CN112750506B - 烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法 - Google Patents

烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112750506B
CN112750506B CN202110007694.1A CN202110007694A CN112750506B CN 112750506 B CN112750506 B CN 112750506B CN 202110007694 A CN202110007694 A CN 202110007694A CN 112750506 B CN112750506 B CN 112750506B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrocarbon
source rock
hydrocarbon source
pyrolysis
parameters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110007694.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112750506A (zh
Inventor
庞宏
马奎友
陈君青
吴松
张心罡
黄胜敏
火勋港
丛奇
张迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum Beijing
Original Assignee
China University of Petroleum Beijing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum Beijing filed Critical China University of Petroleum Beijing
Priority to CN202110007694.1A priority Critical patent/CN112750506B/zh
Publication of CN112750506A publication Critical patent/CN112750506A/zh
Priority to AU2021250869A priority patent/AU2021250869B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN112750506B publication Critical patent/CN112750506B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16CCOMPUTATIONAL CHEMISTRY; CHEMOINFORMATICS; COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
    • G16C20/00Chemoinformatics, i.e. ICT specially adapted for the handling of physicochemical or structural data of chemical particles, elements, compounds or mixtures
    • G16C20/10Analysis or design of chemical reactions, syntheses or processes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00Pattern recognition
    • G06F18/20Analysing
    • G06F18/21Design or setup of recognition systems or techniques; Extraction of features in feature space; Blind source separation
    • G06F18/213Feature extraction, e.g. by transforming the feature space; Summarisation; Mappings, e.g. subspace methods
    • G06F18/2135Feature extraction, e.g. by transforming the feature space; Summarisation; Mappings, e.g. subspace methods based on approximation criteria, e.g. principal component analysis
