CN111077586A - 一种复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法及装置，属于油气勘探开发技术领域。本发明以宏观地质体为基础，通过烃源岩与原油之间的亲源性分析，确定出复杂断陷湖盆的主力烃源岩，依此烃源岩为基础，结合滞留烃与最大热解温度之间的关系，确定出该主力烃源岩排烃期，依据主力烃源岩不同地质时期的热演化程度，由此确定出复杂断陷湖盆主力主成藏期。整个过程不涉及主观因素，克服了目前采用微观地质资料去确定油气主成藏期的方法，提高了主成藏期的准确性。

Description

一种复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及一种复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法及装置，属于油气勘探开发技术领域。

背景技术

近年来，随着油气精细勘探程度的不断加深，越来越多的勘探家不再局限于“源控论”勘探理论，如何实现在复杂断陷湖盆高效勘探是各个油公司所追求的目标。由于复杂断陷湖盆，断裂发育，油气运聚途径多样，如何确定油气的主要运聚期显得尤为重要。断陷湖盆纵向上可以存在多套烃源岩，平面上不同次洼，非均质性也较强，有的次洼烃源岩分布比较局限，有的次洼烃源岩分布比较广泛，只要烃源岩达到一定的热演化程度，即可生烃成藏，另外断陷湖盆之间不同次洼烃源岩埋藏深度不一，非均质性较强，所以不同次洼而言可以存在多个成藏期，而对一个断陷盆地而言，油气集中成藏期的时候，就是主成藏期。制约复杂断陷湖盆油气勘探的一个重要因素即为油气成藏期的确定，如何能够确定一个地区的油气主成藏期，结合断裂的发育等，可“按图索骥”式进行油气勘探。

在传统的油气主成藏期的确定方面，存在各种方法，主要有流体包裹体法、同位素法、储层沥青法及烃源岩生排烃法等，方法多样。

通过细致的梳理，发现每种方法都存在局限性及优势性。例如流体包裹体法，优点是可以通过储层中的与烃类相伴生的盐水包裹体的均一温度、结合埋藏史等资料，推测油气成藏的时期，该方法的缺点是需要大量的取芯资料，另外样品是否具有代表性也难以说清，另外在实际工作过程中还发现不同储层中的流体包裹体存在较大的差异的特点。如何判断复杂断陷湖盆的油气主成藏期，成为一个摆在勘探家面前的问题。由于复杂断陷湖盆输导体系发育，砂体、断裂及不整合面发育，油气从烃源岩中排出，即可“快速”的输导到圈闭中，相对地质年代(常以百万年为基本时间单元)而言，油气排出即可认为“瞬时”成藏。因此研究复杂断陷湖盆的油气主成藏期，其实可转化为研究对复杂断陷湖盆油气成藏起主体贡献的烃源岩，其大规模排烃期即为该断陷湖盆的主成藏期。

现有技术中，研究油气主成藏期多侧重储层流体包裹体法，该方法虽然可以在实验室内测定与烃类包裹体相伴生的盐水包裹体的均一化温度，来推测油气主成藏期，但该方法太微观，研究取芯的资料有限，研究者取样的代表性难以让人信服，导致所确定的主成藏期不够准确，影响后续油气勘探工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法及装置，以解决目前主成藏期确定时存在主观性导致所确定的主成藏期准确性低的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法，该确定方法包括以下步骤：

1)获取复杂断陷盆地目标区域内反应各类烃源岩的丰度、滞留烃，并根据目标区域内各层位有效烃源岩厚度的大小确定目标区域的主力烃源岩层位；

2)根据所确定的主力烃源岩层位以及该层位主力烃源岩中滞留烃和最大热解温度关系，确定主力烃源岩的排烃期对应的热解温度区间；

3)根据目标区域最大热解温度与主力烃源岩镜质体反射率之间的关系确定主力烃源岩的排烃期对应的镜质体反射率区间；

4)确定不同地质历史时期目标区域烃源岩镜质体反射率分布情况，并根据所述分布情况确定出主力烃源岩排烃期对应的镜质体反射率区间所在的区域范围；

5)对比不同地质历史时期下主力烃源岩排烃期对应的镜质体反射率区间所在的区域范围，选取区域范围最大的地质历史时期作为该目标区域油气主成藏期。

本发明以宏观地质体为基础，通过对发宁各类各类烃源岩的参数进行分析，确定主力烃源岩，以该主力烃源岩为基础，结合主力烃源岩的滞留烃、埋藏史数据确定主力烃源岩大规模排烃期，以此确定断陷湖盆地油气主成藏期。整个过程无需选取岩心等微观数据，避免了人为性的干扰，保证了数据的客观性，提高了主成藏期确定的准确性。

