CN104297432A - 确定深层原油裂解气资源量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种确定深层原油裂解气的资源量的方法，该方法包括：采集深层原油裂解气评价区块的测井资料和岩心样品，根据所述测井资料和岩心样品确定所述深层原油裂解气评价区块目的层段中储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数；采用原油热模拟的方式建立所述深层原油裂解气评价区块目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系；根据所述定量关系、所述储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数，确定所述深层原油裂解气评价区块中裂解气资源量。由于该方案建立目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，进而确定深层原油裂解气资源量，从而可以提高深层原油裂解气资源确定结果的真实性、可靠性以及有效性。

Description

确定深层原油裂解气资源量的方法

技术领域

本发明涉及石油地质勘探技术领域，特别涉及一种确定深层原油裂解气资源量的方法。

背景技术

中国海相盆地深层天然气以原油裂解气为主体，而地质体中原油裂解气发生了从烃源灶向原油裂解气灶以及气藏的时空演化复杂过程，传统的海相盆地深层原油裂解气资源确定方法仍然采用常规的以烃源岩为主的评价思路和成因方法，但这与深部原油裂解气直接受原油裂解气灶控制的认识不一致，使得降低了深层原油裂解气资源确定结果的真实性、可靠性以及有效性。

发明内容

本发明实施例提供了一种确定深层原油裂解气资源量的方法，以提高深层原油裂解气资源确定结果的真实性、可靠性以及有效性。该方法包括：采集深层原油裂解气评价区块的测井资料和岩心样品，根据所述测井资料和岩心样品确定所述深层原油裂解气评价区块目的层段中储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数；采用原油热模拟的方式建立所述深层原油裂解气评价究区块的目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系；根据所述定量比例关系、所述储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数，确定所述深层原油裂解气评价区块中深层原油裂解气的资源量。

在一个实施例中，根据所述测井资料和岩心样品确定目的层段中储层沥青的分布参数，包括：根据所述测井资料确定所述储层沥青的厚度，根据所述岩心样品确定所述储层沥青的含量和密度。

在一个实施例中，通过以下公式根据所述岩心样品确定原油裂解气运聚系数：LnE＝a+b×S_o+c×R_b+d×S_w，其中，E是原油裂解气运聚系数；S_o是根据所述岩心样品确定的所述储层沥青形成的年龄；R_b是根据所述岩心样品确定的所述储层沥青的成熟度；S_w是圈闭面积系数；a、b、c为系数。

在一个实施例中，通过以下公式根据所述测井资料确定所述储层沥青的厚度：其中，h是所述储层沥青的厚度，h_i是第i层沥青的厚度，n是沥青层数。

在一个实施例中，根据所述岩心样品确定所述储层沥青的含量，包括：从所述岩心样品上获取样品制作粉光片，通过在显微镜下观察所述粉光片确定所述储层沥青的含量。

在一个实施例中，制作所述粉光片的样品粒度为3毫米。

在一个实施例中，从所述岩心样品上获取样品制作粉光片，包括：将胶合剂与从所述岩心样品上获取的样品颗粒以1:1的比例混合，并烤融后压型形成粉光片，其中，进行烤融时的温度小于等于76摄氏度。

在一个实施例中，通过在显微镜下观察所述粉光片确定所述储层沥青的含量，包括：观察所述粉光片上预设数目个视域中储层沥青的含量，确定预设数目个视域中储层沥青的含量的平均值为所述粉光片上储层沥青的含量。

在一个实施例中，通过以下公式根据所述定量关系和所述储层沥青的分布情况，确定所述区块中深层原油裂解气资源量：Q＝C_b×S×ρ_b×K×h×E，其中，Q是所述深层原油裂解气评价(或研究)区块中深层原油裂解气资源量，C_b是所述储层沥青的含量，K是深层原油裂解气评价区块目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，h是所述储层沥青的厚度；E是原油裂解气运聚系数；S是所述深层原油裂解气评价区块的面积；ρ_b是所述储层沥青的密度。