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16CCOMPUTATIONAL CHEMISTRY; CHEMOINFORMATICS; COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
    • G16C20/00Chemoinformatics, i.e. ICT specially adapted for the handling of physicochemical or structural data of chemical particles, elements, compounds or mixtures
    • G16C20/70Machine learning, data mining or chemometrics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)

Abstract

本发明提供一种烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法。烃源岩有效性评价模型构建方法包括:获取区域典型烃源岩样品;基于各烃源岩样品确定其排烃差量,进而确定各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数;确定各烃源岩样品的热解参数,并基于各烃源岩样品的各热解参数,确定各烃源岩样品的热解组合参数;其中,热解组合参数为由各热解参数派生的、能够反映烃源岩的生烃和/或残留烃能力的且互不线性相关的参数;基于各烃源岩样品的各热解组合参数,利用主成分分析方法构造出相互独立的主成分;基于各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数以及各主成分,构建烃源岩有效性评价参数关于主成分的计算模型即烃源岩有效性评价模型。

Description

烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法
技术领域
本发明属于烃源岩评价领域,涉及一种烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法。
背景技术
Hunt于1979年在一本名为《Petroleum Geochemistry and Geology》的著作中率先提出有效烃源岩的概念,有效烃源岩是指在其自然条件下已产生并释放出足以形成商业油气聚集烃类的细粒沉积岩。
传统判别烃源岩有效性的方法主要是依靠有机碳含量(TOC)、氯仿沥青“A”、总烃(HC)和生烃潜力(S1+S2)等指标,其中TOC下限法来判别烃源岩的有效性被大量学者广泛应用。利用TOC下限法来判别烃源岩的有效性虽然便捷,但不能用于判别高演化低丰度烃源岩的有效性。Tissot and Welte(1978)在他们的著作《Petroleum Formation andOccurrence》中曾有如下重要论述:“作为生油岩标准的最小有机碳值不能再应用到较高变质阶段的岩石中,在较高变质阶段的岩石中,0.3或0.5的有机碳值只能反映有机质的残余数量,而原始数量可能曾是它的两倍以上”。可见高演化低丰度的有效烃源岩在自然界中必然存在,而常规的TOC下限法却不适用该类烃源岩有效性的判别。
庞雄奇等在《塔里木盆地特大型海相油田原油来源—来自深部低TOC烃源岩的证据与相对贡献评价》(《石油学报》2018年第一期23-41页)一文中中指出:通过干酪根元素随埋深变化、生烃潜力变化、古TOC恢复等多方面地质地球化学证据证实了塔里木盆地台盆区深部低丰度烃源岩发生过大量生排烃;并利用排烃门限法对塔里木盆地台盆区深部低丰度烃源岩的有效性进行了的判别。排烃门限法从基本的有效烃源岩概念出发,通过计算烃源岩总生烃量与最大残余量的差值来对烃源的有效性进行判别。虽然该方法对所有类型烃源岩的有效性进行判别,但该方法需要大量的数据参数,且操作过于繁琐。虽然该文章还提出了基于热解数据判识低丰度烃源岩有效性的方法,但其存在较强的局限性:首先,该文章仅利用了5种热解数据低丰度烃源岩有效性进行判识,导致了判别公式的精度不理想;其次,该方法仅适用于深层低丰度烃源岩,应用范围局限。综上,本领域缺少一种能利用热解数据信息有效判识烃源岩有效性的通用方法。
因此,提供一种高效率,高准确率的烃源岩有效性的判别方法已经成为本领域迫切解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多种岩石热解参数融合的烃源岩有效性评价模型构建方法;该方法构建的烃源岩有效性评价模型能够很好的适用于各个丰度烃源岩的有效性判别且有效性判别结果更加可靠。
