CN105842753A - 对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法及装置，该方法包括：计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度；计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度；计算不同深度烃源岩内的排烃效率；计算不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量及转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量；根据孔隙度、密度、排烃效率以及烃源岩内有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复。上述技术方案提高了烃源岩内残余总有机碳含量恢复的准确率和效率，从而提高了利用残余有机碳TOC含量作为有效烃源岩判别标准的可信度和准确度。

Description

对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法及装置

技术领域

本发明涉及残余有机碳恢复技术领域，特别涉及一种对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法及装置。

背景技术

烃源岩在热演化进入成熟阶段后，随着大规模排烃作用的进行，其内残余有机碳(TOC)含量逐渐减小。对于处于高成熟-过成熟阶段的烃源岩而言，其内残余TOC较未排烃前的初始时期，差异更加显著。评价有效烃源岩下限值最重要的标准是烃源岩内有机碳(TOC)含量，若用高成熟-过成熟阶段的残余TOC作为判别标准去评价烃源岩的有效性，必然会引起较大误差。因此，需要将烃源岩内残余TOC恢复至排烃前的原始状态(Ro＝0.5％，Ro为热演化程度)。

针对上述问题，许多学者提出了不同的TOC恢复方法，主要有自然演化剖面法、热解模拟实验法、化学元素守恒法、无效碳守恒法、化学动力学法、有机质演化规律法、降解率法等。但是由于上述方法的计算过程繁琐，导致恢复的效率低，或受到很多实验因素和人为因素的影响，恢复的准确率低。

发明内容

本发明实施例提供了一种对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法，用以提高烃源岩内残余有机碳含量恢复的准确率和效率，该方法包括：

根据烃源岩孔隙度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度；

根据烃源岩密度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度；

根据烃源岩生烃潜力随深度的变化关系，计算不同深度烃源岩内的排烃效率；

对不同深度内烃源岩进行生烃量的物质平衡优化模拟，根据物质平衡优化模拟的结果，计算不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量及转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量；

根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复。

本发明实施例还提供了一种对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置，用以提高烃源岩内残余有机碳含量恢复的准确率和效率，该装置包括：

孔隙度计算模块，用于根据烃源岩孔隙度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度；

密度计算模块，用于根据烃源岩密度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度；

排烃效率计算模块，用于根据烃源岩生烃潜力随深度的变化关系，计算不同深度烃源岩内的排烃效率；

有机母质含量计算模块，用于对不同深度内烃源岩进行生烃量的物质平衡优化模拟，根据物质平衡优化模拟的结果，计算不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量及转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量；

残余有机碳含量恢复模块，用于根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复。

相对于现有技术中对残余有机碳含量进行恢复的方法而言，本发明实施例提供的技术方案是基于物质平衡原理对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复，在计算过程中，加入烃源岩内相关参数的变化，基于物质平衡理论将这些参数相结合推导出来的，这些参数包括：孔隙度、密度、排烃效率以及烃源岩内有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量；同时，这些参数也考虑到了地层压实作用和烃源岩热演化过程对油气生排作用的影响，具有一定的普遍适用性；另外，这些参数简单，且较易从自然条件下获得，不受人为因素影响，计算结果接近实际。因此，本发明实施例提供的技术方案提高了烃源岩内残余总有机碳含量恢复的准确率和效率，从而提高了利用残余有机碳含量作为有效烃源岩判别标准的可信度和准确度。

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是本发明实施例中对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法流程示意图；

图2是本发明实施例中塔里木盆地油田探井的平均井深变化示意图；

图3是本发明实施例中塔里木盆地中碳酸盐岩烃源岩孔隙度随深度变化示意图；

图4是本发明实施例中塔里木盆地中碳酸盐岩烃源岩密度随深度变化示意图；

图5a、5b、5c、5d和5e是本发明实施例中塔里木盆地中—上奥陶烃源岩的排烃特征曲线；其中，图5a和5b为烃源岩生烃潜力随深度的变化关系的示意图，图5c为排烃率与深度的关系曲线示意图，图5d为排烃速率与深度的关系曲线示意图，图5e为排烃效率与深度的关系曲线示意图；