在本发明实施例中，通过采集深层原油裂解气评价区块的测井资料和岩心样品来确定目的层段中储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数，并建立深层原油裂解气评价区块的目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，然后根据上述定量关系、储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数，确定区块中深层原油裂解气资源量，实现了以烃源岩和深层原油裂解气中间的原油裂解产物储层沥青为桥梁，通过根据储层沥青的分布规模与深层原油裂解气之间存在的内在相关关系，建立目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，进而确定深层原油裂解气资源量，与现有技术中确定深层原油裂解气资源量的方法相比，可以提高深层原油裂解气资源确定结果的真实性、可靠性以及有效性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种确定深层原油裂解气资源量的方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种储层沥青形成示意图；

图3是本发明实施例提供的一种原油裂解气与残余沥青质量的关系示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明实施例中，提供了一种确定深层原油裂解气资源量的方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101：采集深层原油裂解气评价究区块的测井资料和岩心样品，根据所述测井资料和岩心样品确定所述深层原油裂解气评价区块的目的层段中储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数；

步骤102：采用原油热模拟的方式建立所述深层原油裂解气评价区块的目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系；

步骤103：根据所述定量比例关系、所述储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数，确定所述深层原油裂解气评价区块中深层原油裂解气的资源量。

由图1所示的流程可知，在本发明实施例中，通过采集深层原油裂解气评价区块的测井资料和岩心样品来确定目的层段中储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数，并建立深层原油裂解气评价区块的目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，然后根据上述定量关系、储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数，确定区块中深层原油裂解气资源量，实现了以烃源岩和深层原油裂解气中间的原油裂解产物储层沥青为桥梁，通过根据储层沥青的分布规模与深层原油裂解气之间存在的内在相关关系，建立目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，进而确定深层原油裂解气资源量，与现有技术中确定深层原油裂解气资源量的方法相比，可以提高深层原油裂解气资源确定结果的真实性、可靠性以及有效性。

在本申请中，发明人发现储层沥青的形成过程如图2所示，在一定压力温度下，烃源岩或干酪根发生热降解作用，生成原油和干酪根裂解气，原油运移至储层聚集成藏形成古油藏或呈分散状液态烃赋存在地质体中；随着埋深或古地温的增加，古油藏中石油或液态烃进一步裂解生成原油裂解气和固体沥青，原油裂解气进一步聚集形成现今气藏。即储层沥青为地质体液态烃(包括原油)在热裂解作用中发生歧化反应形成的残留固体有机物，因此，发明人发现储层沥青分布规模与原油裂解气量之间存在一种内在的相关关系，通过构建两者之间的定量比例关系，可以建立一种新的确定原油裂解气的资源量的方法，以提高确定结果的真实性、可靠性以及有效性。

具体实施时，在采集层原油裂解气评价区块的测井资料和岩心样品之前，调研层原油裂解气评价区块地质背景和地质条件。地质背景研究：区域地质背景、盆地演化、地层发育及构造特征；成藏地质条件研究：生储盖层及组合特征，圈闭类型，油气运聚过程及其与圈闭在时间和空间上的配置关系。只有在对裂解气评价区块的地质背景和地质条件研究清楚的情况下，进行油气资源评价才具有可行性，也才能使得评价结果具有更好的可信性。

具体实施时，通过以下步骤来根据岩心样品确定储层沥青的含量：

①标本观察：

采送的每件样品对其颜色，结构构造，断口粉末条痕特征、孔洞裂隙和次生脉体进行观察，滴酸试验，特别注重储层沥青的产状和分布，给出比较准确的岩石肉眼定名。对于这些未经薄片鉴定的样品，肉眼观察定名力求尽可能准确。

