[發明專利]一種頁巖氣組成定量判識方法

在審

• 申請號: 201710996882.5
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107766657A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 張金川;劉飏
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙)11303
• 代理人: 馬麗蓮

技術領域

本發明涉及頁巖氣領域，特別是涉及一種尤其適用于頁巖氣中干酪根裂解氣和原油裂解氣的組成定量判識方法。

背景技術

伴隨著經濟發展對油氣資源需求的不斷增長和世界油氣工業的快速發展，常規的油氣資源在剩余油氣資源中所占的比例越來越小，非常規油氣資源逐漸成為了全球油氣勘探開發的熱點和接替資源。尤其是美國、加拿大和中國頁巖氣產量已經取得重大突破，使得頁巖氣在能源經濟結構中占的比重日趨增長。頁巖具有低孔低滲的特征，早期生成的大量液態烴類很難大規模運移出去造就了頁巖氣藏具有自生自儲的特點，在有機質進入更高演化階段，由于液態烴類的相對不穩定性使其開始發生裂解向氣態烴類轉化，并最終轉化成以甲烷為主的小分子烴類，因此頁巖氣藏氣中應當既有干酪根直接熱降解成因的烴氣，也有早期有機質熱演化產生的滯留在頁巖內部的液態烴類二次裂解氣態烴。如何判識頁巖氣是干酪根直接降解生成氣還是原油裂解氣關系著勘探潛力評價和目標區的選取。然而，一個頁巖氣藏中究竟有多少是干酪根直接降解生成的氣，又會有多少是二次裂解氣，特別是針對我國南方高-過成熟頁巖氣目前還未見有相關的定量判識方法。

目前天然氣組成的定性判識方法主要由以下幾種：(1)C₁/C₂—C₂/C₃圖版法：利用干酪根熱模擬實驗生成的天然氣的氣體組分進行判別，認為在C₂/C₃接近或相同的條件下，C₁/C₂、C₁/C₃和干燥系數等明顯相對較高的天然氣為干酪根裂解氣，否則為原油裂解氣。(2)δ¹³C₂-δ¹³C₃—ln(C₂/C₃)圖版法：該方法利用乙烷和丙烷的碳同位素差值結合乙烷、丙烷的含量來判別，認為干酪根初次裂解氣δ¹³C₂與δ¹³C₃分餾較大，其差值呈負斜率的近垂直方向總體變大，而ln(C₂/C₃)基本不變；原油裂解氣δ¹³C₂與δ¹³C₃分餾較小，其差值基本呈水平方向變化，相反ln(C₂/C₃)值急劇變大。(3)輕烴組成判別：通過對原油和干酪根的熱解模擬生氣實驗中烴類產物中輕烴的組成進行對比研究，這兩種裂解氣在輕烴組成上存在差別，可以用甲基環己烷/正庚烷和(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/正己烷這兩項指標來進行判別。一般情況下原油裂解氣這兩項指標均較高，前者比值大于1.0，后者比值大于0.5，而干酪根裂解氣則這兩個指標則剛好相反。

整體來看，現有的天然氣組成判識方法主要存在以下問題和不足：

1.現有的天然氣組成判識方法并不針對頁巖氣，頁巖氣的成藏機理與常規天然氣存在很大差別，拿現有方法判識頁巖氣的組成可能產生錯誤的結論；2.現有的天然氣組成判識方法尚處于定性階段，無法計算出天然氣中干酪根裂解氣和原油裂解氣各自所占的比例；3.現有的天然氣組成判識方法均需要丙烷含量數據或者是輕烴組成數據，然而，對于我國南方高-過成熟頁巖氣來說，頁巖氣中的烴類主要是甲烷，普遍缺乏丙烷，甚至乙烷含量也只是微量。此外，由于頁巖成熟度高，難以獲得輕烴數據，因此，現有方法無法用于高-過成熟頁巖氣組成的判別；4.現有圖版是在一定區域或位置的氣田氣或者一定區域的源巖熱解生成氣的基礎上建立起來的，所以只能適應于某類特定的相似的盆地中氣體來源的判識，因此，應用存在很大的局限性。

由此可見，由于頁巖氣具有成藏機理特殊，頁巖成熟度跨度大等特征，現有方法無法適用于頁巖氣的組成判識，更無法將頁巖氣中干酪根裂解氣和原油裂解氣各自所占的比例定量化。總之，如何創設一種操作簡便并且能夠準確判識頁巖氣中干酪根裂解氣和原油裂解氣占比的方法，是當前頁巖氣領域的重要研究課題。

發明內容

本發明的目的是提供一種操作簡便并能夠準確判識頁巖氣中干酪根裂解氣和原油裂解氣占比的頁巖氣組成定量判識方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種頁巖氣組成定量判識方法，包括如下步驟：