CN104074512A - 一种测定背斜油气藏成藏概率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种确定背斜油气藏成藏概率的方法。所述方法包括：确定烃源岩（S）、古隆起（M）、相（D）和区域盖层（C）是控制背斜油气藏形成与分布的四大功能要素；通过对各功能要素的控油气特征进行分析，建立单功能要素控藏地质模型；通过地质模型，确定单功能要素控藏概率；通过各功能要素在同一成藏期的叠合，确定背斜油气藏单期成藏概率；通过单期成藏概率在不同成藏期的叠合，确定背斜油气藏成藏概率。本发明解决了目前油气勘探中定量评价的难题，大幅度地降低了油气勘探的风险，提高了油气钻探的成功率。

Description

一种测定背斜油气藏成藏概率的方法

技术领域

本发明涉及含油气盆地分析技术领域，特别涉及一种复杂叠合盆地背斜油气藏成藏概率的分析技术。

背景技术

现有的背斜油气藏技术主要为单一控藏要素的分析。例如，黄籍中1998年在《海相油气地质》中的第1页仅仅提出了烃源岩一个控藏要素；邹才能2005年在《石油勘探与开发》中的第4页仅仅提出了沉积相一个控藏要素；何登发2008年在《石油学报》中的475页仅仅提出了古隆起一个控藏要素等等。同时，现有的背斜油气藏技术主要为定性的分析。例如，胡朝元1982年在《石油学报》中的第9页仅仅定性地描述了烃源岩的控藏作用，认为油气田主要分布在生油区（烃源岩）及其紧邻地带；何登发2008年在《石油学报》中的475页仅仅定性地描述了古隆起的控藏作用，认为古隆起轴部及其斜坡带为背斜油气藏的聚集带。

但是由于叠合盆地油气地质条件复杂，油气藏具有“多套生储盖组合、多期生排烃、多旋回成藏作用和多期调整改造”的特点，上述单一的控藏要素在应用时具有很大的局限性，同时定性分析并不能满足目前油气勘探的需要，无法有效地指导复杂叠合盆地的油气勘探。

发明内容

本发明的目的是提供一种确定背斜油气藏成藏概率的方法。

技术方案如下：

一种确定背斜油气藏成藏概率的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）选择烃源岩、古隆起、相和区域盖层四个功能要素，并确定所述功能要素在背斜油气藏的沉积剖面中以区域盖层、相、古隆起和烃源岩的顺序自上而下依次出现；

（2）根据步骤（1）的各功能要素的控油气特征，建立单功能要素控油气概率模型，以确定单功能要素控制下成藏概率；

（3）根据各功能要素在同一成藏期叠合，确定背斜油气藏单期成藏概率；

（4）根据单期成藏概率在不同成藏期叠合，确定背斜油气藏成藏概率。

在上述方法，步骤（2）包括：

（a）建立下述烃源岩控油气概率模型，以确定烃源岩控制下成藏概率（S）：

$S=0.046\·e^{0.12\·\mathrm{qe}}-0.16\·\ln \left(L\right)+0.65\·e^{-8.2357\·{(l+0.1)}^2}+0.1345$

其中，S为烃源岩单因素影响下成藏概率；L为标准化的油气成藏区至排烃中心的距离，km；l为标准化的油气成藏区至排烃边界的距离，km；q_e为烃源灶最大排烃强度，10⁴t/km²；