图6a、6b、6c、6d和6e是本发明实施例中塔里木盆地中—上奥陶烃源岩的排烃特征曲线；其中，图6a和6b为烃源岩生烃潜力随深度的变化关系的示意图，图6c为排烃率与深度的关系曲线示意图，图6d为排烃速率与深度的关系曲线示意图，图6e为排烃效率与深度的关系曲线示意图；

图7是本发明实施例中塔里木盆地中I型碳酸盐岩烃源岩的残余有机碳含量的恢复系数图版；

图8是本发明实施例中对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置结构示意图。

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。

“基于物质平衡原理对烃源岩内残余有机碳含量TOC进行恢复”这种方法的提出是根据干酪根热降解生烃理论，从烃源岩演化和油气生、留、排的角度出发，在建立烃源岩演化的地质概念模型的基础上，加入烃源岩内相关参数的变化，基于物质平衡理论将这些参数相结合推导出来的。推导公式的过程中同时考虑到了地层压实作用和烃源岩热演化过程对油气生排作用的影响，具有一定的普遍适用性。公式中的参数简单且较易从自然条件下获得，不受人为因素影响，计算结果比较接近实际。下面对上述对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法进行详细介绍。

图1是本发明实施例中对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤101：根据烃源岩孔隙度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度；

步骤102：根据烃源岩密度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度；

步骤103：根据烃源岩生烃潜力随深度的变化关系，计算不同深度烃源岩内的排烃效率；

步骤104：对不同深度内烃源岩进行生烃量的物质平衡优化模拟，根据物质平衡优化模拟的结果，计算不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量及转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量；

步骤105：根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及不同深度烃源岩内有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复。

相对于现有技术中对残余有机碳含量进行恢复的方法而言，本发明实施例提供的技术方案是基于物质平衡原理对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复，在计算过程中，加入烃源岩内相关参数的变化，基于物质平衡理论将这些参数相结合推导出来的，这些参数包括：孔隙度、密度、排烃效率以及烃源岩内有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量；同时，这些参数也考虑到了地层压实作用和烃源岩热演化过程对油气生排作用的影响，具有一定的普遍适用性；另外，这些参数简单，且较易从自然条件下获得，不受人为因素影响，计算结果接近实际。因此，本发明实施例提供的技术方案提高了烃源岩内残余总有机碳含量恢复的准确率和效率，从而提高了利用残余有机碳含量作为有效烃源岩判别标准的可信度和准确度。

在一个实施例中，根据烃源岩孔隙度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度，可以包括：

根据多口井的烃源岩孔隙度测井数据，计算多口井的每一相同深度内烃源岩孔隙度的平均值；

根据多口井的每一相同深度内烃源岩孔隙度的平均值，计算孔隙度随深度的变化关系；

根据孔隙度随深度的变化关系和不同深度烃源岩内的热演化程度，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度。

具体实施时，首先，采集多口井的烃源岩孔隙度测井曲线，读取孔隙度测井曲线上的值，剔除异常值，求取多口井在同一深度孔隙度的平均值，保证孔隙度计算的准确性；其次，用相同的方法再求出多口井的若干个其它同一深度孔隙度的平均值；然后，根据多口井的每一相同深度内烃源岩孔隙度的平均值，计算孔隙度随深度的变化关系，图3即为本发明实施例中塔里木盆地中碳酸盐岩烃源岩孔隙度随深度变化示意图；最后，根据孔隙度随深度的变化关系和不同深度烃源岩内的热演化程度，即可得出不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度，具体计算方法可以为：当欲求3600米深处的初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度时，根据孔隙度随深度的变化关系，可以求出3600米深处的任一演化阶段的孔隙度，任一演化阶段的热演化程度和初始时期的热演化程度已知，那么，根据3600米深处的任一演化阶段的孔隙度、任一演化阶段的热演化程度和初始时期的热演化程度即可求出初始时期的孔隙度。

在一个实施例中，根据烃源岩密度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度，可以包括：

根据多口井的烃源岩密度测井数据，计算多口井的每一相同深度内烃源岩密度的平均值；

根据多口井的每一相同深度内烃源岩密度的平均值，计算密度随深度的变化关系；

根据密度随深度的变化关系和不同深度烃源岩内的热演化程度，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度。