本发明的目的在于提供一种基于多种岩石热解参数融合的快速确定有效烃源岩的方法,该方法兼具较高效率以及较高准确率。
为了实现上述目的,本发明提供了一种烃源岩有效性评价模型构建方法,其中,该方法包括:
获取区域典型烃源岩样品;
基于获取区域典型烃源岩样品,确定各烃源岩样品的排烃差量,进而确定各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数;
确定各烃源岩样品的热解参数,并基于各烃源岩样品的各热解参数,确定各烃源岩样品的热解组合参数;其中,所述热解组合参数为由各热解参数派生的、能够反映烃源岩的生烃和/或残留烃能力的且互不线性相关的参数;
基于各烃源岩样品的各热解组合参数,利用主成分分析方法构造出相互独立的主成分;
基于各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数以及各主成分,构建烃源岩有效性评价参数关于主成分的计算模型即烃源岩有效性评价模型。
在上述源岩有效性评价模型构建方法中,排烃差量指烃源岩实际残留烃量与排烃门限残留烃量差值,用于表征烃源岩的排烃程度。
在上述源岩有效性评价模型构建方法中,通过独特的手段对某区域上典型烃源岩的有效性评价参数及热解参数组合变量信息之间建立关系,得到该区域烃源岩有效性评价模型,具有很强的可信性与可行性,同时也极大的提高了有效烃源岩的判别效率。
在上述烃源岩有效性评价模型构建方法中,优选地,所述烃源岩样品的热解参数包括溶解烃量(S1)、裂解烃量(S2)、最高热解峰温(Tmax)、有机碳总量(TOC)和镜质体反射率(Ro)。
在上述烃源岩有效性评价模型构建方法中,优选地,热解组合参数包括:溶解烃量(S1)、裂解烃量(S2)、有机碳含量(TOC)、最高热解峰温(Tmax)、镜质体反射率(Ro)、溶解烃量与裂解烃量之比(S1/S2)、裂解烃量与溶解烃量之比(S2/S1)、溶解烃量与生烃潜力之比(S1/(S1+S2))、溶解烃量与有机碳总量之比(S1/TOC)、裂解烃量与有机碳总量之比(S2/TOC)和生烃潜力指数((S1+S2)/TOC)中的至少两种。
在上述源岩有效性评价模型构建方法中,优选地,基于获取区域典型烃源岩样品,确定各烃源岩样品的排烃差量基于排烃门限理论进行。在一具体实施方式中,首先利用排烃门限理论求取单位体积目标烃源岩的排烃门限残留烃量及实际残留烃量;然后,计算排烃差量,排烃差量即烃源岩实际残留烃量与排烃门限残留烃量差值,用于表征烃源岩的排烃程度。
在上述烃源岩有效性评价模型构建方法中,优选地,烃源岩有效性评价参数为排烃差量或归一化后的排烃差量;更优选地,通过下述公式确定各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数:
式中,COP为烃源岩有效性评价参数,无量纲;CL为烃源岩样品排烃差量,Kg/m3;CLMax为烃源岩样品中排烃差量的最大值,单位为Kg/m3;CLMin为烃源岩样品中排烃差量的最小值,Kg/m3
在上述烃源岩有效性评价模型构建方法中,优选地,所述利用主成分分析方法构造出相互独立的主成分指:利用主成分分析对各热解组合参数进行融合及降维,得到代表全部热解组合参数95%以上信息的主成分。
在上述烃源岩有效性评价模型构建方法中,优选地,所述基于各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数以及各主成分,构建烃源岩有效性评价参数关于主成分的计算模型通过最优回归分析的方法拟合得到。
本发明还提供了一种确定有效烃源岩的方法,该方法包括:
采用上述烃源岩有效性评价模型构建方法构建得到烃源岩有效性评价模型;
获取目标烃源岩热解组合参数;
基于目标烃源岩热解组合参数,利用所述烃源岩有效性评价模型确定目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数,利用目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数对目标烃源岩的有效性进行判别。
在上述确定有效烃源岩的方法中,优选地,构建得到的烃源岩有效性评价模型为:
COP0=a0+a1·PC1+a2·PC2+…+an·PCn,其中,
PCk=bk1·I1+bk2·I2+……+bkm·Im,其中,k=1,2......n;
式中,COP0为烃源岩有效性评价参数,无量纲;Ii(i=1,2......m)为热解组合参数;bki(i=1,2......m)为系数;ai(i=1,2......m)为系数;PCk为主成分;
在一具体实施方式中,构建得到的烃源岩有效性评价模型为:
COP0=-0.124+0.111PC1+0.068PC2+0.034PC3-0.034PC4+0.003PC5,其中,