（b）建立下述古隆起控油气概率模型，以确定古隆起控制下成藏概率（M）：

$M=E^{(-1.5225*X_M)}$

其中，M为古隆起单因素控制下成藏概率；X_M为距古隆起顶的相对距离，无量纲；

（c）建立下述相控油气概率模型，以确定相控制下成藏概率（D），

$D=\frac{D_i}{D_{\max }}$

其中，D为相单因素控制下成藏概率；D_i为不同相中已发现油气藏个数，个；D_max为相中已发现最多油气藏的个数，个；

（d）建立下述相控油气概率模型，以确定区域盖层控制下成藏概率（C）：

$C=0.166*\mathrm{Ln}\left(X_c\right)-0.162$

其中，C为区域盖层单因素影响下控藏概率；X_c代表区域盖层的厚度，m。

步骤（3）的确定单期背斜油气藏成藏概率包括：

根据下述公式，计算单期综合油气成藏概率：

$\mathrm{CDM}{S}_1=\sqrt[4]{S_1\·D_1\·M_1\·C_1}$

其中，CDMS₁为单期综合油气成藏概率；S₁为单期烃源岩控藏概率；D₁为单期相控藏概率；M₁为单期古隆起控藏概率；C₁为单期区域性盖层控藏概率。

步骤（4）的确定背斜油气藏成藏概率包括：

根据下述公式，计算油气藏成藏概率（CDMS）：

$\mathrm{CDMS}=\frac{{\mathrm{CDMS}}_1+{\mathrm{CDMS}}_2+...+{\mathrm{CDMS}}_n}{n}$

其中，CDMS为油气成藏概率；CDMS₁为第一期油气成藏概率；CDMS₂为第二期油气成藏概率；CDMS_n为第n期油气成藏概率；n为油气成藏期次。

以下是本发明的详细说明。

本发明针对叠合盆地复杂油气藏预测困难的问题，提出了一种确定背斜油气藏成藏概率的方法，所述方法包括以下步骤：

根据大量的油气藏解剖情况，确定了烃源岩、古隆起、相和区域盖层是控制背斜油气藏形成与分布的四大功能要素。

根据烃源岩控油气特征分析，烃源岩控制着气的分布范围，距离烃源岩排烃中心越远，发现油气藏越少，并建立了烃源岩控油气概率模型，计算公式为：

$S=0.046\·e^{0.12\·\mathrm{qe}}-0.16\·\ln \left(L\right)+0.65\·e^{-8.2357\·{(l+0.1)}^2}+0.1345$

其中，S为烃源岩单因素控制下成藏概率；L为标准化的油气成藏区至排烃中心的距离，km；l为标准化的油气成藏区至排烃边界的距离，km；q_e为烃源灶最大排烃强度，10⁴t/km²；

根据古隆起控油气特征分析，古隆起控制着油气运移的方向，距离古隆起顶点越远，发现的油气藏越少，并建立了古隆起控油气概率模型，计算公式为：

$M=E^{(-1.5225*X_M)}$

其中，M为古隆起单因素控制下成藏概率；X_M为距古隆起顶的相对距离，无量纲；

根据相控油气特征分析，相控制着油气聚集的部位，油气聚集在相对较好的储层中，相越差，发现的油气藏个数越少，并建立了相控油气概率模型，计算公式为：

$D=\frac{D_i}{D_{\max }}$

其中，D为相单因素控制下成藏概率；D_i为不同相中已发现油气藏个数，个；D_max为相中已发现最多油气藏的个数，个；

根据区域盖层控油气特征分析，区域盖层控制着油气富集的规模，区域盖层厚度越大，发现油气规模越大，并建立了区域盖层控油气概率模型，计算公式为：

$C=0.166*\mathrm{Ln}\left(X_c\right)-0.162$

其中，C为区域盖层单因素控制下成藏概率；X_c代表区域盖层的厚度，m。

根据背斜油气藏单因素控藏概率分析，基于四大功能要素缺一不可的原则，单期综合油气成藏概率的计算公式为：

$\mathrm{CDM}{S}_1=\sqrt[4]{S_1\·D_1\·M_1\·C_1}$

其中，CDMS₁为单期综合油气成藏概率，S₁为单期烃源岩控藏概率，D₁为单期相控藏概率，M₁为单期古隆起控藏概率，C₁为单期区域性盖层控藏概率。

根据背斜油气藏单期综合油气成藏概率分析，基于各成藏期有利成藏区带均等有利原则，最终油气藏成藏概率（CDMS）的计算公式为：

$\mathrm{CDMS}=\frac{{\mathrm{CDMS}}_1+{\mathrm{CDMS}}_2+...+{\mathrm{CDMS}}_n}{n}$