具体实施时，首先，采集多口井的烃源岩密度测井曲线，读取密度测井曲线上的值，剔除异常值，求取多口井在同一深度密度的平均值，保证密度计算的准确性；其次，用相同的方法再求出多口井的若干个其它同一深度密度的平均值；然后，根据多口井的每一相同深度内烃源岩密度的平均值，计算密度随深度的变化关系，图4是本发明实施例中塔里木盆地中碳酸盐岩烃源岩密度随深度变化示意图；最后，根据密度随深度的变化关系和不同深度烃源岩内的热演化程度，即可得出不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度，具体计算方法请参见上述关于初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度的计算，在此不再赘述。

图5a、5b、5c、5d和5e是本发明实施例中塔里木盆地中—上奥陶烃源岩的排烃特征曲线；其中，图5a和5b为烃源岩生烃潜力随深度的变化关系的示意图，图5c为排烃率与深度的关系曲线示意图，图5d为排烃速率与深度的关系曲线示意图，图5e为排烃效率与深度的关系曲线示意图；图6a、6b、6c、6d和6e是本发明实施例中塔里木盆地中—上奥陶烃源岩的排烃特征曲线；其中，图6a和6b为烃源岩生烃潜力随深度的变化关系的示意图，图6c为排烃率与深度的关系曲线示意图，图6d为排烃速率与深度的关系曲线示意图，图6e为排烃效率与深度的关系曲线示意图。下面结合图5a-5e和图6a-6e说明排烃效率的计算过程。

根据烃源岩生烃潜力随深度的变化关系(如5a、5b、6a和6b所示)，计算不同深度烃源岩内的排烃效率，可以包括：

根据生烃潜力指数随深度的变化关系，拟合排烃率与深度的关系曲线(如图5c和6c所示)，以及拟合排烃速率与深度的关系曲线(如图5d和6d所示)；生烃潜力指数用于表征烃源岩生烃潜力；

根据排烃率与深度的关系曲线，以及排烃速率与深度的关系曲线，计算不同深度烃源岩内的排烃效率(图5e和6e即为排烃效率与深度的关系曲线示意图)。

在一个实施例中，生烃潜力指数根据烃源岩的可溶烃、裂解烃与烃源岩内残余有机碳含量之间的关系确定。

具体实施时，首先，针对一特定烃源岩区域搜集生烃潜力指数“(S1+S2)/TOC”，并对S1轻烃校正；其中S1为热解参数，代表可溶烃，S2为热解参数，代表裂解烃，TOC为烃源岩转化到任一演化阶段的残余有机碳含量，图5a-5e和图6a-6e中的参数含义与上述一致，在此不再赘述。利用生烃潜力指数“(S1+S2)/TOC”随深度的变化关系，拟合排烃率与深度的关系曲线，以及拟合排烃速率与深度的关系曲线，并最终求出烃源岩的排烃效率Ke

上述计算排烃效率的方法是依据“生烃潜力法”。生烃潜力法的原理是基于在源岩热解定量评价中，通常用可溶烃(S1)与裂解烃(S2)的和表示源岩的生烃潜力。此处采用一个综合热解参数，即生烃潜力指数((S1+S2)/TOC)来表征源岩的生烃潜力。当源岩的生烃潜力指数在地史演化过程中开始减小时，则表明有烃类开始排出，其相应的埋深则代表了源岩的排烃门限。通过研究生烃潜力指数在地质剖面上的变化可以计算源岩的排烃率，排烃速率，最后求出生排烃效率(如图5a-5e和图6a-6e所示)。

