[發明專利]一種利用熱解實驗碳同位素形成天然氣成藏史的方法

有效

• 申請號: 201910692709.5
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110428874B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 左銀輝;鄭紫蕓;顏康楠;伍文婷;楊梅華
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G01N25/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

1.一種利用熱解實驗碳同位素形成天然氣成藏史的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將選取的干酪根樣品進行干酪根熱解實驗，得到輕碳甲烷的活化能、質量分數以及頻率因子；

S2、根據輕碳甲烷的活化能、質量分數以及頻率因子，利用Excel的spreadsheet技術對研究區的天然氣進行碳同位素動力學模擬，得到重碳甲烷的活化能、質量分數以及頻率因子；

S3、利用地質資料建立研究區的埋藏史和熱史；

S4、將所述重碳甲烷的活化能、質量分數以及頻率因子與研究區的埋藏史和熱史相結合，建立地質條件下天然氣的瞬時曲線、累積曲線以及階段性累積曲線，形成天然氣成藏史；

所述步驟S4中建立地質條件下天然氣的累積曲線的表達式如下：

δ¹³C_cum(t)＝[R₀F(t)/F*(t)/R_std-1]×1000

R₀＝(δ¹³C₀/1000+1)R_std

其中，δ¹³C_cum(t)表示地質條件下天然氣的碳同位素在t時刻的累積值，R₀表示甲烷前身物的初始碳同位素比值，F(t)、F*(t)分別表示t時刻總反應重碳甲烷前身物、輕碳甲烷前身物的轉化率，δ¹³C₀表示初始碳同位素值，R_std表示PDB標準比值；

建立地質條件下天然氣的瞬時曲線的表達式如下：

δ¹³C_inst(t)＝{R₀∑r_i(t)/∑r_i*(t)×[1-F(t)]/[1-F*(t)]/R_std-1}×1000

R₀＝(δ¹³C₀/1000+1)R_std

其中，δ¹³C_inst(t)表示地質條件下天然氣的碳同位素在t時刻的瞬時值，R₀表示甲烷前身物的初始碳同位素比值，F(t)、F*(t)分別表示t時刻總反應重碳甲烷前身物、輕碳甲烷前身物的轉化率，r_i(t)、r_i*(t)分別表示t時刻第i個反應重碳甲烷、輕碳甲烷前身物的反應速率，δ¹³C₀表示初始碳同位素值，R_std表示PDB標準比值；

建立地質條件下天然氣的階段性累積曲線的表達式如下：

δ¹³C_step(t)＝δ¹³C_inst(t-1)×{[F(t)-F(t-1)]/[F*(t)-F*(t-1)]}+{[F(t)-F(t-1)]/[F*(t)-F*(t-1)-1]}×1000

其中，δ¹³C_step(t)表示地質條件下天然氣的碳同位素在t時刻的階段性累積值，F(t)表示t時刻總反應重碳甲烷前身物的轉化率，F*(t)表示總反應輕碳甲烷前身物的轉化率。

2.根據權利要求1所述的利用熱解實驗碳同位素形成天然氣成藏史的方法，其特征在于，所述步驟S1包括如下步驟：

S101、將選取的干酪根樣品進行干酪根熱解實驗，得到所述干酪根樣品的熱解產物和產率；

S102、根據所述熱解產物和產率利用KINETICS軟件進行生烴動力學分析，得到輕碳甲烷的活化能、質量分數以及頻率因子。