CN108052789A

CN108052789A - 预测致密油开采区域的方法和装置

Info

Publication number: CN108052789A
Application number: CN201711214841.2A
Authority: CN
Inventors: 罗群; 樊春燕; 张晨; 孔祥晔
Original assignee: China University of Petroleum Beijing
Current assignee: China University of Petroleum Beijing
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2018-05-18
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: CN108052789B

Abstract

本申请提供了一种预测致密油开采区域的方法和装置，该方法，包括：根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与该烃源岩中残留烃含量的关系曲线，得到第一预设含量，将烃源岩的有机碳含量大于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第一致密油分布区域，根据致密油储层对应的烃源岩在各个地理位置的镜质体反射率，确定第二致密油分布区域，将第一致密油分布区域和第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域。本申请预测过程使用的参数少，预测过程简单高效，且对致密油开采区域的预测准确。

Description

预测致密油开采区域的方法和装置

技术领域

本申请涉及石油开采技术，尤其涉及一种预测致密油开采区域的方法和装置。

背景技术

致密油是赋存于致密储层中的石油，是一种重要的非常规油气资源，勘探潜力巨大。致密油储层是孔隙度总体小于10％、渗透率总体小于1mD的超低孔超低渗致密储层。

目前国内外学者对致密油开采区域的研究主要集中在致密油甜点的主控地质因素与评价优选方法两个方面。但是目前预测致密油开采区域的方法存在以下问题：一是使用的参数多，预测过程复杂和烦琐；二是多采用常规油气的思路和方法，对致密油开采区域的预测不够准确。

因此，如何高效准确的预测致密油开采区域是现阶段亟需解决的问题。

申请内容

本申请提供一种预测致密油开采区域的方法和装置，以实现高效准确的预测致密油开采区域。

第一方面，本申请提供一种预测致密油开采区域的方法，包括：

根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与所述烃源岩中残留烃含量的关系，得到第一预设含量；其中，所述第一预设含量为所述致密油储层开始聚集石油时对应的烃源岩的有机碳含量；

将所述烃源岩的有机碳含量大于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第一致密油分布区域；

根据所述烃源岩在各个地理位置的镜质体反射率，确定第二致密油分布区域；

将所述第一致密油分布区域和所述第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域。

如上所述的方法，所述根据所述烃源岩在各个地理位置的镜质体反射率，确定第二致密油分布区域，包括：

将所述烃源岩的镜质体反射率大于第一预设反射率且小于第二预设反射率的地理位置所覆盖的区域确定为第二致密油分布区域。

如上所述的方法，根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与所述烃源岩中残留烃含量的关系曲线，得到第一预设含量，包括：

获取所述烃源岩的有机碳含量与所述烃源岩中残留烃含量的关系曲线，所述关系曲线为包络线；

获取所述包络线的顶界线；

获取所述顶界线的第一点对应的第一有机碳含量，所述第一点为所述烃源岩的残留烃含量随着有机碳含量的增加而快速增加开始变为随着有机碳含量的增加而缓慢增加的点；

根据所述第一有机碳含量得到第一预设含量。

如上所述的方法，在所述获取所述包络线的顶界线之后，还包括：

获取所述顶界线的第二点对应的第二有机碳含量，所述第二点为所述烃源岩的残留烃含量随着有机碳含量的增加开始快速增加的点；

根据所述第二有机碳含量得到第二预设含量；

则所述方法还包括：将所述烃源岩的有机碳含量大于第二预设含量且小于等于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第三致密油分布区域；

则所述将第一致密油分布区域和所述第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域，包括：

将第一致密油分布区域和第三致密油分布区域组成的总区域与第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域。

如上所述的方法，所述第一预设反射率为0.7％或1.3％，所述第二预设反射率为2％。

第二方面，本申请提供一种预测致密油开采区域的装置，包括：

第一预设含量获取模块，用于根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与所述烃源岩中残留烃含量的关系，得到第一预设含量，其中，所述第一预设含量为所述致密油储层开始聚集石油时对应的烃源岩的有机碳含量；；

致密油分布区域确定模块，用于将所述烃源岩的有机碳含量大于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第一致密油分布区域；根据所述烃源岩在各个地理位置的镜质体反射率，确定第二致密油分布区域；

致密油开采区域确定模块，用于将所述第一致密油分布区域和所述第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域。