为了进一步地提高所确定主成藏期的准确性，本发明还给出了主力烃源岩层位的具体确定方式，所述步骤1)中主力烃源岩层位的确定过程如下：

A.获取各类烃源岩的丰度、滞留烃，根据烃源岩丰度和滞留烃间的关系确定目标区域烃源岩丰度的下限值；

B.根据目标区域烃源岩丰度的下限值和目标区域的钻井数据确定目标区域不同层位有效烃源岩发育厚度，选取烃源岩厚度大于设定厚度的层位作为目标区域主力烃源岩层位。

进一步地，本发明还给出了排烃期对应的热解温度区间具体的确定过程，所述步骤2)中主力烃源岩的排烃期对应的热解温度区间确定过程如下：

在确定的主力烃源岩层位上选取主力烃源岩滞留烃达到最大值时的热解温度作为排烃开始时期对应的热解温度；选取主力烃源岩滞留烃减小到一个稳定值时的热解温度作为排烃消亡期对应的热解温度；排烃开始时期与排烃消亡期所对应热解温度区间即为所确定的排烃期对应的热解温度区间。

进一步地，本发明还给出了不同地质时期镜质体反射率分布的具体确定方式，所述步骤4)是根据目标区域烃源岩镜质体反射率与纵向深度的拟合关系确定主力烃源岩在不同地质历史时期镜质体反射率分布情况。

本发明还提供了一种复杂断陷盆地油气主成藏期的确定装置，该装置包括处理器和存储器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

1)获取复杂断陷盆地目标区域内反应各类烃源岩的丰度、滞留烃，并根据目标区域内各层位有效烃源岩厚度的大小确定目标区域的主力烃源岩层位；

2)根据所确定的主力烃源岩层位以及该层位主力烃源岩中滞留烃和最大热解温度关系，确定主力烃源岩的排烃期对应的热解温度区间；

3)根据目标区域最大热解温度与主力烃源岩镜质体反射率之间的关系确定主力烃源岩的排烃期对应的镜质体反射率区间；

4)确定不同地质历史时期目标区域烃源岩镜质体反射率分布情况，并根据所述分布情况确定出主力烃源岩排烃期对应的镜质体反射率区间所在的区域范围；

5)对比不同地质历史时期下主力烃源岩排烃期对应的镜质体反射率区间所在的区域范围，选取区域范围最大的地质历史时期作为该目标区域油气主成藏期。

本发明无需选取岩心等微观数据，避免了人为性的干扰，保证了数据的客观性，提高了主成藏期确定的准确性。

为了进一步地提高所确定主成藏期的准确性，本发明还给出了主力烃源岩层位的具体确定方式，所述步骤1)中主力烃源岩层位的确定过程如下：

A.获取各类烃源岩的丰度、滞留烃，根据烃源岩丰度和滞留烃间的关系确定目标区域烃源岩丰度的下限值；

B.根据目标区域烃源岩丰度的下限值和目标区域的钻井数据确定目标区域不同层位有效烃源岩发育厚度，选取烃源岩厚度大于设定厚度的层位作为目标区域主力烃源岩层位。

进一步地，本发明还给出了排烃期对应的热解温度区间具体的确定过程，所述步骤2)中主力烃源岩的排烃期对应的热解温度区间确定过程如下：

在确定的主力烃源岩层位上选取主力烃源岩滞留烃达到最大值时的热解温度作为排烃开始时期对应的热解温度；选取主力烃源岩滞留烃减小到一个稳定值时的热解温度作为排烃消亡期对应的热解温度；排烃开始时期与排烃消亡期所对应热解温度区间即为所确定的排烃期对应的热解温度区间。

进一步地，本发明还给出了不同地质时期镜质体反射率分布的具体确定方式，所述步骤4)是根据目标区域烃源岩镜质体反射率与纵向深度的拟合关系确定主力烃源岩在不同地质历史时期镜质体反射率分布情况。

