CN110940790A - 一种判识高效烃源岩的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气勘探开发领域，具体涉及一种判识高效烃源岩的方法及装置。本发明通过结合烃源岩与油气藏，从油气藏的角度来推测高效烃源岩生物标志化合物的特征，从烃源岩的分析角度，确定不同丰度烃源岩生物标志化合物的特征；最后根据生物标志化合物稳定遗传性这一特征，建立油气藏‑高效烃源岩之间的“亲源关系”，从而确定一个地区高效烃源岩的特征。本发明利用正反演法确定高效烃源岩的特征，利用原油与烃源岩稳定遗传性的典型生物标志化合物，建立其“亲源关系”，明确高效烃源岩的岩性及其下限特征，克服了单方面通过烃源岩品质去确定高效烃源岩时不准确的问题。本发明可以明确高效烃源岩的下限及其岩性特征，为效益勘探提供有效支持。

Description

一种判识高效烃源岩的方法及装置

技术领域

本发明涉及油气勘探开发领域，具体涉及一种判识高效烃源岩的方法及装置。

背景技术

近年来，随着油气价格的断崖式下跌，如何实现“效益勘探”已经成为各油气公司迫切的需求。无论在富油气区，还是在贫油气区进行勘探，油气公司均希望获得较高的产能。根据陆相盆地的“源控论”的勘探理论，油气公司均希望快速的确定上述地区的高效烃源岩来支撑高效勘探需要，其中如何确定高效烃源岩的标准一直没有得到有效解决。

在传统评价高效烃源岩的过程中，通常需要对烃源岩样品进行采集，然后到实验室内进行地化参数的测试，根据测试结果来评价烃源岩的优劣，然后把该地区的相对较高丰度的烃源岩当做高效烃源岩。到目前为止，高效烃源岩的评价标准在业内还没有统一的认识。如果碰到没有取芯的井，很多地质研究人员就对该地区的高效烃源岩认识显得束手无策了，严重制约了勘探的进度及勘探目标的选择。在石油界，通常存在两种认识，一种认为高丰度的烃源岩对成藏的贡献大，现在的烃源岩属于高丰度，代表地质历史时期也为高丰度，其对成藏贡献大，也应为高效烃源岩；另外一种认识认为现在所测的烃源岩品质的好坏主要是其排烃之后滞留下来的，现在高丰度烃源岩不一定为高效烃源岩，它可能对成藏贡献微弱，是排烃不畅导致的烃源岩内的残留烃类多造成其相对丰度高，是一种假象。

现有技术中，普遍把高效烃源岩与其所生的油气藏割裂开，没有作为一个整体去论证两者之间的内在关系。往往研究烃源岩的学者多注重高效烃源岩的品质评价，缺乏与油气藏进行有机结合。研究油气藏的学者多注重油气藏的分布规律，缺乏对烃源岩特征产物的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种判识高效烃源岩的方法及装置，用以解决现有技术没有综合考虑烃源岩和油气藏导致判断高效烃源岩时不准确的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种判识高效烃源岩的方法，包括以下步骤：

获取目标区油气藏的地化数据以及目标区烃源岩的地化数据；

根据所述油气藏的地化数据得到原油沉积环境参数与原油母质来源参数的第一关系；

根据所述烃源岩的地化数据得到烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数的第二关系；

根据所述第一关系和第二关系求出烃源岩的岩性特征以及TOC下限值；

根据所述岩性特征和TOC下限值判定所述烃源岩是否为高效烃源岩。

进一步的，所述油气藏的地化数据包括原油饱和烃的色谱图和质谱图。

进一步的，所述烃源岩的地化数据包括烃源岩饱和烃的色谱图和质谱图。

进一步的，根据所述原油饱和烃的色谱图和质谱图并结合所述目标区的地质特征，得到所述原油沉积环境参数和原油母质来源参数；

根据所述烃源岩饱和烃的色谱图和质谱图得到所述烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数。

进一步的，所述第一关系和第二关系由对应的参数图版表示，包括：

根据所述原油沉积环境参数和原油母质来源参数建立所述原油沉积环境参数与原油母质来源参数的第一参数图版；

根据所述烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数并结合所述第一参数图版，建立所述烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数的第二参数图版；

