)于成熟度較高的有機(jī)質(zhì)，頁(yè)巖油的二次裂解導(dǎo)致頁(yè)巖油的大量減少，最后甚至全部裂解成氣。基于以上特點(diǎn)，若采用開放體系熱解模擬實(shí)驗(yàn)顯然是不科學(xué)的，因此頁(yè)巖油生成的實(shí)際地質(zhì)情況更近似于密閉體系。目前有機(jī)質(zhì)成烴動(dòng)力學(xué)模型主要有總包反應(yīng)模型、串聯(lián)反應(yīng)模型、無數(shù)平行一級(jí)反應(yīng)模型及平行一級(jí)反應(yīng)模型。從20世紀(jì)90年代以來，各模型在源巖潛力評(píng)價(jià)中的應(yīng)用情況和眾多盆地模擬系統(tǒng)中采用的動(dòng)力學(xué)參數(shù)來看，具有一個(gè)相同指前因子和一個(gè)離散分布活化能的平行一級(jí)反應(yīng)模型應(yīng)用最為廣泛。前人對(duì)此類模型也做過大量研究，最初僅利用Rock-Evel實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)烴源巖成烴進(jìn)行動(dòng)力學(xué)標(biāo)定，逐漸發(fā)展到結(jié)合PY-GC數(shù)據(jù)，對(duì)成烴數(shù)據(jù)進(jìn)行油氣分離，再利用金管實(shí)驗(yàn)得到生成油的二次裂解數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)烴源巖成油，成氣以及油成氣的動(dòng)力學(xué)標(biāo)定。但若要準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)頁(yè)巖油氣地質(zhì)條件下的熱模擬，應(yīng)使源巖生烴與油的二次裂解在同一環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，前人的方法顯然無法做到。而且，以往的研究主要對(duì)在開放體系熱解模擬實(shí)驗(yàn)中干酪根成油、干酪根成氣以及在密閉體系熱解模擬實(shí)驗(yàn)中頁(yè)巖油二次裂解成頁(yè)巖氣的動(dòng)力學(xué)模型的標(biāo)定，并無在密閉體系中，頁(yè)巖油生成與裂解同時(shí)存在的情況下，對(duì)頁(yè)巖油氣產(chǎn)率評(píng)價(jià)模型及參數(shù)標(biāo)定進(jìn)行建立和研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種準(zhǔn)確、可靠地密閉體系下頁(yè)巖油氣產(chǎn)率評(píng)價(jià)模型建立及參數(shù)標(biāo)定方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種密閉體系下頁(yè)巖油氣產(chǎn)率評(píng)價(jià)模型建立及參數(shù)標(biāo)定方法，包括以下步驟：

1)建立頁(yè)巖油產(chǎn)率評(píng)價(jià)模型，包括以下步驟：

①建立頁(yè)巖油的化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型：