式中,S1为溶解烃量,mg/g;S2为裂解烃量,mg/g、TOC为有机碳含量,wt%、Tmax为最高热解峰温,℃;Ro为镜质体反射率,%;S1/S2为溶解烃量与裂解烃量之比,%;S2/S1为裂解烃量与溶解烃量之比,%;Si/(S1+S2)为溶解烃量与生烃潜力之比,%;S1/TOC为溶解烃量与有机碳总量之比,mg/g;S2/TOC为裂解烃量与有机碳总量之比,mg/g;(S1+S2)/TOC为生烃潜力指数,mg/g。
在上述确定有效烃源岩的方法中,优选地,利用目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数对目标烃源岩的有效性包括:
确定有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值;
基于目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数,利用所述有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值对目标烃源岩的有效性进行评价;
其中,确定有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值优选通过下述方式实现:利用区域典型烃源岩样品确定有效烃源岩与无效烃源岩的烃源岩有效性评价参数分界值作为有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值。
本发明提供的烃源岩有效性评价模型构建方法基于多种岩石热解参数融合将排烃差量与热解参数结合起来,构建得到具有很强的区域适用性、能够高效进行烃源岩有效性评价的模型。
本发明提供的确定有效烃源岩的方法,利用本发明提供的烃源岩有效性评价模型构建方法构建得到的模型进行,该方法集基于排烃差量进行烃源岩有效性评价的准确性以及热解参数获取的高效性于一体。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的烃源岩有效性评价模型构建方法的流程示意图。
图2为本发明一实施例提供的确定有效烃源岩的方法的流程示意图。
图3为实施例1提供的利用样品的排烃差量(CL)求取样品热解评价系数(COP)进行计算的模型示意图。
图4为实施例1利用岩石热解参数快速确定烃源岩有效性的方法的工艺流程图。
图5为实施例1中确定热解组合参数与排烃差量(CL)的相关性图版。
图6为实施例1中烃源岩样品的热解评价系数计算值(COP0)与实际值(COP)的回归分析图版。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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它实施例,都属于本发明的保护范围。
下面参考本发明的若干代表性实施方式,详细阐述本发明的原理和精神。
参见图1,本发明一实施例提供了一种烃源岩有效性评价模型构建方法,其中,该方法包括:
步骤S1:获取区域典型烃源岩样品;
步骤S2:基于获取区域典型烃源岩样品,确定各烃源岩样品的排烃差量,进而确定各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数;
步骤S3:确定各烃源岩样品的热解参数,并基于各烃源岩样品的各热解参数,确定各烃源岩样品的热解组合参数;其中,所述热解组合参数为由各热解参数派生的、能够反映烃源岩的生烃和/或残留烃能力的且互不线性相关的参数;
步骤S4:基于各烃源岩样品的各热解组合参数,利用主成分分析方法构造出相互独立的主成分;
步骤S5:基于各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数以及各主成分,构建烃源岩有效性评价参数关于主成分的计算模型即烃源岩有效性评价模型。
其中,本发明提供的烃源岩有效性评价模型构建方法,通过独特的手段对某区域上典型烃源岩的有效性评价参数及热解参数组合变量信息之间建立关系,得到该区域烃源岩有效性评价模型,具有很强的可信性与可行性,同时也极大的提高了有效烃源岩的判别效率。
其中,本发明提供的烃源岩有效性评价模型构建方法构建得到的模型能够实现烃源岩有效性评价的机理在于:有效烃源岩与无效烃源岩的有机碳量(TOC)可能相差很小,可能相差很大;二者主要区别在于有效的烃源岩曾在地史时期发生过排烃,无效烃源岩则对油气的生成无贡献;排烃差量(CL)可以有效反映烃源岩是否排烃。若排烃差量(CL)为正数,说明烃源岩样品曾发生过排烃,为有效低丰度烃源岩;反之,若排烃差量(CL)为负数,则说明烃源岩样品为无效烃源岩。本发明建立了能够表征排烃差量的基于热解参数的表达式,从而实现用热解参数即可实现烃源岩有效性评价。
进一步地,热解参数使用热解仪器选用常规热解实验方法进行即可;具体热解操作可以视选用热解仪器而定;在一具体实施方式中,利用常规岩石热解试验及碳硫分析试验获取热解参数。
进一步地,烃源岩样品的热解参数包括溶解烃量(S1)、裂解烃量(S2)、最高热解峰温(Tmax)、有机碳总量(TOC)和镜质体反射率(Ro)。