确定所述第一参数图版和所述第二参数图版相同的区域，根据所述相同的区域确定所述岩性特征。

进一步的，求出所述TOC下限值的过程包括：

获取所述烃源岩的TOC值；

根据所述第一参数图版确定出反应所述原油沉积环境参数的第一特征参数区间以及反应所述原油母质来源参数的第二特征参数区间；

依据所述第一特征参数区间，建立所述TOC值和所述原油沉积环境参数的第一特征图版，在所述第一特征图版上确定与原油所在区间范围内最小原油沉积环境参数所对应的第一TOC值；

依据所述第二特征参数区间，建立所述TOC值和所述原油母质来源参数的第二特征图版，在所述第二特征图版上确定与原油所在区间范围内最小原油母质来源参数所对应的第二TOC值；

所述第一TOC值和所述第二TOC值中数值大的为所述TOC下限值。

本发明还提供了一种判识高效烃源岩的装置，包括处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器实现如下方法的指令：

获取目标区油气藏的地化数据以及目标区烃源岩的地化数据；

根据所述油气藏的地化数据得到原油沉积环境参数与原油母质来源参数的第一关系；

根据所述烃源岩的地化数据得到烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数的第二关系；

根据所述第一关系和第二关系求出烃源岩的岩性特征以及TOC下限值；

根据所述岩性特征和TOC下限值判定所述烃源岩是否为高效烃源岩。

进一步的，所述油气藏的地化数据包括原油饱和烃的色谱图和质谱图。

进一步的，所述烃源岩的地化数据包括烃源岩饱和烃的色谱图和质谱图。

进一步的，根据所述原油饱和烃的色谱图和质谱图并结合所述目标区的地质特征，得到所述原油沉积环境参数和原油母质来源参数；

根据所述烃源岩饱和烃的色谱图和质谱图得到所述烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数。

进一步的，所述第一关系和第二关系由对应的参数图版表示，包括：

根据所述原油沉积环境参数和原油母质来源参数建立所述原油沉积环境参数与原油母质来源参数的第一参数图版；

根据所述烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数并结合所述第一参数图版，建立所述烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数的第二参数图版；

确定所述第一参数图版和所述第二参数图版相同的区域，根据所述相同的区域确定所述岩性特征。

进一步的，求出所述TOC下限值的过程包括：

获取所述烃源岩的TOC值；

根据所述第一参数图版确定出反应所述原油沉积环境参数的第一特征参数区间以及反应所述原油母质来源参数的第二特征参数区间；

依据所述第一特征参数区间，建立所述TOC值和所述原油沉积环境参数的第一特征图版，在所述第一特征图版上确定与原油所在区间范围内最小原油沉积环境参数所对应的第一TOC值；

依据所述第二特征参数区间，建立所述TOC值和所述原油母质来源参数的第二特征图版，在所述第二特征图版上确定与原油所在区间范围内最小原油母质来源参数所对应的第二TOC值；

所述第一TOC值和所述第二TOC值中数值大的为所述TOC下限值。

本发明的有益效果是：通过把烃源岩与油气藏结合起来，从油气藏的角度来推测高效烃源岩生物标志化合物的特征，从烃源岩的分析角度，确定不同丰度烃源岩生物标志化合物的特征；最后根据生物标志化合物稳定遗传性这一特征，建立油气藏-高效烃源岩之间的“亲源关系”，从而确定一个地区高效烃源岩的特征。

本发明利用正反演法确定高效烃源岩的特征，利用原油与烃源岩稳定遗传性的典型生物标志化合物，建立其“亲源关系”，明确高效烃源岩的岩性及其下限特征，克服了之前单方面通过烃源岩品质去确定高效烃源岩时不准确的问题。本发明可以明确高效烃源岩的下限及其岩性特征，为效益勘探提供有效支持。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2是本发明实施例中东濮凹陷目标区的原油色谱图；