②取小样：

由于储层沥青分布的严重不均一性，磨制块光片可能影响其代表性，因此采样粉光片制样，即从岩心样品标本的各个部位分别敲取小块，兼顾不同特征的部位，共取30～50克。

③碎样缩分：

在铁研缽中手工碎样，碎样机中样品容易成粉末状或泥状，尤其储层沥青性脆，容易从岩样中脱离，手工碎样方法便于控制粒度，边破碎边缩分，最终样品粒度以3mm(毫米)为宜，取样约5克。

④粉光片压型：

采用有机玻璃粉末或漆片为胶合剂，本实施例采用漆片(粉末)作胶合剂，按1：1比例将漆片与样品均匀混合，低温烤融后镶嵌机中压型，整个过程加工温度不高于76℃。

⑤磨平抛光：

在磨片机上粗磨以后，手工在玻璃板上细磨，依次用28#、14#、10#和5#磨料水磨，到无擦痕为止。抛光机上抛光，使用特制抛光布和抛光液进行，经显微镜检查合格为止。

⑥显微镜观测：

包括观察和测量两个方面，具体内容有：

a反射荧光观察：使用Nikon多功能显微镜荧光系统对所有粉光片进行荧光普查，部分储层酸盐矿物有荧光显示，可能与包裹体有关；

b反射单偏光观察：使用Opton反光显微镜干镜头观察，低倍照相，初步确定黄铁矿含量和泥质岩中陆源碎屑含量；使用油浸镜头观察储层沥青形态和产状，显微照相；正交偏光镜下观察高演化阶段储层沥青的非均性特征并照相。所有照片均采用Nikon射相头与显微镜配合拍照。

c反射光油浸物镜下储层沥青定量：油浸物镜可以大大提高视域清晰度，对准确识别组分是有益的。多数样品储层沥青含量小于1％，因此采用点法(电动颗粒计数器)、线法(六轴求积仪)和面积法(目镜网格法)确定储层沥青含量均不合适。本实施例采用统计法，即观察粉光片上30～50(即预设数目)个视域(视域均匀分布在光面上)中的储层沥青含量，将30～50个视域中的储层沥青含量的平均值确定为该粉光片中储层沥青含量，该储层沥青含量为储层沥青体积百分含量。

在现有技术中有些研究者使用岩石薄片进行储层沥青定量，是不合适的，因为储层沥青在薄片中是不透明的组分或矿物在薄片中还有很多金属矿物(例如黄铁矿、针铁矿、内锌矿等)及部分岩屑，单凭形态和产状往往不易将金属矿物及部分岩屑与储层沥青区分，使得储层沥青定量结果往往偏高；此外，薄片有0.03mm的厚度，无疑会遇上储层沥青的许多斜切面，斜切面的可视面积总是比正切面大，也使得储层沥青定量统计结果往往会偏高。在本实施例中，上述观察过程中，使用的是粉光片，而光片是严格限制在同一个平面之内，且对储层沥青等不透明组分(矿物)定量而言，光片优于薄片，可以使得储层沥青定量结果更准确。

具体实施时，根据测井资料确定储层沥青的厚度的过程可以通过以下公式实现：

$h=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i---\left(1\right)$

其中，h是所述储层沥青的厚度，h_i是第i层沥青的厚度，n是沥青层数。具体的，可以选取声波时差AC、自然伽马GR、电阻率RT等常规测井资料数据为自变量，依据储层沥青与常规测井之间的响应关系，并根据岩心资料估算目的层的储层厚度，同时可以结合观察沥青的分布情况，来解释目的层段的储层沥青的厚度。

具体实施时，通过以下公式根据所述岩心样品确定原油裂解气运聚系数：

LnE＝a+b×S_o+c×R_b+d×S_w    (2)

