CN103115909A - 一种单个油包裹体组分的估算方法 - Google Patents

Abstract

一种单个油包裹体组分的估算方法，通过油包裹体的高分辨率高精度显微荧光光谱测试获取单个油包裹体的α、β和气相摩尔分数三个参数，进而估计单个油包裹体的组分，为有效恢复古流体压力，揭示古流体的迁移方向和油气分布的规律提供重要的支撑。

Description

一种单个油包裹体组分的估算方法

技术领域

本发明属于石油地质勘探领域,尤其是油气地球化学方法。 

背景技术

古流体的流动方向是油气勘探所需的重要信息。古流体压力是认识古流体流动方向的依据，而古流体压力的恢复又需要单个油包裹体的组分。长期以来，单个油包裹体的组分估算一直没有解决，构成了古流体压力恢复的障碍。

流体包裹体是古流体被储层中的宿主矿物捕获后形成的 “原始样品”。通过划分不同期次，恢复各期流体的古压力，可揭示各期流体的运移方向。沉积盆地内古流体压力的恢复主要采用丹麦Calsep公司开发的PVTsim（或VTFLINC）方法。其应用对象为油包裹体-盐水包裹体对，以给定的油包裹体初始原油组分作为起点，以油包裹体的总摩尔体积和室温下测得的气液比为约束条件，通过计算机模拟，获得与所研究包裹体具有某些相同物理化学属性的包裹体组分。根据模拟出的组分，计算油包裹体的等容线。然后结合同生盐水包裹体的均一温度，利用相图获取最小捕获压力。

单个油包裹体的初始组分对计算结果有较大的影响，其越接近被捕获的组分，模拟结果越准确。截至目前，单个油包裹体的组分尚不能直接测试，也缺乏估算方法。用群体包裹体的测试组分作为该类包裹体的初始组分，恢复古流体压力，是一种途径。但是，群体包裹体的组成毕竟不是单个包裹体的组成。群体包裹体中，个体间的组分变化，加之包裹体群体分析测试方法还存在污染问题，使得古压力恢复方法仍然难以推广应用。

Montel模型，为估算单个油包裹体的组分提供了一定的基础。该模型以α描述C₇以上（碳原子数大于7的正构烷烃）的指数分布规律；并以α和β描述C₇以下（碳原子数小于7的正构烷烃）的组分分布特征。应用Montel模型，只需两个参数（α和β）可构建原油中的正构烷烃组分。 

发明内容

本发明发明的目的是，提出的单个油包裹体组分估算方法，为恢复古流体压力，揭示古流体的流动方向，认识油气分布规律和发现有利的油气运聚区提供重要的支撑。

研究发现，原油中的正构烷烃只在nC₁₅~nC₂₇之间存在显著的指数分布规律。原油中的轻组分（nC₅~nC₁₅）均明显地发生不同程度的丢失，使其偏离指数规律，并使轻组分（C₅~C₁₅）丢失后的摩尔分数与碳原子数之间呈线性关系。据此，对Montel模型进行了修改，并提出了单个油包裹体α和β值的获取方法和组分估算方法。

一种单个油包裹体组分的估算方法，通过油包裹体的高分辨率高精度显微荧光光谱测试与数据分析进行，其步骤如下：

（1）采集岩心（或岩屑）样品，制作包裹体薄片；

（2）在研究区开发井的井口，采集新鲜的原油样品，密封包装、运输；

（3）搜集天然气测试数据；若原油样品采集井无伴生气数据，则需要采集天然气样品；

（4）定量测试原油样品的饱和烃组分，计算液态饱和烃的摩尔分数；若原油样品采集井无伴生气数据，则需要测试采集的天然气样品，并计算甲烷归一化的天然气摩尔分数；

（5）利用nC₁₅~nC₂₇间的指数分布规律（指数用α表示，取值范围为0到1），通过下式的回归分析求取指数α； 

                             

式中， 

为原油样品正构烷烃的摩尔分数；

和

为常数；

（6）根据α和甲烷归一化的天然气摩尔分数计算β；

 从得到的一系列β值中，选择三个相互接近的，且位于β值域范围内（0≤β≤1）的实根，取其平均值为该天然气样品的β值；

（7）根据原油生产中获得的气油比数据，计算气相摩尔分数，即天然气摩尔数/（天然气摩尔数+原油正构烷烃摩尔数）；

（8）对原油样品进行高分辨率高精度显微荧光光谱测试，并据此计算荧光光谱参数，包括半高宽、A_右/A_左面积比以及I₄₁₉/I₄₂₉、I₄₃₃/I₄₅₂和I₄₄₀/I₄₇₁强度比；

（9）对荧光光谱参数与α、β和气相摩尔分数之间的相关性进行分析，建立回归方程；

（10）对单个油包裹体进行高分辨率高精度显微荧光光谱测试，测试条件同原油样品，计算荧光光谱参数，包括半高宽、A_右/A_左面积比以及I₄₁₉/I₄₂₉、I₄₃₃/I₄₅₂和I₄₄₀/I₄₇₁强度比；