具体实施时，上述步骤104即为对初始有机母质为Mo的烃源岩进行生烃量的物质平衡优化模拟，确定生成产物组分的总含量ΣXi。利用物质平衡优化模拟确定生成产物组分的总含量的原理和具体方法是：对于初始有机母质为Mo的烃源岩，基于源岩生烃演化过程中有机母质转化的物质平衡原理和优化模拟计算方法，考虑的产物组分包括CH4、C2H6、C3H8、C4H10、H2O、CO2、H2S、N2、H2、OIL等共十种，用X1、X2…X10分别代表十种产物的量，用ΔM表示母质转化过程中的总损失量，基于母质生烃过程中的物质平衡，即碳、氢、氧、氮、硫五种元素的重量平衡和油气田自然条件下烃类气体之间的体积比率相符等原则，以母质转化损失的所有重量最大限度地转化为上列十种产物为目标条件，在后者的约束下，模拟计算单位重量有机母质(TOC)的十种产物量(Xi)，再将其换算成油气发生率(Rp)，即可得到相应的生烃量。

在一个实施例中，根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及不同深度烃源岩内有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复，可以包括：

根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及不同深度烃源岩内有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，确定烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数；

根据烃源岩内残余有机碳含量和恢复系数，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复，即计算出烃源岩在初始时期(原始状态)的残余有机碳含量。

在一个实施例中，可以按照如下公式，确定烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数：

$K=\frac{{\mathrm{TOC}}_o}{TOC}=\frac{1-{\mathrm{\φ}}_o}{1-\mathrm{\φ}}\·\frac{{\mathrm{\ρ}}_r}{{\mathrm{\ρ}}_{ro}}\·(1+K_e\·\frac{{\mathrm{\ΣX}}_i}{M_o-{\mathrm{\ΣX}}_i});$

其中，K为烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数，TOC_o为烃源岩在初始时期的残余有机碳含量，TOC为烃源岩转化到任一演化阶段的残余有机碳含量，φ_o为不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度，φ为不同深度烃源岩内任一演化阶段的孔隙度，ρ_ro为不同深度烃源岩内初始时期的密度，ρ_r为不同深度烃源岩内任一演化阶段的密度，K_e为不同深度烃源岩内的排烃效率，M_o为不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量，ΣX_i为转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量。

将上述计算出来的参数：孔隙度、密度、排烃效率以及烃源岩内有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，带入上述公式，确定残余有机碳的恢复系数K，根据该公式可知，最后就可以求出烃源岩在初始时期的残余有机碳含量TOC_o，这样就可以利用残余有机碳含量去准确评价烃源岩的有效性了。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置，如下面的实施例所述。由于对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置问题的原理与对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法相似，因此对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置的实施可以参见对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图8是本发明实施例中对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置结构示意图，如图8所示，该装置包括：

孔隙度计算模块10，用于根据烃源岩孔隙度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度；

密度计算模块20，用于根据烃源岩密度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度；

排烃效率计算模块30，用于根据烃源岩生烃潜力随深度的变化关系，计算不同深度烃源岩内的排烃效率；

有机母质含量计算模块40，用于对不同深度内烃源岩进行生烃量的物质平衡优化模拟，根据物质平衡优化模拟的结果，计算不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量及转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量；

残余有机碳含量恢复模块50，用于根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及不同深度烃源岩内有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复。

在一个实施例中，孔隙度计算模块10具体可以用于：

根据多口井的烃源岩孔隙度测井数据，计算多口井的每一相同深度内烃源岩孔隙度的平均值；

根据多口井的每一相同深度内烃源岩孔隙度的平均值，计算孔隙度随深度的变化关系；

根据孔隙度随深度的变化关系和不同深度烃源岩内的热演化程度，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度。

在一个实施例中，密度计算模块20具体可以用于：

根据多口井的烃源岩密度测井数据，计算多口井的每一相同深度内烃源岩密度的平均值；

根据多口井的每一相同深度内烃源岩密度的平均值，计算密度随深度的变化关系；

根据密度随深度的变化关系和不同深度烃源岩内的热演化程度，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度。

在一个实施例中，排烃效率计算模块30具体可以用于：

根据生烃潜力指数随深度的变化关系，拟合排烃率与深度的关系曲线，以及拟合排烃速率与深度的关系曲线；生烃潜力指数用于表征烃源岩生烃潜力；

根据排烃率与深度的关系曲线，以及排烃速率与深度的关系曲线，计算不同深度烃源岩内的排烃效率。

在一个实施例中，生烃潜力指数可以根据烃源岩的可溶烃、裂解烃与烃源岩内残余有机碳含量之间的关系确定。

在一个实施例中，残余有机碳含量恢复模块50具体可以用于：

根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及不同深度烃源岩内有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，确定烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数；