附图说明

图1是本发明复杂断陷盆地油气主成藏期确定方法的流程图；

图2是本发明方法实施例中某凹陷有效烃源岩丰度下限判识图版；

图3是本发明方法实施例中某凹陷主力烃源岩发育层位分布图；

图4是本发明方法实施例中某凹陷主力烃源岩最大热解温度与滞留烃关系图；

图5是本发明方法实施例中某凹陷主力烃源岩镜质体反射率与埋藏深度关系图；

图6-a是本发明方法实施例中某凹陷主力烃源岩沙三段末期镜质体反射率平面等值线图；

图6-b是本发明方法实施例中某凹陷主力烃源岩沙二段末期镜质体反射率平面等值线图；

图6-c是本发明方法实施例中某凹陷主力烃源岩沙一段末期镜质体反射率平面等值线图；

图6-d是本发明方法实施例中某凹陷主力烃源岩东营组中期镜质体反射率平面等值线图；

图6-e是本发明方法实施例中某凹陷主力烃源岩馆陶组末期镜质体反射率平面等值线图；

图6-f是本发明方法实施例中某凹陷主力烃源岩现今镜质体反射率平面等值线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步地说明。

本发明复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法的实施例。

本发明以宏观地质体为基础，通过烃源岩与原油之间的亲源性分析，确定出复杂断陷湖盆的主力烃源岩，依此烃源岩为基础，结合滞留烃与最大热解温度之间的关系，确定出该主力烃源岩大量生排烃期，依据主力烃源岩不同地质时期的热演化程度，由此确定出复杂断陷湖盆主成藏期。该方法的实现流程如图1所示，下面以我国某盆地的凹陷为例对该方法的具体实施方式进行详细说明，该凹陷为一复杂断陷盆地，存在多期断裂发育，各级主断裂伴生的次级断裂更为发育，由于湖盆存在高频振荡的特征，断裂、砂体及不整合面发育，油气输导路径畅通。具体实现流程如下。

1.确定目标区域主力烃源岩。

1.1确定有效烃源岩丰度下限值。

测定目标区内反应各类烃源岩丰度TOC、滞留烃S1等参数,然后拟合出该研究区各类烃源岩的TOC值与其对应的滞留烃S1之间的关系，建立关系图版，当图版中TOC与滞留烃S1斜率存在拐点处，此拐点所对应的TOC值，即为目标区有效烃源岩丰度的下限值。

根据本实施例中凹陷地区的烃源岩的丰度参数TOC和烃源岩滞留烃参数S1，确定出东濮凹陷烃源岩TOC大于1.0％的烃源岩具有排烃特征，当TOC小于1.0％的时，滞留烃S1与TOC的变化关系不明显，斜率平坦，当TOC大于1.0％时，滞留烃S1与TOC的变化关系比较明显，斜率变陡，表明其为油气成藏的主要贡献者，此拐点所对应的TOC值，即为东濮凹陷烃源岩TOC的下限值(如图2所示)，由此确定出东濮凹陷烃源岩丰度的下限值TOC＝1.0％。

1.2确定主力烃源岩发育层位。

利用步骤1.1所确立的有效烃源岩丰度下限值，然后利用目标区的大量钻井资料，统计出各位层有效烃源岩厚度大小，其中有效烃源岩厚度较大的层位，称之为目标位的主力烃源岩发育层位。

根据本实施例中凹陷地区有效烃源岩TOC的下限值(TOC＞1.0％)及目标区大量钻井资料，确立出东濮凹陷不同层位有效烃源岩发育厚度(如图3所示)，其中沙三上有效烃源岩厚度为18m、沙三中1-4为26m、沙三中5-9为37m、沙三下为95m、沙四上为134m，对比各层位主力烃源岩厚度大小，发现该凹陷沙三下及沙四上主力烃源岩都比较发育，由于其连续沉积，由此确定出该凹陷主力烃源岩为沙三下-沙四上层位。

2.确定主力烃源岩大规模排烃期对应镜质体反射率。

2.1确定主力烃源岩滞留烃S1-Tmax的关系。

利用步骤1.2所确定出主力烃源岩发育的层位，通过该层位主力烃源岩的S1-Tmax关系，确定出主力烃源岩大规模排烃期。在地质体背景下，主力烃源岩滞留烃S1通常具有随着埋藏深度的增大而逐渐增大，当达到一个峰值时，此时被认为烃源岩滞留烃达到最大值，此时对应的热解温度为Tmax，此时被认为是主力排烃期开始时期(简称T1)；然后随着埋藏深度的增加，在上覆重力增大的增大的情况下，滞留烃S1又逐渐减小，当减小到一个恒定平台时期，滞留烃S1值逐渐平稳，此时被认为排烃消亡期，此时对应的温度简称T2；T1与T2之间的区间被认定为主力排烃期对应的热解温度区间。