其中，E是原油裂解气运聚系数，单位是％；S_o是根据所述岩心样品确定的所述储层沥青形成的年龄，单位是Ma；R_b是根据所述岩心样品确定的所述储层沥青的成熟度，单位是％；S_w是圈闭面积系数，单位是％；a、b、c为系数。具体的，运聚单元原油裂解气运聚系数与烃源岩的年龄、储层沥青的成熟度及圈闭的发育程度具有比较好的相关关系。从油气成藏地质条件分析，烃源岩年龄越老，其生烃的时间一般越早，那么生成的油气被后期构造运动破坏的概率也就越大，保存的几率也就相对越小，运聚系数相应越小；储层沥青的成熟度越高，热演化程度越高，运聚单元原油裂解气运聚系数越大；运聚单元内圈闭越发育，原油裂解气聚集的概率就越大，运聚系数越大。本实施例采用多元回归和逐步回归的统计方法，利用多因素模型，建立了运聚单元原油裂解气运聚系数与相关地质因素(主要为储层沥青形成年龄，储层沥青的成熟度和圈闭面积系数)之间关系的统计模型。此技术可以用于定量预测运聚单元原油裂解气运聚系数，减少在油气资源量评价中人为因素的影响，使评价结果更加真实客观。

具体实施时，采用原油热模拟的方式来建立不同温度下目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，例如，原油裂解气热模拟实验使用中国石油勘探开发研究院实验中心黄金管—高压釜限定体系的生烃动力学实验装置，该装置吸收了美国Chevron石油公司与法国石油研究院两家之所长，为国际上流行的较为先进的实验装置。它可以实现热解温度和压力的精确控制，温度误差小于1℃，压力误差小于0.1MPa。

其实验方法如下：

使用微量密封管技术，把原油样品(10～70mg)置于黄金管内，反复充以高纯氩气密封。不同温度点设置相应的黄金管个数，置于同一个高压釜内。高压釜置在同一热解炉中。采用压力并联方式，确保热解炉内每个高压釜的压力均保持一致(压力50MPa)。用微电脑控制器进行控温，分别以不同的升温速率进行升温，依次在设定的不同温度点关闭该高压釜的压力，并取出相应的高压釜进行冷水淬灭，直到室温为止。

将从高压釜中取出的黄金管表面洗净，置于在线真空系统中，在封闭条件下用针扎破，让热解气体产物从黄金管中释放出来。扎破黄金管大约1min后，打开进样阀门，气体产物的组分分析是在Agilent微量色谱分析仪上完成，该仪器由Agilent6890气相色谱和Wasson ECE微量控制装置两部分组成，包括一个FID检测器及两个TCD检测器。气体分析所用的进样口温度为250℃，分流比为25:1，柱箱温度条件：初始为68℃，保持7min，然后以10℃/min升温至90℃保持1.5min，再以15℃/min升温至175℃，最后保持5min。原油的族组分按照“SY/T 5119一2008岩石中可溶有机物及原油族组分分析”方法进行分离和定量。图3是不同热模拟温度下原油裂解气量与残余沥青质量的关系，采用升温速率方法(如图3采用2℃/h从250℃升至600℃)，模拟原油在不同温度条件下产气率及剩余沥青的比例，从而得出储层沥青含量与原油裂解气的定量关系。由图3可以算出正常海相原油裂解生气的质量转化率及最终残余沥青质量(及残余沥青的含量)，从而计算出储层沥青和原油裂解气之间的定量比例关系：储层沥青：原油裂解气＝a：b，K＝b/a。

在建立目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，并确定目的层段中储层沥青的分布参数之后，可以通过以下公式根据所述定量关系和所述储层沥青的分布情况，确定所述区块中深层原油裂解气资源量：

Q＝C_b×S×ρ_b×K×h×E    (3)

其中，Q是所述区块中深层原油裂解气资源量，C_b是所述储层沥青的含量，K是目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，h是所述储层沥青的厚度；E是原油裂解气运聚系数；S是所述区块的面积；ρ_b是所述储层沥青的密度。