图3(a)至图3(f)分别是本发明实施例中东濮凹陷目标区中六个区域的原油质谱图；

图4(a)至图4(f)分别是本发明实施例中东濮凹陷目标区中六个区域的原油沉积环境特征参数图版；

图5是本发明实施例中东濮凹陷含盐区烃源岩沉积环境特征参数图版；

图6是本发明实施例中东濮凹陷含盐区烃源岩沉积环境特征参数γ-蜡烷/C30藿烷与TOC参数图版；

图7是本发明实施例中东濮凹陷含盐区烃源岩沉积环境特征参数Pr/Ph与TOC参数图版。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明把高效烃源岩与油气藏结合起来，通过正演、反演两套方法来确定一个地区的高效烃源岩。反演法：即从油气藏的角度来推测高效烃源岩生物标志化合物的特征；正演法：即从烃源岩的分析角度，确定不同丰度烃源岩生物标志化合物的特征；最后根据生物标志化合物稳定遗传性这一特征，建立油气藏-高效烃源岩之间的“亲源关系”，从而确定一个地区高效烃源岩的特征。

如图1所示，本发明的方法包括以下步骤：

1、目标区油气藏地化资料的获取。油气藏地化资料包括原油的饱和烃色-质谱图及反应原油来源的沉积环境及母质特征的地化特征参数。

1.1原油饱和烃色谱图的测定

包括主峰碳、饱和烃色谱图的峰型判识(前峰、后峰、双峰)及Pr/Ph、Pr/nC17、Ph/nC18等反应原油沉积环境及母质来源的特征参数。

1.2原油饱和烃质谱图的测定

包括原油质谱图M/Z 191谱图及伽马蜡烷/C30霍烷，M/Z 217谱图及C27/C29等反应原油沉积环境及母质来源的特征参数。

1.3优选原油沉积环境来源参数：依据步骤1.1及1.2所反映的沉积环境特征参数，针对该地区的地质特征，优选出能与该地区沉积环境相匹配的特征参数(Pr/Ph、Pr/nC17、Ph/nC18、伽马蜡烷/C30霍烷)，特征参数要求区分度明显，且能够灵敏的反应出沉积环境之间的差异性。

1.4优选原油母质来源特征参数：依据步骤1.1及1.2所反映的母质来源特征参数，针对该地区的地质特征，优选出能与该地区原油母质来源相匹配的特征参数(4-甲基甾烷含量、C27/C29)，特征参数要求区分度明显，且能够灵敏的反应出沉积环境之间的差异性。

1.5依据步骤1.3及1.4所优选出的反应原油沉积环境及母质来源的特征参数，建立原油沉积环境特征参数与原油母质来源的特征参数图版。

2、目标区烃源岩地化资料的获取。烃源岩地化资料包括烃源岩的饱和烃色-质谱图及反应烃源岩沉积环境及母质特征的地化特征参数。

2.1烃源岩品质参数的测定

包括反应烃源岩品质的参数：TOC(总有机碳)、S1、氯仿沥青A等参数。

2.2烃源岩饱和烃色谱图的测定

包括主峰碳、饱和烃色谱图的峰型判识(前峰、后峰、双峰)及Pr/Ph、Pr/nC17、Ph/nC18等反应烃源岩沉积环境及母质来源的特征参数。

2.3烃源岩饱和烃质谱图的测定

包括烃源岩质谱图M/Z 191谱图及伽马蜡烷/C30霍烷，M/Z 217谱图及C27/C29等反应烃源岩沉积环境及母质来源的特征参数。

2.4依据步骤1.5所反映的原油沉积环境特征参数与原油母质来源的特征参数，建立与之相应的烃源岩沉积环境特征参数与烃源岩母质来源的特征参数图版。

2.5依据2.4所建立的烃源岩沉积环境特征参数与烃源岩母质来源的特征参数图版，找出与原油沉积环境特征参数和原油母质来源的特征参数图版相同的区域，厘定出高效烃源岩的岩性特征。