对本实施例而言，确定出的主力烃源岩滞留烃S1-Tmax的关系如图4所示，由图4可以看出，S1最大值为6，其对应的温度为435℃，此时温度简称T1，即T1＝435℃，然后S1随着Tmax的增加呈减小的趋势，当温度为450℃时，滞留烃S1值逐渐平稳，其值均小于2，进入到一个恒定平台时期(0-2)，此时被认为排烃消亡期，此时对应的温度简称T2；即T2＝450℃，T1与T2之间的区间(435-450℃)被认定为主力排烃期对应的热解温度区间。

2.2利用T1与T2值，分别确定出主力烃源岩对应的镜质体反射率Ro1与Ro2值。

利用步骤2.1所确定出的主力烃源岩排烃期的T1与T2值，利用目标区Tmax值与主力烃源岩镜质体反射率Ro之间的拟合关系公式，分别确定出主力烃源岩对应的镜质体反射率Ro1与Ro2值。

本实施例中根据凹陷大量烃源岩Tmax值与Ro之间的对应关系，确定出的烃源岩T1＝435℃所对应的镜质体反射率Ro1为0.7％，烃源岩T2＝450℃所对应的镜质体反射率Ro2为1.0％。

3.确定主力烃源岩不同地质时期的Ro1与Ro2的分布。

3.1根据目标区烃源岩镜质体反射率Ro与纵向深度y的拟合关系，确定出主力烃源岩在不同地质历史时期的平面Ro等值线图。

对本实施例而言，目标区烃源岩镜质体反射率Ro与纵向深度y的拟合关系如图5所示，y＝1684.8ln(Ro)+3582.9，根据此关系，确定出主力烃源岩沙三下-沙四上在不同地质历史时期，其平面上Ro等值线图。

3.2在不同地质历史时期的Ro等值线图上分别确定出Ro1与Ro2所对应的区域范围。

本实施例利用步骤2.2所确定的主力烃源岩对应的镜质体反射率Ro1为0.7％与Ro2值为1.0％，刻画出不同地质历史时期两者所确定的面积(如图6-a、6-b、6-c、6-d、6-e、6-f所示)。

4.确定出主力烃源岩排烃期对应的镜质体反射率区间所在的区域范围。

对比不同时期Ro1与Ro2所对应的区域范围，对比之间的差异性，Ro1与Ro2所对应的区域范围最大期，即为该主力烃源岩主要排烃期，亦可认为该复杂断陷盆地油气主成藏期。

对本实施例而言，主力烃源岩沙三下-沙四上在沙三末期、沙二末期、沙一末期、东营组中期、馆陶组末期及现今时期所圈定的Ro1＝0.7％与Ro2＝1.0％区域，从图6-a、6-b、6-c、6-d、6-e、6-f所示中可以得出，沙三末期Ro区域主要集中在0.5-0.7％之间，主力烃源岩沙三下-沙四上还未达到大量生排烃期，沙二末期相当部分区域Ro区域主要集中在0.7-1.0％之间，开始生排烃期，沙一末期绝大部分区域Ro区域主要集中在0.7-1.0％之间，开始大量生排烃期，东营组中期绝大部分区域Ro区域大于1.0％，生排烃期已过主峰期，馆陶组末期及现今大部分区域Ro区域大于1.3％，生排烃期已经结束。由此可以判断出本实施例中的凹陷主成藏期为沙二末期-沙一末期。

本发明复杂断陷盆地油气主成藏期的确定装置的实施例

本发明的复杂断陷盆地油气主成藏期的确定装置为计算机等具备数据处理能力的设备，该确定装置包括：存储器、处理器及网络模块。存储器、处理器以及网络模块相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器中的软件功能模块，处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明方法实施例中的复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法。

其中，存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序，处理器在接收到执行指令后，执行所述程序。

处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等。还可以是数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规处理器等。

网络模块用于通过网络建立电子设备与外部通信终端之间的通信连接，实现网络信号及数据的收发操作。上述网络信号可包括无线信号或者有线信号。

本发明以宏观地质体为基础，通过烃源岩与原油之间的亲源性分析，确定出复杂断陷湖盆的主力烃源岩，依此烃源岩为基础，结合滞留烃与最大热解温度之间的关系，确定出该主力烃源岩大量生排烃期，依据主力烃源岩不同地质时期的热演化程度，由此确定出复杂断陷湖盆主成藏期，克服了现有技术中以微观资料去判定复杂断陷湖盆所带来的人为性较大的缺陷，提高了主成藏期准确性。

Claims (8)