如上所述的装置，所述致密油分布区域确定模块，具体用于将所述烃源岩的镜质体反射率大于第一预设反射率且小于第二预设反射率的地理位置所覆盖的区域确定为第二致密油分布区域。

如上所述的装置，所述第一预设含量获取模块，具体用于获取所述烃源岩的有机碳含量与所述烃源岩中残留烃含量的关系曲线，所述关系曲线为包络线；

获取所述包络线的顶界线；

根据所述第一有机碳含量得到第一预设含量。

如上所述的装置，所述第一预设含量获取模块，还具体用于在所述获取所述包络线的顶界线之后，获取所述顶界线的第二点对应的第二有机碳含量，所述第二点为所述烃源岩的残留烃含量随着有机碳含量的增加开始快速增加的点；

根据所述第二有机碳含量得到第二预设含量；

则所述致密油分布区域确定模块，还用于将所述烃源岩的有机碳含量大于第二预设含量且小于等于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第三致密油分布区域；

则所述致密油开采区域确定模块，具体用于将第一致密油分布区域和第三致密油分布区域组成的总区域与第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域。

如上所述的装置，所述第一预设反射率为0.7％或1.3％，所述第二预设反射率为2％。

本申请中的预测致密油开采区域时所用的参数包括烃源岩有机碳含量、残留烃含量、镜质体反射率，预测所使用的参数较少，预测过程简单高效；另外，通过研究区域的烃源岩有机碳含量与残留烃含量的关系确定第一预设含量，充分利用了致密油的生成过程的特点，对致密油开采区域的预测准确。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的预测致密油开采区域的方法流程图一；

图2为本申请提供的烃源岩有机碳含量以及残留烃含量的关系示意图；

图3为本申请提供的研究区域的烃源岩的TOC平面分布示意图；

图4为本申请提供的研究区域的烃源岩的R₀平面分布示意图；

图5为本申请提供的研究区域的致密油开采区域预测结果示意图；

图6为本申请提供的获取第一预设含量的流程示意图一；

图7为本申请提供的预测致密油开采区域的装置实施例一的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

首先对本申请出现的技术名词进行解释。

烃源岩是生油岩，生油、排出石油潜力较大的烃源岩对应的致密油储层的含油量就相对高。

致密油储层与烃源岩的空间位置关系一般包括以下的类型：致密油储层在其对应烃源岩的下方、致密油储层在其对应烃源岩的上方、致密油储层的上、下方均为烃源岩、致密油储层和其对应的烃源岩交替分布(即一层薄的致密油储层，一层薄的烃源岩)、致密油储层和其对应的烃源岩混为一体。其中，以致密油储层和其对应的烃源岩混为一体的地质体为烃源岩，再与致密油储层进行匹配，还存在以下复合空间位置关系：致密油储层在烃源岩的上方、致密油储层在烃源岩的下方、致密油储层的上、下方均为烃源岩。

图1为本申请提供的预测致密油开采区域的方法流程图一，如图1所示，本实施例的方法可以包括：

步骤S101、根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与该烃源岩中残留烃含量的关系，得到第一预设含量，第一预设含量为致密油储层开始聚集石油时对应的烃源岩的有机碳含量；

步骤S102、将烃源岩的有机碳含量大于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第一致密油分布区域；

步骤S103、根据致密油储层对应的烃源岩在各个地理位置的镜质体反射率，确定第二致密油分布区域；

步骤S104、将第一致密油分布区域和第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域。

对于步骤S101、在实际过程中，对研究区域内不同地理位置处的致密油储层对应的烃源岩进行取样，得到多个样品，采用专门的测试仪器，比如热解仪检测样品的有机碳含量TOC以及残留烃含量S1。

以有机碳含量为横坐标，以残留烃含量为纵坐标，建立坐标系，接着，根据检测多个样品的有机碳含量、残留烃含量以及建立的坐标系，得到样品的有机碳含量以及残留烃含量的关系曲线，该关系曲线为包络线。

图2为本申请提供的烃源岩有机碳含量以及残留烃含量的关系示意图；参见图2，烃源岩有机碳含量以及残留烃含量的关系图为散点图，根据坐标系中的各点绘制得到的关系曲线为包络线；图中的曲线a为包络线的顶界线，曲线b为包络线的底界线。