其中，CDMS为油气成藏概率，CDMS₁为第一期油气成藏概率，CDMS₂为第二期油气成藏概率，CDMS_n为第n期油气成藏概率，n为油气成藏期次；

本发明提供了一种确定背斜油气藏成藏概率的方法，利用对四个功能要素的定量表征，进行油气成藏概率评价，解决了目前含油气盆地，特别是复杂叠合盆地背斜油气藏勘探中定量评价的难题，该方法2011年在塔里木盆地进行应用，大幅度地降低了油气勘探的风险，探井成功率由原来的60%提高到了75%，发现油气储量相比往年也增加了18%，该方法在含油气盆地具有广泛的适用性。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：

图1是四功能要素组合控藏模式图；

图2是本发明提供的烃源岩控藏地质模型；

图3是本发明提供的烃源岩控藏概率计算模型；

图4是本发明提供的古隆起控藏地质模型；

图5是本发明提供的古隆起控藏概率计算模型；

图6是本发明提供的相控藏地质模型；

图7是本发明提供的相控藏概率计算模型；

图8是本发明提供的区域盖层控藏地质模型；

图9是本发明提供的区域盖层控藏概率计算模型；

图10是本发明提供的确定背斜油气藏成藏概率的预测效果图；

图11是本发明提供的确定背斜油气藏成藏概率的流程图。

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合应用实例对本发明的实施例作进一步详细描述。

塔里木盆地位于中国西北部，勘探面积约56×10⁴km²，是中国西北部面积最大的含油气盆地。它具有复杂的内部结构，主要由海相克拉通盆地与中、新生代陆相前陆盆地叠合而成。塔里木盆地具有三隆四凹的构造格局，自北向南可分为：库车坳陷、北部隆起、北部坳陷、中央隆起、西南坳陷、塔南隆起、东南坳陷。中国新一轮油气资源评价结果表明，塔里木盆地油气资源量在100亿吨以上，勘探前景广阔。目前发现的油气从寒武系到第三系均有分布，发现的油气藏可分为两大类，构造型（背斜类）和非构造型。

确定塔里木盆地的背斜油气藏成藏概率的过程如下：

（1）确定背斜油气藏的控藏因素

通过对塔里木盆地大量背斜油气藏（34个）的解剖，确定了烃源岩（S）、古隆起（M）、相（D）和区域盖层（C）是控制背斜油气藏形成与分布的四大功能要素，四个功能要素涵盖了生、储、盖、圈、运、保等六个方面，既能客观描述，又能定量表征。只有当烃源岩（S）、古隆起（M）、相（D）和区域盖层（C）自上而下依照C、D、M、S序次出现时，最有利沉积剖面中的油气生排运聚成藏。图1是根据本发明的功能要素组合控藏模式图，图中显示，目前塔里木已发现86%以上的背斜油气藏内的油气都分布在C/D/M/S这种组合内，它们最有利于油气成藏。

（2）建立单功能要素控藏地质模型，并确定各单功能要素控藏概率

利用生烃潜力法对塔里木盆地烃源岩（S）控油气作用进行了分析。图2是塔里木盆地库车凹陷烃源岩控藏的地质模型。图中显示，目前已发现的油气藏均分布在烃源岩附近，离烃源岩排烃中心越远，发现的油气藏越少。

通过目前已发现的油气藏的规模（地质储量）、距离烃源岩排烃中心和排烃边界的距离、烃源岩排烃强度的计算，建立了烃源岩控藏概率计算模型（图3）。其中烃源岩控藏概率的计算公式为：

$S=0.046\·e^{0.12\·\mathrm{qe}}-0.16\·\ln \left(L\right)+0.65\·e^{-8.2357\·{(l+0.1)}^2}+0.1345$

其中，S为某一范围内烃源岩控制下的成藏概率；L为标准化的油气成藏区至排烃中心的距离，km；l为标准化的油气成藏区至排烃边界的距离，km；q_e为烃源灶最大排烃强度，10⁴t/km²。