根据烃源岩内残余有机碳含量和恢复系数，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复。

在一个实施例中，可以按照如下公式，确定烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数：

$K=\frac{{\mathrm{TOC}}_o}{TOC}=\frac{1-{\mathrm{\φ}}_o}{1-\mathrm{\φ}}\·\frac{{\mathrm{\ρ}}_r}{{\mathrm{\ρ}}_{ro}}\·(1+K_e\·\frac{{\mathrm{\ΣX}}_i}{M_o-{\mathrm{\ΣX}}_i});$

其中，K为烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数，TOC_o为烃源岩在初始时期的残余有机碳含量，TOC为烃源岩转化到任一演化阶段的残余有机碳含量，φ_o为不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度，φ为不同深度烃源岩内任一演化阶段的孔隙度，ρ_ro为不同深度烃源岩内初始时期的密度，ρ_r为不同深度烃源岩内任一演化阶段的密度，K_e为不同深度烃源岩内的排烃效率，M_o为不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量，ΣX_i为转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量。

下面再以实例来进行说明，以便于理解如何实施本发明。

应用实例区为中国塔里木盆地塔中地区。塔中隆起位于塔里木盆地中部的沙漠腹地，面积为24500km2。构造上属于中央隆起带中段的一个次级构造单元，也是一个典型的复式油气聚集区，它具有油气藏类型多样，横向连片，纵向复合叠置，多产层，多期油气充注的特点。随着该区勘探的程度的提高，勘探目标逐渐向深部拓展(如图2所示)。然而，用TOC>0.5％的高丰度烃源岩评价的资源量小于已发现三级储量，资源评价和实际勘探储量的巨大反差，说明塔中地区深部烃源岩的残余TOC是否需要恢复，以及恢复之后低丰度(TOC<0.5％)的碳酸盐岩烃源岩能否成为有效烃源岩值得重新深入思考和研究，这将对深入认识塔中地区碳酸盐岩的生烃机制、重新评价碳酸盐岩油气潜力和勘探前景具有重要的战略意义。本发明实施例对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法主要包括如下步骤：

(1)获得烃源岩孔隙度；

采集多口井的烃源岩测井曲线，读取孔隙度测井曲线上的值，剔除异常值，求取几口井在同一深度测井曲线的平均值，求出孔隙度Φ随深度或Ro的变化关系(图3)；

(2)获得烃源岩密度；

采集多口井的烃源岩测井曲线，读取密度测井曲线上的值，剔除异常值，求取几口井在同一深度测井曲线的平均值，求出密度ρ随深度或Ro的变化关系(图4)；

(3)获得排烃效率Ke；

依据“生烃潜力法”计算排烃效率。生烃潜力法的原理是基于在源岩热解定量评价中，通常用可溶烃(S1)与裂解烃(S2)的和表示源岩的生烃潜力。此处采用一个综合热解参数，即生烃潜力指数((S1+S2)/TOC)来表征源岩的生烃潜力。当源岩的生烃潜力指数在地史演化过程中开始减小时，则表明有烃类开始排出，其相应的埋深则代表了源岩的排烃门限。通过研究生烃潜力指数在地质剖面上的变化可以计算源岩的排烃率，排烃速率，最后求出生排烃效率(图5a-5e和图6a-6e)；

(4)获得产物组分ΣXi；

对初始有机母质为Mo的烃源岩进行生烃量的物质平衡优化模拟，确定生成产物组分的总含量ΣXi；

(5)获得恢复系数K；

将上述(1)至(4)求出的相关参数带入下述公式，以确定恢复系数K：

$K=\frac{{\mathrm{TOC}}_o}{TOC}=\frac{1-{\mathrm{\&phi;}}_o}{1-\mathrm{\&phi;}}\&CenterDot;\frac{{\mathrm{\&rho;}}_r}{{\mathrm{\&rho;}}_{ro}}\&CenterDot;(1+K_e\&CenterDot;\frac{{\mathrm{\&Sigma;X}}_i}{M_o-{\mathrm{\&Sigma;X}}_i});$