依据石油地质理论，当烃源岩的有机碳含量较小时，烃源岩的残留烃含量将随着有机碳含量的增加而迅速增加，说明生成的石油没有排出，只是被吸附并滞留于烃源岩内部，因此使得烃源岩的残留烃含量明显增多，但当有机碳含量达到一个临界值TOC₀₁时，残留烃含量不再随有机碳含量增加而明显增加，而是开始缓慢增加直到趋于平缓，表明烃源岩内部已经被自己生成的石油饱和，并已经将多余生成的石油排出并挤入到对应的致密储层中，使得致密储层中含有的石油越来越多。TOC₀₁即是致密储层开始聚集石油的临界值，之后随着有机碳含量增大，致密储层中聚焦的石油将会越多。因此，上述的TOC₀₁即为第一预设含量，TOC₀₁可以通过烃源岩有机碳含量以及残留烃含量的关系曲线得到。

此外，依据石油地质理论，在烃源岩的残留烃含量将随着有机碳含量的增加而迅速增加的前期，还具有一个残留烃含量随着有机碳含量的增加缓慢增加的阶段，该阶段后进入残留烃含量随着有机碳含量的增加而迅速增加的阶段，也就是说，此处还具有一个临界值TOC₀₂，当有机碳含量达到一个临界值TOC₀₂时，残留烃含量不再随着有机碳含量的增加而缓慢增加，而是随着有机碳含量的增加迅速增加。TOC₀₂可以通过烃源岩有机碳含量以及残留烃含量的关系曲线得到。

对于步骤S102、将烃源岩的有机碳含量大于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第一致密油分布区域。

具体地，烃源岩的有机碳含量TOC是评价烃源岩生油、排出石油潜力的大小的主要指标，那么烃源岩生油、排出石油潜力主要取决于TOC值。

图3为本申请提供的研究区域的烃源岩的TOC平面分布示意图。

参见图3，图3的研究区域为中国酒泉盆地酒席凹陷北部的花海凹陷的白垩系下沟组下段。该研究区域为一套陆相断陷湖盆深湖-半深湖相的以泥为主的砂、泥互层细粒沉积，烃源岩面积360km²、最大厚度800m。有效烃源岩区内致密砂岩层见油气显示或低产油流，致密油储层孔隙度为7.0％～12.7％，渗透率为(0.1～9.87)×10^-3μm²，具备致密油成藏与富集的有利地质条件。

做该研究区域的烃源岩有机碳含量与残留烃含量的关系曲线，根据关系曲线得到TOC₀₁＝2％，TOC₀₂＝1％。

图中的cc区域为有机碳含量大于2％的区域，图中的dd区域为有机碳含量大于1％小于等于2％的区域。图中的cc区域即为第一致密油分布区域。

对于步骤S103、根据烃源岩在各个地理位置的镜质体反射率，确定第二致密油分布区域。

具体地，镜质体反射率R₀是反应烃源岩热演化程度的指标，依据生排烃理论，致密油的流动性性的好坏主要取决于烃源岩的R₀值。

根据致密油储层对应的烃源岩在各个地理位置的镜质体反射率，确定致密油分布区域，具体为：将烃源岩的镜质体反射率大于第一预设反射率且小于第二预设反射率的地理位置所覆盖的区域确定为致密油分布区域。

可选地，第一预设反射率可选为0.7％、1.3％，第二预设反射率可为2.0％，第二预设反射率不大于2.0％。

图4为本申请提供的研究区域的烃源岩的Ro平面分布示意图。

参见图4，图4的研究区域为中国酒泉盆地酒席凹陷北部的花海凹陷的白垩系下沟组下端。

图中的aa区域为镜质体反射率大于1.3％小于2.0％的区域，图中的bb区域为镜质体反射率大于0.7％小于等于1.3％的区域。若第一预设反射率为1.3％，则aa区域为第二致密油分布区域，若第一预设反射率为0.7％，则aa区域和bb区域总成的总区域为第二致密油分布区域。

对于步骤S104，将第一致密油分布区域和第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域.