根据古隆起不同部位发育的不同类型的油气藏，建立古隆起控藏地质模型。图4表明古隆起控制了油气藏的形成与分布，目前已发现的背斜油气藏主要分布在古隆起的顶部。

根据古隆起不同部位发育背斜油气藏的规模（地质储量），建立了古隆起控藏概率计算模型（图5）。其中距古隆起顶部越远，发现的油气藏越少。古隆起控油气概率的计算公式为：

$M=E^{(-1.5225*X_M)}$

其中，M为古隆起控制下的成藏概率；X_M为距古隆起顶的相对距离，无量纲。

相的概念应该理解为油气运聚成藏的介质特征的表现。根据相所包涵的内容和控制因素，从微观到宏观表征可划分为四个不同的研究层次，即：岩石物理相、岩石相、沉积相和构造岩相。图6是根据本发明的相控藏地质模型。其中采用岩石物理相进行分析，孔隙度、渗透率中等的岩石物理相表现为优相，有利于油气的富集。

根据通过统计不同岩石物理相中已发现油气藏个数，建立相与成藏概率之间的定量化标准。图7是根据本发明的相控藏概率计算模型。其中在孔隙度中等的岩石物理相中发现的油气最多。相控油气概率的计算公式为：

$D=\frac{D_i}{D_{\max }}$

其中，D为相单因素控制下成藏概率；D_i为不同相中已发现油气藏个数，个；D_max为相中已发现最多油气藏的个数，个；

在任何一个沉积盆地中，要形成油气藏只具备烃源岩、好的储层和优势的运移通道是远远不够的，要使得烃源岩中生成的油气运移到储层中聚集成藏，还必须具备不渗透的盖层，盖层是形成油气藏的一个必要的地质条件。图8是根据本发明的区域盖层控藏地质模型。其中区域盖层控制了油气藏的形成与分布，目前已发现的大部分油气藏都分布在厚度大于200m的盖层下。

基于盖层与油气藏的分布关系，本文对区域盖层封油气性的定量化处理，主要采用了地质统计的分析方法。通过统计塔里木盆地区域盖层厚度与该区域盖层下工业油气井累积个数的关系，建立二者之间的定量关系模式。图9是根据本发明的区域盖层控藏概率计算模型。其中区域盖层厚度越小，发现油气藏的概率越小。区域盖层控油气概率的计算公式为：

$C=0.166*\mathrm{Ln}\left(X_c\right)-0.162$

其中，C为区域盖层控制的成藏概率；X_c代表区域盖层的厚度，m。

（3）确定背斜油气藏单期成藏概率

依据单功能要素控藏概率分析的结果，基于该四大功能要素缺一不可原则，背斜油气藏单期成藏概率的计算公式为：

$\mathrm{CDM}{S}_1=\sqrt[4]{S_1\·D_1\·M_1\·C_1}$

其中，CDMS₁为单期综合油气成藏概率；S₁为单期烃源岩控藏概率；D₁为单期相控藏概率；M₁为单期古隆起控藏概率；C₁为单期区域性盖层控藏概率。

（4）确定背斜油气藏成藏概率

在分析盆地构造演化史的基础上，对塔里木盆地四个主要成藏期的四个功能要素进行了地史恢复，其中包括烃源灶的形成和演化、古隆起的形成和迁移、沉积相的划分和展布、区域盖层的分布与封油气性变化等。通过对不同成藏期有利成藏区带的叠加，基于各成藏期有利成藏区带均等有利原则，最终油气藏成藏概率（CDMS）的计算公式为：

$\mathrm{CDMS}=\frac{{\mathrm{CDMS}}_1+{\mathrm{CDMS}}_2+...+{\mathrm{CDMS}}_n}{n}$

其中，CDMS为油气成藏概率；CDMS₁为第一期油气成藏概率；CDMS₂为第二期油气成藏概率；CDMS_n为第n期油气成藏概率；n为油气成藏期次。

图10是根据本发明的确定石炭系背斜油气藏成藏概率的预测效果图。目前塔里木盆地石炭系成藏概率的高值主要分布在塔中和塔北两大古隆起之上，是塔里木盆地石炭系今后勘探的主攻方向。该预测结果与实际勘探吻合率高达97%，说明是可靠的。