3、高效烃源岩丰度TOC下限的厘定

3.1依据步骤1.5所建立的原油沉积环境特征参数与原油母质来源的特征参数图版，确定出反应原油沉积环境的特征参数区间及反应原油母质来源的特征参数区间。

3.2依据步骤3.1所确定的原油沉积环境的特征参数区间，建立步骤2.1所测定的烃源岩TOC与步骤3.1所确定的原油沉积环境的特征图版，找出原油所在区间范围内反应原油沉积环境最小地化参数特征值，找出与之对应的TOC值；

3.3依据步骤3.1所确定的原油母质来源的特征参数区间，建立步骤2.1所测定的烃源岩TOC与步骤3.1所确定的原油母质来源的特征图版，找出原油所在区间范围内反应原油母质来源的最小地化参数特征值，找出与之对应的TOC值；

3.4依据步骤3.2所确立的最小TOC值与步骤3.3所确立的最小TOC值，两个最小TOC值进行比对，两者较大的那个为其共同所有区间，较大的那个TOC值即为该区的高效烃源岩的TOC下限。

3.5依据步骤2.5厘定出高效烃源岩的岩性特征及3.4高效烃源岩的TOC下限，综合确定出高效烃源岩的岩性特征及TOC下限标准,判识出研究区高效烃源岩。

下面结合中国渤海湾盆地东濮凹陷实例和附图，对本发明实施方式做进一步详细说明。东濮凹陷为一断陷盆地，自南向北依次发育淡水沉积环境、半咸水沉积环境及咸水沉积环境，其中北部主要为盐岩发育区，其中近90％的油气分布在北部咸水发育区。

1)目标区油气藏地化资料的获取

1.1)原油饱和烃色谱图的测定

通过对东濮凹陷不同地区的原油进行色谱图分析，本次测试的原油采用单层单采，避免混油，测试结果如图2所示。从图2中可知东濮凹陷目标区从北到南六个不同区域的原油饱和烃主峰碳在C17-C18左右，即为前峰型。东濮凹陷主峰碳为前峰型，表明东濮凹陷油气主要来自水生低等生物为主的腐泥型烃源岩。通过对东濮凹陷烃源岩类型(腐泥型、腐殖型及两者之间的过渡型)与TOC关系分析，发现东濮凹陷烃源岩类型与TOC呈正相关关系，即干酪根类型越好，有机质丰度越高，由此分析可知表明东濮凹陷原油主要来自品质较好的腐泥型烃源岩。

1.2)原油饱和烃质谱图的测定

通过对东濮凹陷不同地区的原油进行m/z 217质谱图测定，如图3所示，图3(a)到图3(f)分别是目标区中六个区域的质谱图。东濮凹陷不同地区的原油甾烷均具有C27-C28-C29呈“L”形分布，同样表明东濮凹陷原油主要来自品质较好的腐泥型烃源岩。

1.3)优选原油沉积环境来源参数

依据步骤1.1)及1.2)所反映的沉积环境特征参数，针对东濮凹陷自南向北依次发育淡水沉积环境、半咸水沉积环境及咸水沉积环境的地质特征，通过对比分析发现原油的Pr/Ph、伽马蜡烷/C30霍烷特征参数比Pr/nC17、Ph/nC18能更加灵敏的反应出沉积环境差异，由此选择原油的Pr/Ph、伽马蜡烷/C30霍烷为东濮凹陷原油沉积环境特征参数。

1.4)优选原油母质来源特征参数

依据步骤1.1)及1.2)所反映的母质来源特征参数，针对东濮凹陷自南向北依次发育淡水沉积环境、半咸水沉积环境及咸水沉积环境的地质特征，优选出4-甲基甾烷含量为原油母质来源特征参数。该参数比甾烷的C27/C29参数更加灵敏，更能反映出原油母质来源特征之间的差异性。