确定的残余有机碳的恢复系数K，如下表1和图7所示：表1是本发明实施例中塔里木盆地中I型碳酸盐岩烃源岩的TOC恢复系数；图7是本发明实施例中塔里木盆地中I型碳酸盐岩烃源岩的残余有机碳含量的恢复系数图版。

表1

本发明实施例提出了一种恢复烃源岩内残余有机碳含量TOC的方法，该方法的创新点体现在：1、从烃源岩演化的地质概念模型出发，根据物质平衡原理建立有机碳含量的相关等式；2、所需参数均较为简单且容易获得，具有很好的适用性；3、通过进行TOC的恢复，进而用来修正用于判别有效烃源岩标准的TOC下限值，是本方法后续应用的另一创新点。

值得注意的是，由于煤系地层不符合“骨架不变原理”的假设，因此该方法主要用于碎屑岩地层和碳酸盐岩地层烃源岩的TOC恢复。

本发明实施例通过对塔中地区烃源岩内残余TOC进行恢复，解决了塔中地区深部良好的油气储量难以与较低的TOC含量相匹配的矛盾，为该地区深部低丰度烃源岩的有效性评价提供了一种合理的理论支撑和技术方法，降低了油气勘探的风险，指明了油气的勘探方向可以向深部低丰度烃源岩延伸，具有广泛的适用性。

本发明的有益效果是：提供了一种恢复烃源岩内残余TOC的方法，提高了用TOC含量作为有效烃源岩判别标准的可信度和准确度，尤其对于含油气盆地深部处于高成熟-过成熟阶段的烃源岩具有广泛的适用性。“基于物质平衡原理对烃源岩内残余有机碳含量TOC进行恢复”这种方法的提出是根据干酪根热降解生烃理论，从烃源岩演化和油气生、留、排的角度出发，在建立烃源岩演化的地质概念模型的基础上，加入烃源岩内相关参数的变化，基于物质平衡理论将这些参数相结合推导出来的。推导公式的过程中同时考虑到了地层压实作用和烃源岩热演化过程对油气生排作用的影响，具有一定的普遍适用性。公式中的参数简单且较易从自然条件下获得，不受人为因素影响，计算结果比较接近实际。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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 (12)

1.一种对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法，其特征在于，包括：

根据烃源岩孔隙度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度；

根据烃源岩密度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度；

根据烃源岩生烃潜力随深度的变化关系，计算不同深度烃源岩内的排烃效率；

对不同深度内烃源岩进行生烃量的物质平衡优化模拟，根据物质平衡优化模拟的结果，计算不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量及转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量；

根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复。

2.如权利要求1所述的对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法，其特征在于，根据烃源岩孔隙度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度，包括：

根据多口井的烃源岩孔隙度测井数据，计算多口井的每一相同深度内烃源岩孔隙度的平均值；

根据多口井的每一相同深度内烃源岩孔隙度的平均值，计算孔隙度随深度的变化关系；

根据孔隙度随深度的变化关系和不同深度烃源岩内的热演化程度，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度。

3.如权利要求1所述的对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法，其特征在于，根据烃源岩密度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度，包括：

根据多口井的烃源岩密度测井数据，计算多口井的每一相同深度内烃源岩密度的平均值；

根据多口井的每一相同深度内烃源岩密度的平均值，计算密度随深度的变化关系；

根据密度随深度的变化关系和不同深度烃源岩内的热演化程度，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度。

4.如权利要求1所述的对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法，其特征在于，根据烃源岩生烃潜力随深度的变化关系，计算不同深度烃源岩内的排烃效率，包括：

根据生烃潜力指数随深度的变化关系，拟合排烃率与深度的关系曲线，以及拟合排烃速率与深度的关系曲线；所述生烃潜力指数用于表征烃源岩生烃潜力；

根据排烃率与深度的关系曲线，以及排烃速率与深度的关系曲线，计算不同深度烃源岩内的排烃效率。

5.如权利要求4所述的对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法，其特征在于，所述生烃潜力指数根据烃源岩的可溶烃、裂解烃与烃源岩内残余有机碳含量之间的关系确定。