其中,利用单一热解参数组合形成可以反映烃源岩生烃及残留烃的能力且互不相关的热解组合参数;其原理是:单一的热解参数本身就可以反应烃源岩生烃及残留烃的能力,为尽可能的发掘热解参数的利用价值,对热解参数进行大量组合形成组合热解参数;分别检验各热解组合参数与样品排烃差量(CL)的相关性,具有相关性则说明该参数在一定程度上可以反映烃源岩生烃及残留烃的能力。进一步地,热解组合参数包括:溶解烃量(S1)、裂解烃量(S2)、有机碳含量(TOC)、最高热解峰温(Tmax)、镜质体反射率(Ro)、溶解烃量与裂解烃量之比(S1/S2)、裂解烃量与溶解烃量之比(S2/S1)、溶解烃量与生烃潜力之比(S1/(S1+S2))、溶解烃量与有机碳总量之比(S1/TOC)、裂解烃量与有机碳总量之比(S2/TOC)和生烃潜力指数((S1+S2)/TOC)中的至少两种。
进一步地,基于获取区域典型烃源岩样品,确定各烃源岩样品的排烃差量基于排烃门限理论进行;例如,首先利用排烃门限理论求取单位体积目标烃源岩的排烃门限残留烃量及实际残留烃量;然后,计算排烃差量,排烃差量即烃源岩实际残留烃量与排烃门限残留烃量差值,用于表征烃源岩的排烃程度。
进一步地,烃源岩有效性评价参数为排烃差量或归一化后的排烃差量;
更进一步地,通过下述公式确定各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数:
式中,COP为烃源岩有效性评价参数,无量纲;CL为烃源岩样品排烃差量,Kg/m3;CLMax为烃源岩样品中排烃差量的最大值,单位为Kg/m3;CLMin为烃源岩样品中排烃差量的最小值,Kg/m3
其中,本发明一实施例中根据各样品排烃差量(CL)计算各样品的烃源岩有效性评价参数(COP)的模型如图3所示;其原理是:由于各样品的排烃差量(CL)数值大小相差悬殊,不利于快速判别公式的拟合;故对其进行归一化处理,将分布广泛的排烃差量(CL)转化为数值分布仅在-1与1之间的烃源岩有效性评价参数(COP);且烃源岩有效性评价参数(COP)与对应的排烃差量(CL)具有相同的正负,可用于低丰度烃源岩样品的有效性的判别。
进一步地,利用主成分分析方法构造出相互独立的主成分指:利用主成分分析法对各热解组合参数进行融合及降维,得到代表全部热解组合参数95%以上信息的主成分;
更进一步地,主成分的数量小于热解组合参数的数量;在一实施方式中,主成分数量明显小于热解组合参数数量,例如主成分数量不超过热解组合参数数量的一半;
例如,利用主成分分析对11个热解组合参数进行融合及降维,得到5个代表全部热解组合参数95%以上信息的主成分;
其中,利用主成分分析法对各热解组合参数进行融合及降维,得到代表全部热解组合参数95%以上信息的主成分采用常规方式进行即可;例如,分别对各热解组合参数进行归一化处理,并运用主成分分析算法求取主成分变换参数矩阵及方差贡献矩阵,在方差矩阵中选取累计方差贡献达95%以上的前n个主成分作为目标主成分并在主成分变换参数矩阵截取前n个主成分的变换参数(主成分的变换参数,即原始各热解组合参数向目标主成分的变换方法);仅保留前n个主成分并舍弃剩余主成分从而实现对各热解组合参数进行融合及降维。
进一步地,基于各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数以及各主成分,构建烃源岩有效性评价参数关于主成分的计算模型通过最优回归分析的方法拟合得到;
例如,通过下述公式确定的到:
式中,COPn 0为第n样品的烃源岩有效性评价参数的计算值,无量纲;COPn为第n样品烃源岩有效性评价参数的实际值,无量纲;PCmn为第n样品的第m个主成分,无量纲。
参见图2,本发明一实施例提供一种确定有效烃源岩的方法,其中,该方法包括:
步骤S21:获取区域典型烃源岩样品;
步骤S22:基于获取区域典型烃源岩样品,确定区域各典型烃源岩样品的排烃差量,进而确定区域各典型烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数;
步骤S23:确定区域各典型烃源岩样品的热解参数,并基于区域各典型烃源岩样品的各热解参数,确定区域各典型烃源岩样品的热解组合参数;其中,所述热解组合参数为由各热解参数派生的、能够反映烃源岩的生烃和/或残留烃能力的且互不线性相关的参数;
步骤S24:基于区域各典型烃源岩样品的各热解组合参数,利用主成分分析方法构造出相互独立的主成分;
步骤S25:基于区域各典型烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数以及各主成分,构建烃源岩有效性评价参数关于主成分的计算模型即烃源岩有效性评价模型;
步骤S26:获取目标烃源岩热解组合参数;