在本发明实施例中，通过采集深层原油裂解气评价区块的测井资料和岩心样品来确定目的层段中储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数，并建立深层原油裂解气评价区块的目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，然后根据上述定量关系、储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数，确定区块中深层原油裂解气资源量，实现了以烃源岩和深层原油裂解气中间的原油裂解产物储层沥青为桥梁，通过根据储层沥青的分布规模与深层原油裂解气之间存在的内在相关关系，建立目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，进而确定深层原油裂解气资源量，与现有技术中确定深层原油裂解气资源量的方法相比，可以提高深层原油裂解气资源确定结果的真实性、可靠性以及有效性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种确定深层原油裂解气资源量的方法，其特征在于，包括：

采集深层原油裂解气评价区块的测井资料和岩心样品，根据所述测井资料和岩心样品确定所述深层原油裂解气评价区块目的层段中储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数；

采用原油热模拟的方式建立所述深层原油裂解气评价区块目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系；

根据所述定量比例关系、所述储层沥青的分布参数和原油裂解气运聚系数，确定所述深层原油裂解气评价区块中深层原油裂解气的资源量。

2.如权利要求1所述确定深层原油裂解气资源量的方法，其特征在于，根据所述测井资料和岩心样品确定目的层段中储层沥青的分布参数，包括：

根据所述测井资料确定所述储层沥青的厚度，根据所述岩心样品确定所述储层沥青的含量和密度。

3.如权利要求1所述确定深层原油裂解气资源量的方法，其特征在于，通过以下公式根据所述岩心样品确定原油裂解气运聚系数：

LnE＝a+b×S_o+c×R_b+d×S_w

其中，E是原油裂解气运聚系数；S_o是根据所述岩心样品确定的所述储层沥青形成的年龄；R_b是根据所述岩心样品确定的所述储层沥青的成熟度；S_w是圈闭面积系数；a、b、c为系数。

4.如权利要求2所述确定深层原油裂解气资源量的方法，其特征在于，通过以下公式根据所述测井资料确定所述储层沥青的厚度：

$h=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i$

其中，h是所述储层沥青的厚度，h_i是第i层沥青的厚度，n是沥青层数。

5.如权利要求2所述确定深层原油裂解气资源量的方法，其特征在于，根据所述岩心样品确定所述储层沥青的含量，包括：

从所述岩心样品上获取样品制作粉光片，通过在显微镜下观察所述粉光片确定所述储层沥青的含量。

6.如权利要求5所述确定深层原油裂解气资源量的方法，其特征在于，制作所述粉光片的样品粒度为3毫米。

7.如权利要求5所述确定深层原油裂解气资源量的方法，其特征在于，从所述岩心样品上获取样品制作粉光片，包括：

将胶合剂与从所述岩心样品上获取的样品颗粒以1:1的比例混合，并烤融后压型形成粉光片，其中，进行烤融时的温度小于等于76摄氏度。

8.如权利要求5所述确定深层原油裂解气资源量的方法，其特征在于，通过在显微镜下观察所述粉光片确定所述储层沥青的含量，包括：

观察所述粉光片上预设数目个视域中储层沥青的含量，确定预设数目个视域中储层沥青的含量的平均值为所述粉光片上储层沥青的含量。

9.如权利要求1至8中任一项所述确定深层原油裂解气资源量的方法，其特征在于，通过以下公式根据所述定量关系和所述储层沥青的分布情况，确定所述区块中深层原油裂解气资源量：

Q＝C_b×S×ρ_b×K×h×E

其中，Q是所述深层原裂解气评价区块中深层原油裂解气资源量，C_b是所述储层沥青的含量，K是深层原油裂解气评价区块目的层段中储层沥青与深层原油裂解气之间的定量比例关系，h是所述储层沥青的厚度；E是原油裂解气运聚系数；S是所述深层原油裂解气评价区块的面积；ρ_b是所述储层沥青的密度。