具体地，图5为本申请提供的研究区域的致密油开采区域预测结果示意图。

参见图5，图5的研究区域为中国酒泉盆地酒席凹陷北部的花海凹陷的白垩系下沟组下段。

若第一预设反射率为1.3％，则第一致密油分布区域和第二致密油分布区域的重叠部分为致密油甜点区域，即图中的区域ee。若第一预设反射率为0.7％，则第一致密油分布区域和第二致密油分布区域的重叠部分为图中的区域ee和ff，其中，区域ff可称为有利致密油开采区域。

其中，致密油甜点区域是指是指致密油储层在整体致密背景下局部发育的相对高孔、相对高渗的相对高含油气饱和度的区域，是致密油勘探开发的主要区域。

本实施例中的预测致密油开采区域时所用的参数包括烃源岩有机碳含量、残留烃含量、镜质体反射率，预测所使用的参数较少，预测过程简单高效；另外，通过研究区域的烃源岩有机碳含量与残留烃含量的关系确定第一预设含量，充分利用了致密油的生成过程的特点，对致密油开采区域的预测准确。

本实施例提供的预测致密油开采区域的方法，包括：根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与该烃源岩中残留烃含量的关系，得到第一预设含量，第一预设含量为致密油储层开始聚集石油时对应的烃源岩的有机碳含量；将烃源岩的有机碳含量大于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第一致密油分布区域；根据致密油储层对应的烃源岩在各个地理位置的镜质体反射率，确定第二致密油分布区域；将第一致密油分布区域和第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域。本实施例提供的预测致密油开采区域的方法，预测过程简单高效且对致密油开采区域的预测准确。

下面采用具体的实施例，对图1所示方法实施例的技术方案进行详细说明。

对根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与烃源岩中残留烃含量的关系曲线，得到第一预设含量TOC₀₁的过程进行说明。

图6为本申请提供的获取第一预设含量的流程示意图一；参见图6，本实施例的方法包括：

步骤S201、获取烃源岩的有机碳含量与烃源岩中残留烃含量的关系曲线，关系曲线为包络线；

步骤S202、获取该包络线的顶界线；

步骤S203、获取该顶界线的第一点对应的第一有机碳含量，第一点为烃源岩的残留烃含量随着有机碳含量的增加而快速增加开始变为随着有机碳含量的增加而缓慢增加的点；

步骤S204、根据第一有机碳含量得到第一预设含量。

具体地，对于步骤S201参见步骤S101的阐述，本实施例中不再赘述。

对于步骤S202，参见图2，图中的曲线a为包络线的顶界线，曲线b为包络线的底界线。

对于步骤S203～步骤S204，将顶界线上烃源岩的残留烃含量随着有机碳含量的增加而快速增加开始变为随着有机碳含量的增加而缓慢增加的点对应的第一有机碳含量作为第一预设含量。参见图2，第一点为A点，对应的有机碳含量为2％，第一预设含量为2％。

其中，第一点可为顶界线上烃源岩中残留烃含量随有机碳含量快速增长的部分的右侧的顶界线的斜率大于第一预设值小于第二预设值处对应的多个点中的任意一点。比如第二预设值可为0.8、1、1.1等、第一预设值可为0.5、0.6等。即顶界线上烃源岩中残留烃含量随有机碳含量快速增长的部分的右侧的顶界线的斜率大于第一预设值小于第二预设值处对应的多个点中的任意一点对应的有机碳含量均可认为致密油储层开始聚集石油时对应的烃源岩的有机碳含量。

为了将预测的致密油开采区域扩大，在获取包络线的顶界线之后，还包括：获取顶界线的第二点对应的第二有机碳含量，第二点为烃源岩的残留烃含量随着有机碳含量的增加开始快速增加的点；根据第二有机碳含量得到第二预设含量；参见图2，第二点为B点，对应的有机碳含量为1％。

其中，第二点可为顶界线上烃源岩中残留烃含量随有机碳含量快速增长的部分的左侧的顶界线的斜率大于第三预设值小于第四预设值对应的多个点中的任意一点。比如第四预设值可为0.8、1、1.1等、第三预设值可为0.5、0.6等。

此时，在图1所示的实施例中的步骤，还包括：将烃源岩的有机碳含量大于第二预设含量且小于等于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第三致密油分布区域；相应地，在图1所示的实施例中的步骤“将第一致密油分布区域和第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域”，包括：将第一致密油分布区域和第三致密油分布区域组成的总区域与第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域。此外，本实施例中的“小于等于第一预设含量的地理位置”是指“小于以及等于第一预设含量的地理位置”。