6.如权利要求1所述的对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法，其特征在于，根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复，包括：

根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，确定烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数；

根据烃源岩内残余有机碳含量和所述恢复系数，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复。

7.如权利要求6所述的对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的方法，其特征在于，按照如下公式，确定烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数：

$K=\frac{{\mathrm{TOC}}_o}{TOC}=\frac{1-{\mathrm{\&phi;}}_o}{1-\mathrm{\&phi;}}\&CenterDot;\frac{{\mathrm{\&rho;}}_r}{{\mathrm{\&rho;}}_{ro}}\&CenterDot;(1+K_e\&CenterDot;\frac{{\mathrm{\&Sigma;X}}_i}{M_o-{\mathrm{\&Sigma;X}}_i});$

其中，K为烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数，TOC_o为烃源岩在初始时期的残余有机碳含量，TOC为烃源岩转化到任一演化阶段的残余有机碳含量，φ_o为不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度，φ为不同深度烃源岩内任一演化阶段的孔隙度，ρ_ro为不同深度烃源岩内初始时期的密度，ρ_r为不同深度烃源岩内任一演化阶段的密度，K_e为不同深度烃源岩内的排烃效率，M_o为不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量，ΣX_i为转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量。

8.一种对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置，其特征在于，包括：

孔隙度计算模块，用于根据烃源岩孔隙度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度；

密度计算模块，用于根据烃源岩密度测井数据，计算不同深度烃源岩内初始时期的密度和任一演化阶段的密度；

排烃效率计算模块，用于根据烃源岩生烃潜力随深度的变化关系，计算不同深度烃源岩内的排烃效率；

有机母质含量计算模块，用于对不同深度内烃源岩进行生烃量的物质平衡优化模拟，根据物质平衡优化模拟的结果，计算不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量及转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量；；

残余有机碳含量恢复模块，用于根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复。

9.如权利要求8所述的对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置，其特征在于，所述排烃效率计算模块具体用于：

根据生烃潜力指数随深度的变化关系，拟合排烃率与深度的关系曲线，以及拟合排烃速率与深度的关系曲线；所述生烃潜力指数用于表征烃源岩生烃潜力；

根据排烃率与深度的关系曲线，以及排烃速率与深度的关系曲线，计算不同深度烃源岩内的排烃效率。

10.如权利要求9所述的对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置，其特征在于，所述生烃潜力指数根据烃源岩的可溶烃、裂解烃与烃源岩内残余有机碳含量之间的关系确定。

11.如权利要求8所述的对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置，其特征在于，所述残余有机碳含量恢复模块具体用于：

根据不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度和任一演化阶段的孔隙度、初始时期的密度和任一演化阶段的密度、排烃效率以及有机母质的初始重量和生成产物组分的累积含量，确定烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数；

根据烃源岩内残余有机碳含量和所述恢复系数，对不同深度烃源岩内残余有机碳含量进行恢复。

12.如权利要求11所述的对烃源岩内残余有机碳含量进行恢复的装置，其特征在于，按照如下公式，确定烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数：

$K=\frac{{\mathrm{TOC}}_o}{TOC}=\frac{1-{\mathrm{\&phi;}}_o}{1-\mathrm{\&phi;}}\&CenterDot;\frac{{\mathrm{\&rho;}}_r}{{\mathrm{\&rho;}}_{ro}}\&CenterDot;(1+K_e\&CenterDot;\frac{{\mathrm{\&Sigma;X}}_i}{M_o-{\mathrm{\&Sigma;X}}_i});$

其中，K为烃源岩内残余有机碳含量的恢复系数，TOC_o为烃源岩在初始时期的残余有机碳含量，TOC为烃源岩转化到任一演化阶段的残余有机碳含量，φ_o为不同深度烃源岩内初始时期的孔隙度，φ为不同深度烃源岩内任一演化阶段的孔隙度，ρ_ro为不同深度烃源岩内初始时期的密度，ρ_r为不同深度烃源岩内任一演化阶段的密度，K_e为不同深度烃源岩内的排烃效率，M_o为不同深度烃源岩内有机母质在初始时期的初始重量，ΣX_i为转化到任一演化阶段的生成产物组分的累积含量。