1.5)依据步骤1.3)及1.4)所优选出的反应原油沉积环境及母质来源的特征参数，建立原油沉积环境特征参数与原油母质来源的特征参数之间的相互图版。通过图版的比对，发现反映沉积环境的Pr/Ph、伽马蜡烷/C30霍烷参数更能反映出东濮凹陷原油来源之间的差异性。

如图4所示，图4(a)至图4(f)分别对应东濮凹陷目标区六个区域的原油沉积环境特征参数图版，从图中可得含盐区原油特征参数：Pr/Ph＜0.7，γ-蜡烷/C30藿烷＞0.5；过渡区Pr/Ph＞0.7，γ-蜡烷/C30藿烷＜0.5；淡水区0.7＜Pr/Ph＜0.9，γ-蜡烷/C30藿烷＞0.5。

2)目标区烃源岩地化资料的获取

2.1)通过前述步骤2.1、2.2、2.3烃源岩地化特征参数的分析测试，依据步骤1.5)所反映的原油沉积环境特征参数与原油母质来源的特征参数，建立与之相应的烃源岩沉积环境特征参数与烃源岩母质来源的特征参数图版。以含盐区研究为例，如图5所示，烃源岩特征参数Pr/Ph＜0.7，γ-蜡烷/C30藿烷＞0.5的区域主要为灰黑色页岩、褐色页岩及部分灰黑色泥岩，浅灰色泥岩及大部分灰黑色泥岩主要位于γ-蜡烷/C30藿烷＜0.5，0.3＜Pr/Ph＜1.0之间。

2.2)依据步骤2.1)所建立的烃源岩沉积环境特征参数与烃源岩母质来源的特征参数图版，找出与原油沉积环境特征参数与原油母质来源的特征参数图版相同的区域，即为Pr/Ph＜0.7，γ-蜡烷/C30藿烷＞0.5；根据烃源岩与原油生物标志化合物稳定遗传性这一特征，表明东濮凹陷北部含盐区的原油主要来自灰黑色页岩、褐色页岩及部分灰黑色泥岩，即东濮凹陷高效烃源岩的岩性主要为灰黑色页岩、褐色页岩及部分灰黑色泥岩。

3)高效烃源岩丰度TOC下限的厘定

3.1)依据步骤1.5)所建立的原油沉积环境特征参数与原油母质来源的特征参数图版，确定出反应原油沉积环境的特征参数区间，该区间为Pr/Ph＜0.7，γ-蜡烷/C30藿烷＞0.5。

3.2)依据步骤3.1)所确定的原油沉积环境的特征参数Pr/Ph＜0.7，γ-蜡烷/C30藿烷＞0.5区间及步骤2.2)所确定的东濮凹陷高效烃源岩的岩性主要为灰黑色页岩、褐色页岩及部分灰黑色泥岩，分别建立步骤2.1)所测定的烃源岩TOC与Pr/Ph、γ-蜡烷/C30藿烷参数图版，如图6和图7所示，从图6中可以看出，位于该区间内灰黑色页岩、褐色页岩及部分灰黑色泥岩且γ-蜡烷/C30藿烷＞0.5所对应的烃源岩TOC下限为1％；同样从图7中可以看出，位于该区间内灰黑色页岩、褐色页岩及部分灰黑色泥岩且Pr/Ph＜0.7所对应的烃源岩TOC下限同样也为1％，两者相同。

3.3)依据步骤3.2)所确立的两个最小TOC值进行比对，两者较大的那个为其共同所有区间，较大的那个TOC值即为该区的高效烃源岩的TOC下限。由于图6、图7所确定的TOC下限均为1％，所以对两者不需要进行比对分析，即可确定东濮凹陷高效烃源岩的TOC下限为1％。