具体地，参见图3或图5，图3中的dd区域即为第三致密油分布区域。若第一预设反射率为0.7％，则第一致密油分布区域和第三致密油分布区域组成的总区域与第二致密油分布区域的重叠部分包括图5中的区域ee、ff和gg，其中，区域gg可称为较有利致密油开采区域。

本领域技术人员可以理解的是，也可以通过底界线得到第一预设含量和第二预设含量，方法与通过顶界线得到第一预设含量和第二预设含量相同。

本实施例通过烃源岩的有机碳含量与烃源岩中残留烃含量的关系曲线，得到了第一预设含量。

图7为本申请提供的预测致密油开采区域的装置实施例一的结构示意图，如图7所示，本实施例的装置可以包括：第一预设含量获取模块81、致密油分布区域确定模块82和致密油开采区域确定模块83。

其中，第一预设含量获取模块，用于根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与烃源岩中残留烃含量的关系曲线，得到第一预设含量；致密油分布区域确定模块82，用于将烃源岩的有机碳含量大于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第一致密油分布区域，根据烃源岩在各个地理位置的镜质体反射率，确定第二致密油分布区域；致密油开采区域确定模块83，用于将第一致密油分布区域和第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域。

致密油分布区域确定模块82，具体用于将烃源岩的镜质体反射率大于第一预设反射率且小于第二预设反射率的地理位置所覆盖的区域确定为第一致密油分布区域。

第一预设含量获取模块81，具体用于获取烃源岩的有机碳含量与烃源岩中残留烃含量的关系曲线，关系曲线为包络线；获取包络线的顶界线；获取顶界线的第一点对应的第一有机碳含量，第一点为烃源岩的残留烃含量随着有机碳含量的增加而快速增加开始变为随着有机碳含量的增加缓慢增加的点；根据第一有机碳含量得到第一预设含量。第一预设含量获取模块81，还具体用于在获取包络线的顶界线之后，获取顶界线的第二点对应的第二有机碳含量，第二点为烃源岩的残留烃含量随着有机碳含量的增加开始快速增加的点；根据第二有机碳含量得到第二预设含量；致密油分布区域确定模块82，还用于将烃源岩的有机碳含量大于第二预设含量且小于等于第一预设含量的地理位置所覆盖的区域确定为第三致密油分布区域；致密油开采区域确定模块83，具体用于将第一致密油分布区域和第三致密油分布区域组成的总区域与第二致密油分布区域的重叠部分确定为致密油开采区域。

本实施例的装置，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种预测致密油开采区域的方法，其特征在于，包括：

根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与所述烃源岩中残留烃含量的关系，确定第一预设含量；其中，所述第一预设含量为所述致密油储层开始聚集石油时对应的烃源岩的有机碳含量；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述烃源岩在各个地理位置的镜质体反射率，确定第二致密油分布区域，包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与所述烃源岩中残留烃含量的关系，得到第一预设含量，包括：

获取所述包络线的顶界线；

根据所述第一有机碳含量得到第一预设含量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述获取所述包络线的顶界线之后，还包括：

根据所述第二有机碳含量得到第二预设含量；

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预设反射率为0.7％或1.3％，所述第二预设反射率为2％。

6.一种预测致密油开采区域的装置，其特征在于，包括：

第一预设含量获取模块，用于根据致密油储层对应的烃源岩的有机碳含量与所述烃源岩中残留烃含量的关系，得到第一预设含量，其中，所述第一预设含量为所述致密油储层开始聚集石油时对应的烃源岩的有机碳含量；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述致密油分布区域确定模块，具体用于将所述烃源岩的镜质体反射率大于第一预设反射率且小于或小于第二预设反射率的地理位置所覆盖的区域确定为第二致密油分布区域。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第一预设含量获取模块，具体用于获取所述烃源岩的有机碳含量与所述烃源岩中残留烃含量的关系曲线，所述关系曲线为包络线；

获取所述包络线的顶界线；

根据所述第一有机碳含量得到第一预设含量。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一预设含量获取模块，还具体用于在所述获取所述包络线的顶界线之后，获取所述顶界线的第二点对应的第二有机碳含量，所述第二点为所述烃源岩的残留烃含量随着有机碳含量的增加开始快速增加的点；

根据所述第二有机碳含量得到第二预设含量；

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一预设反射率为0.7％或1.3％，所述第二预设反射率为2％。