图11是根据本发明的确定背斜油气藏成藏概率的流程图。包括以下步骤：（1）根据大量的油气藏解剖，确定了烃源岩（S）、古隆起（M）、相（D）和区域盖层（C）是控制背斜油气藏形成与分布的四大功能要素；（2）根据各功能要素的控油气特征进行分析，建立单功能要素控藏地质模型；（3）根据地质模型，结合数学统计，确定单功能要素控藏概率；（4）根据各功能要素在同一成藏期的叠合，确定背斜油气藏单期成藏概率；（5）根据单期成藏概率在不同成藏期的叠合，确定背斜油气藏成藏概率。

本发明实施例首次提出了确定背斜油气藏成藏概率的方法，该方法的创新点体现在：1、确定了烃源岩（S）、古隆起（M）、相（D）和区域盖层（C）是控制背斜油气藏形成与分布的四大功能要素；2、建立了单功能要素控藏地质模型，并提出了单功能要素控藏概率计算方法；3、建立了背斜油气藏成藏概率的计算方法。

本发明实施例解决了目前油气勘探中定量评价的难题，大幅度地降低了油气勘探的风险，提高了油气钻探的成功率。在塔里木盆地应用时，探井成功率由原来的60%提高到了75%，发现油气储量相比往年也增加了18%。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种确定背斜油气藏成藏概率的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）选择烃源岩、古隆起、相和区域盖层四个功能要素，并确定所述功能要素在背斜油气藏的沉积剖面中以区域盖层、相、古隆起和烃源岩的顺序自上而下依次出现；

（2）根据步骤（1）的各功能要素的控油气特征，建立单功能要素控油气概率模型，以确定单功能要素控制下成藏概率；

（3）根据各功能要素在同一成藏期叠合，确定背斜油气藏单期成藏概率；

（4）根据单期成藏概率在不同成藏期叠合，确定背斜油气藏成藏概率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（2）包括：

（a）建立下述烃源岩控油气概率模型，以确定烃源岩控制下成藏概率（S）：

$S=0.046\·e^{0.12\·\mathrm{qe}}-0.16\·\ln \left(L\right)+0.65\·e^{-8.2357\·{(l+0.1)}^2}+0.1345$

其中，S为烃源岩单因素影响下成藏概率；L为标准化的油气成藏区至排烃中心的距离，km；l为标准化的油气成藏区至排烃边界的距离，km；q_e为烃源灶最大排烃强度，10⁴t/km²；

（b）建立下述古隆起控油气概率模型，以确定古隆起控制下成藏概率（M）：

$M=E^{(-1.5225*X_M)}$

其中，M为古隆起单因素控制下成藏概率；X_M为距古隆起顶的相对距离，无量纲；

（c）建立下述相控油气概率模型，以确定相控制下成藏概率（D），

$D=\frac{D_i}{D_{\max }}$

其中，D为相单因素控制下成藏概率；D_i为不同相中已发现油气藏个数，个；D_max为相中已发现最多油气藏的个数，个；

（d）建立下述相控油气概率模型，以确定区域盖层控制下成藏概率（C）：

$C=0.166*\mathrm{Ln}\left(X_c\right)-0.162$

其中，C为区域盖层单因素影响下控藏概率；X_c代表区域盖层的厚度，m。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤（3）的确定单期背斜油气藏成藏概率包括：

根据下述公式，计算单期综合油气成藏概率：

$\mathrm{CDM}{S}_1=\sqrt[4]{S_1\·D_1\·M_1\·C_1}$

其中，CDMS₁为单期综合油气成藏概率；S₁为单期烃源岩控藏概率；D₁为单期相控藏概率；M₁为单期古隆起控藏概率；C₁为单期区域性盖层控藏概率。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤（4）的确定背斜油气藏成藏概率包括：

根据下述公式，计算油气藏成藏概率（CDMS）：

$\mathrm{CDMS}=\frac{{\mathrm{CDMS}}_1+{\mathrm{CDMS}}_2+...+{\mathrm{CDMS}}_n}{n}$

其中，CDMS为油气成藏概率；CDMS₁为第一期油气成藏概率；CDMS₂为第二期油气成藏概率；CDMS_n为第n期油气成藏概率；n为油气成藏期次。