（11）应用步骤（10）所得荧光光谱参数和步骤（9）所得回归方程计算单个油包裹体的α、β和气相摩尔分数；

（12）应用单个油包裹体的α值和，计算单个油包裹体的nC₁₅~nC₂₇的摩尔分数；应用单个油包裹体的α、β计算C₂~C₅的摩尔分数：

C_n为含n个碳原子的烷烃的摩尔分数，从n=1开始：

                                                 （6）

当2≤n≤5时，

                                                （7）

然后，对C₂~C₅进行如下校正：

令

                             （8）

则

                                      （9）

                                                             （10）

                                                     （11）

                                               （12）

式中，

为含n（1<n<6）个碳原子的烷烃的校正摩尔分数，即欲获得的C₂~C₅的摩尔分数；

正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷的校正摩尔分数由下式给出：

    （13）

（13）根据气相摩尔分数，计算C₁~C₅与nC₁₅~nC₂₇之间的摩尔比例，按照比例组构油包裹体的烷烃摩尔分数并对其进行甲烷归一化；

（14）对C₅和C₁₅之间的正构烷烃进行线性插值，得到C₅~C₁₅之间的摩尔分数；

（15）根据气相摩尔分数，计算C₁~C₅与nC₆~nC₂₇之间的摩尔比例，按此比例重新组构油包裹体的烷烃摩尔分数并对其进行甲烷归一化；

（16）按照步骤（14）和（15）进行迭代计算，直至相邻循环计算结果的差异足够小并达到精度要求为止。

最终计算结果为单个油包裹体的烷烃组分

实施例

这里，以东营凹陷陡坡带的胜坨地区为例，说明本专利的应用效果。胜坨地区是胜利油田的重要产油区。在该区采集原油样品9件，并搜集了天然气测试数据。通过步骤（4）获得了液态和气态饱和烃的摩尔分数。通过步骤（5）-（7），获得了nC₁₅~nC₂₇间指数分布的指数α、天然气的β值和气相摩尔分数。对原油样品和包裹体对中的油包裹体进行了高分辨率高精度显微荧光光谱测试，并按步骤（8）计算了荧光光谱参数。通过步骤（9），建立了α、β和气相摩尔分数与荧光光谱参数之间的回归方程。对油包裹体-盐水包裹体对中的油包裹体进行了相同的高分辨率高精度显微荧光光谱测试，按步骤（10）计算了油包裹体的荧光光谱参数，进而通过回归方程计算了各个油包裹体的α、β和气相摩尔分数。应用α、β和气相摩尔分数，通过步骤（12）-（16）估算了各个油包裹体组分的摩尔分数。

应用油包裹体组分的摩尔分数、均一温度、气液比参数，进行了PVT模拟计算，得到了古流体压力。以古地表为基准面，计算了古流体势。在胜坨地区，古流体势揭示的流体流动方向，与应用油包裹体进行油气运移追踪得出的油气运移方向相吻合，证实了油气运移追踪的正确性，揭示了油气运移的动力。

本发明优点是，利用α、β和气相摩尔分数估计单个油包裹体的组分，为有效恢复古流体压力，进而为揭示古流体的迁移方向和油气分布的规律提供了重要的支撑。

Claims (1)

1.一种单个油包裹体组分的估算方法，其特征在于，利用nC₁₅~nC₂₇的摩尔分数，通过                                                

为原油样品正构烷烃的摩尔分数；

和

为常数，的回归分析求取组分参数α；根据α和甲烷归一化的天然气摩尔分数，通过以下四个方程计算β；

从得到的一系列β值中，选择三个相互接近的且位于β值域范围内的实根，取其平均值为该天然气样品的β值；

对原油样品进行高分辨率高精度显微荧光光谱测试，并据此计算荧光光谱参数，包括半高宽、A_右/A_左面积比以及I₄₁₉/I₄₂₉、I₄₃₃/I₄₅₂和I₄₄₀/I₄₇₁强度比；对荧光光谱参数与α、β和气相摩尔分数[天然气摩尔数/（天然气摩尔数+原油正构烷烃摩尔数）]之间的相关性进行分析，建立回归方程；应用这些回归方程计算单个油包裹体的α、β和气相摩尔分数；

应用单个油包裹体的α值和

恢复单个油包裹体的nC₁₅~nC₂₇的摩尔分数；应用单个油包裹体的α、β和式（6）～（13）计算C₁~C₅的摩尔分数，并令C₁的摩尔分数为1；根据气相摩尔分数，计算C₁~C₅与nC₁₅~nC₂₇之间的摩尔比例，按照比例组构油包裹体的烷烃摩尔分数并对其进行甲烷归一化；对C₅和C₁₅之间正构烷烃的摩尔分数进行线性插值；根据气相摩尔分数计算C₁~C₅与nC₆~nC₂₇之间的摩尔比例，按此比例重新组构油包裹体的烷烃摩尔分数并对其进行甲烷归一化；按照步骤（14）和（15）进行迭代计算，直至相邻循环的计算结果达到精度要求为止。