3.4)依据步骤2.2)厘定出高效烃源岩的岩性特征及3.3)高效烃源岩的TOC下限，综合确定出高效烃源岩的岩性特征为灰黑色页岩、褐色页岩及部分灰黑色泥岩及TOC下限1％的标准，判识出东濮凹陷高效烃源岩为TOC大于1.0％的灰黑色页岩、褐色页岩及部分灰黑色泥岩。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式，例如获取色谱图或者质谱图的不同方法，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种判识高效烃源岩的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取目标区油气藏的地化数据以及目标区烃源岩的地化数据；

根据所述油气藏的地化数据得到原油沉积环境参数与原油母质来源参数的第一关系；

根据所述烃源岩的地化数据得到烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数的第二关系；

根据所述第一关系和第二关系求出烃源岩的岩性特征以及TOC下限值；

根据所述岩性特征和TOC下限值判定所述烃源岩是否为高效烃源岩。

2.根据权利要求1所述的判识高效烃源岩的方法，其特征在于：所述油气藏的地化数据包括原油饱和烃的色谱图和质谱图。

3.根据权利要求2所述的判识高效烃源岩的方法，其特征在于：所述烃源岩的地化数据包括烃源岩饱和烃的色谱图和质谱图。

4.根据权利要求3所述的判识高效烃源岩的方法，其特征在于：

根据所述原油饱和烃的色谱图和质谱图并结合所述目标区的地质特征，得到所述原油沉积环境参数和原油母质来源参数；

根据所述烃源岩饱和烃的色谱图和质谱图得到所述烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数。

5.根据权利要求4所述的判识高效烃源岩的方法，其特征在于：

所述第一关系和第二关系由对应的参数图版表示，包括：

根据所述原油沉积环境参数和原油母质来源参数建立所述原油沉积环境参数与原油母质来源参数的第一参数图版；

根据所述烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数并结合所述第一参数图版，建立所述烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数的第二参数图版；

确定所述第一参数图版和所述第二参数图版相同的区域，根据所述相同的区域确定所述岩性特征。

6.根据权利要求5所述的判识高效烃源岩的方法，其特征在于，求出所述TOC下限值的过程包括：

获取所述烃源岩的TOC值；

根据所述第一参数图版确定出反应所述原油沉积环境参数的第一特征参数区间以及反应所述原油母质来源参数的第二特征参数区间；

依据所述第一特征参数区间，建立所述TOC值和所述原油沉积环境参数的第一特征图版，在所述第一特征图版上确定与原油所在区间范围内最小原油沉积环境参数所对应的第一TOC值；

依据所述第二特征参数区间，建立所述TOC值和所述原油母质来源参数的第二特征图版，在所述第二特征图版上确定与原油所在区间范围内最小原油母质来源参数所对应的第二TOC值；

所述第一TOC值和所述第二TOC值中数值大的为所述TOC下限值。

7.一种判识高效烃源岩的装置，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器存储有所述处理器实现如下方法的指令：

获取目标区油气藏的地化数据以及目标区烃源岩的地化数据；

根据所述油气藏的地化数据得到原油沉积环境参数与原油母质来源参数的第一关系；

根据所述烃源岩的地化数据得到烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数的第二关系；

根据所述第一关系和第二关系求出烃源岩的岩性特征以及TOC下限值；

根据所述岩性特征和TOC下限值判定所述烃源岩是否为高效烃源岩。

8.根据权利要求7所述的判识高效烃源岩的装置，其特征在于：所述油气藏的地化数据包括原油饱和烃的色谱图和质谱图。

9.根据权利要求8所述的判识高效烃源岩的装置，其特征在于：所述烃源岩的地化数据包括烃源岩饱和烃的色谱图和质谱图。

10.根据权利要求9所述的判识高效烃源岩的装置，其特征在于：

根据所述原油饱和烃的色谱图和质谱图并结合所述目标区的地质特征，得到所述原油沉积环境参数和原油母质来源参数；

根据所述烃源岩饱和烃的色谱图和质谱图得到所述烃源岩沉积环境参数和烃源岩母质来源参数。

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