1.一种复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法，其特征在于，该确定方法包括以下步骤：

1)获取复杂断陷盆地目标区域内反应各类烃源岩的丰度、滞留烃，并根据目标区域内各层位有效烃源岩厚度的大小确定目标区域的主力烃源岩层位；

2)根据所确定的主力烃源岩层位以及该层位主力烃源岩中滞留烃和最大热解温度关系，确定主力烃源岩的排烃期对应的热解温度区间；

3)根据目标区域最大热解温度与主力烃源岩镜质体反射率之间的关系确定主力烃源岩的排烃期对应的镜质体反射率区间；

4)确定不同地质历史时期目标区域烃源岩镜质体反射率分布情况，并根据所述分布情况确定出主力烃源岩排烃期对应的镜质体反射率区间所在的区域范围；

5)对比不同地质历史时期下主力烃源岩排烃期对应的镜质体反射率区间所在的区域范围，选取区域范围最大的地质历史时期作为该目标区域油气主成藏期。

2.根据权利要求1所述的复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法，其特征在于，所述步骤1)中主力烃源岩层位的确定过程如下：

A.获取各类烃源岩的丰度、滞留烃，根据烃源岩丰度和滞留烃间的关系确定目标区域烃源岩丰度的下限值；

B.根据目标区域烃源岩丰度的下限值和目标区域的钻井数据确定目标区域不同层位有效烃源岩发育厚度，选取烃源岩厚度大于设定厚度的层位作为目标区域主力烃源岩层位。

3.根据权利要求1所述的复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法，其特征在于，所述步骤2)中主力烃源岩的排烃期对应的热解温度区间确定过程如下：

在确定的主力烃源岩层位上选取主力烃源岩滞留烃达到最大值时的热解温度作为排烃开始时期对应的热解温度；选取主力烃源岩滞留烃减小到一个稳定值时的热解温度作为排烃消亡期对应的热解温度；排烃开始时期与排烃消亡期所对应热解温度区间即为所确定的排烃期对应的热解温度区间。

4.根据权利要求1所述的复杂断陷盆地油气主成藏期的确定方法，其特征在于，所述步骤4)是根据目标区域烃源岩镜质体反射率与纵向深度的拟合关系确定主力烃源岩在不同地质历史时期镜质体反射率分布情况。

5.一种复杂断陷盆地油气主成藏期的确定装置，其特征在于，该装置包括处理器和存储器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

1)获取复杂断陷盆地目标区域内反应各类烃源岩的丰度、滞留烃，并根据目标区域内各层位有效烃源岩厚度的大小确定目标区域的主力烃源岩层位；

2)根据所确定的主力烃源岩层位以及该层位主力烃源岩中滞留烃和最大热解温度关系，确定主力烃源岩的排烃期对应的热解温度区间；

3)根据目标区域最大热解温度与主力烃源岩镜质体反射率之间的关系确定主力烃源岩的排烃期对应的镜质体反射率区间；

4)确定不同地质历史时期目标区域烃源岩镜质体反射率分布情况，并根据所述分布情况确定出主力烃源岩排烃期对应的镜质体反射率区间所在的区域范围；

5)对比不同地质历史时期下主力烃源岩排烃期对应的镜质体反射率区间所在的区域范围，选取区域范围最大的地质历史时期作为该目标区域油气主成藏期。

6.根据权利要求5所述的复杂断陷盆地油气主成藏期的确定装置，其特征在于，所述步骤1)中主力烃源岩层位的确定过程如下：

A.获取各类烃源岩的丰度、滞留烃，根据烃源岩丰度和滞留烃间的关系确定目标区域烃源岩丰度的下限值；

B.根据目标区域烃源岩丰度的下限值和目标区域的钻井数据确定目标区域不同层位有效烃源岩发育厚度，选取烃源岩厚度大于设定厚度的层位作为目标区域主力烃源岩层位。

7.根据权利要求5所述的复杂断陷盆地油气主成藏期的确定装置，其特征在于，所述步骤2)中主力烃源岩的排烃期对应的热解温度区间确定过程如下：

在确定的主力烃源岩层位上选取主力烃源岩滞留烃达到最大值时的热解温度作为排烃开始时期对应的热解温度；选取主力烃源岩滞留烃减小到一个稳定值时的热解温度作为排烃消亡期对应的热解温度；排烃开始时期与排烃消亡期所对应热解温度区间即为所确定的排烃期对应的热解温度区间。

8.根据权利要求5所述的复杂断陷盆地油气主成藏期的确定装置，其特征在于，所述步骤4)是根据目标区域烃源岩镜质体反射率与纵向深度的拟合关系确定主力烃源岩在不同地质历史时期镜质体反射率分布情况。

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