步骤S27:基于目标烃源岩热解组合参数,利用所述烃源岩有效性评价模型确定目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数,利用目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数对目标烃源岩的有效性进行判别。
进一步地,热解参数使用热解仪器选用常规热解实验方法进行即可;具体热解操作可以视选用热解仪器而定;在一具体实施方式中,利用常规岩石热解试验及碳硫分析试验获取热解参数。
进一步地,烃源岩样品的热解参数包括溶解烃量(S1)、裂解烃量(S2)、最高热解峰温(Tmax)、有机碳总量(TOC)和镜质体反射率(Ro)。
其中,可以分别检验各热解组合参数与样品排烃差量(CL)的相关性,具有相关性则说明该参数在一定程度上可以反映烃源岩生烃及残留烃的能力;进一步地,热解组合参数包括:溶解烃量(S1)、裂解烃量(S2)、有机碳含量(TOC)、最高热解峰温(Tmax)、镜质体反射率(Ro)、溶解烃量与裂解烃量之比(S1/S2)、裂解烃量与溶解烃量之比(S2/S1)、溶解烃量与生烃潜力之比(S1/(S1+S2))、溶解烃量与有机碳总量之比(S1/TOC)、裂解烃量与有机碳总量之比(S2/TOC)和生烃潜力指数((S1+S2)/TOC)中的至少两种。
进一步地,基于获取区域典型烃源岩样品,确定各烃源岩样品的排烃差量基于排烃门限理论进行;例如,首先利用排烃门限理论求取单位体积目标烃源岩的排烃门限残留烃量及实际残留烃量;然后,计算排烃差量,排烃差量即烃源岩实际残留烃量与排烃门限残留烃量差值,用于表征烃源岩的排烃程度。
进一步地,烃源岩有效性评价参数为排烃差量或归一化后的排烃差量;
更进一步地,通过下述公式确定各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数:
式中,COP为烃源岩有效性评价参数,无量纲;CL为烃源岩样品排烃差量,Kg/m3;CLMax为烃源岩样品中排烃差量的最大值,单位为Kg/m3;CLMin为烃源岩样品中排烃差量的最小值,Kg/m3
进一步地,利用主成分分析方法构造出相互独立的主成分指:利用主成分分析对各热解组合参数进行融合及降维,得到代表全部热解组合参数95%以上信息的主成分;
更进一步地,主成分的数量小于热解组合参数的数量;在一实施方式中,主成分的数量明显小于热解组合参数的数量,例如主成分的数量不超过热解组合参数数量的一半;
例如,利用主成分分析对11个热解组合参数进行融合及降维,得到5个代表全部热解组合参数95%以上信息的主成分;
其中,利用主成分分析法对各热解组合参数进行融合及降维,得到代表全部热解组合参数95%以上信息的主成分采用常规方式进行即可;例如,分别对各热解组合参数进行归一化处理,并运用主成分分析算法求取主成分变换参数矩阵及方差贡献矩阵,在方差矩阵中选取累计方差贡献达95%以上的前n个主成分作为目标主成分并在主成分变换参数矩阵截取前n个主成分的变换参数(主成分的变换参数,即原始各热解组合参数向目标主成分的变换方法);仅保留前n个主成分并舍弃剩余主成分从而实现对各热解组合参数进行融合及降维。
进一步地,基于各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数以及各主成分,构建烃源岩有效性评价参数关于主成分的计算模型通过最优回归分析的方法拟合得到;
例如,通过下述公式确定的到:
式中,COPn 0为第n样品的烃源岩有效性评价参数的计算值,无量纲;COPn为第n样品烃源岩有效性评价参数的实际值,无量纲;PCmn为第n样品的第m个主成分,无量纲。
进一步地,构建得到的烃源岩有效性评价模型为:
COP0=a0+a1·PC1+a2·PC2+…+an·PCn,其中,
PCk=bk1·I1+bk2·I2+……+bkm·Im,其中,k=1,2......n
式中,COP0为烃源岩有效性评价参数,无量纲;Ii(i=1,2......m)为热解组合参数;bki(i=1,2......m)为系数;ai(i=1,2......m)为系数;PCk为主成分;
例如,构建得到的烃源岩有效性评价模型为:
COP0=-0.124+0.111PC1+0.068PC2+0.034PC3-0.034PC4+0.003PC5,其中,
式中,S1为溶解烃量,mg/g;S2为裂解烃量,mg/g、TOC为有机碳含量,wt%、Tmax为最高热解峰温,℃;Ro为镜质体反射率,%;S1/S2为溶解烃量与裂解烃量之比,%;S2/S1为裂解烃量与溶解烃量之比,%;Si/(S1+S2)为溶解烃量与生烃潜力之比,%;S1/TOC为溶解烃量与有机碳总量之比,mg/g;S2/TOC为裂解烃量与有机碳总量之比,mg/g;(S1+S2)/TOC为生烃潜力指数,mg/g。
进一步地,利用目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数对目标烃源岩的有效性包括:
确定有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值;
基于目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数,利用所述有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值对目标烃源岩的有效性进行评价;
更进一步地,确定有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值通过下述方式实现:利用区域典型烃源岩样品确定有效烃源岩与无效烃源岩的烃源岩有效性评价参数分界值作为有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值;
例如,当烃源岩有效性评价参数为排烃差量或归一化后的排烃差量时,利用目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数对目标烃源岩的有效性进行判别过程中,以0作为有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值。
实施例1
本实施例提供了一种确定有效烃源岩的方法,用以对塔里木盆地塔北隆起的中-上奥陶统全区烃源岩进行有效性评价;
塔里木盆地是一个由古生界克拉通盆地和中、新生界前陆盆地组成的大型叠合复合盆地,具有多套烃源岩、多个油气系统、油气多源多期多种类型的特点;塔北隆起位于塔里木盆地北部,总面积约为3.66×104km2;塔北地区是塔里木盆地探明储量最多,油气富集程度最高的地区;塔北地区主要具有两套(TOC>0.5%)海相烃源岩,包括寒武系-下奥陶统和中-上奥陶统,所发现的油气与典型的被认为完全来自中-上奥陶统烃源岩的油气具有同源性。
以塔北地区中-上奥陶统烃源岩的有效性判别为例对本发明提供的技术方案进行验证。选择此地区的理由:一是中-上奥陶统烃源岩分布局限、品质较差且不足以解释大规模存在的海相油气的分布,但已被证实在此地层中存在有效烃源岩,而常规的TOC下限法很难对其有效性进行判别;二是塔北地区奥陶系烃源岩的岩心取样、热解试验频率较高,热解数据数量多且可广泛利用。
如图4所示,该方法包括:
步骤1:获取区域典型烃源岩样品,利用排烃门限理论,确定区域各典型烃源岩样品的排烃差量(CL);再此基础上对各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数(COP)进行求解;
通过下述公式确定各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数:
式中,COP为烃源岩有效性评价参数,无量纲;CL为烃源岩样品排烃差量,Kg/m3;CLMax为烃源岩样品中排烃差量的最大值,单位为Kg/m3;CLMin为烃源岩样品中排烃差量的最小值,Kg/m3
步骤2:确定区域各典型烃源岩样品的热解参数,并基于区域各典型烃源岩样品的各热解参数,确定区域各典型烃源岩样品的热解组合参数,并建立热解组合参数数据库;其中,所述热解组合参数为由各热解参数派生的、能够反映烃源岩的生烃和/或残留烃能力的且互不线性相关的参数;
烃源岩样品的热解参数包括溶解烃量(S1)、裂解烃量(S2)、最高热解峰温(Tmax)、有机碳总量(TOC)和镜质体反射率(Ro);其中,通过热解实验测定各烃源岩样品溶解烃量(S1)、裂解烃量(S2)及最高热解峰温(Tmax);通过碳硫分析实验测得样品有机碳总量(TOC);
结合塔里木盆地勘探实际情况,建立了塔里木盆地地区的热解组合参数数据库,该数据库的热解组合参数,包括:溶解烃量(S1)、裂解烃量(S2)、有机碳含量(TOC)、最高热解峰温(Tmax)、镜质体反射率(Ro)、溶解烃量与裂解烃量之比(S1/S2)、裂解烃量与溶解烃量之比(S2/S1)、溶解烃量与生烃潜力之比(S1/(S1+S2))、溶解烃量与有机碳总量之比(S1/TOC)、裂解烃量与有机碳总量之比(S2/TOC)和生烃潜力指数((S1+S2)/TOC);并对数据库中各热解组合参数与排烃差量(CL)之间相关性进行回归检验,如图5所示,;由图5可知,数据库中各组合热解参数均与排烃差量(CL)之间有良好的相关性,说明它们可以有效反映烃源岩的生烃及残留烃能力。
步骤3:将热解组合参数数据库中的各热解组合参数进行主成分分析处理实现行融合及降维,构造出能代表整个热解组合参数数据库95%信息的主成分;
其中,利用主成分分析对上述11个热解组合参数进行融合及降维,得到5个代表全部热解属性96.15%信息的主成分,其变换公式为:
式中,S1为溶解烃量,mg/g;S2为裂解烃量,mg/g、TOC为有机碳含量,wt%、Tmax为最高热解峰温,℃;Ro为镜质体反射率,%;S1/S2为溶解烃量与裂解烃量之比,%;S2/S1为裂解烃量与溶解烃量之比,%;S1/(S1+S2)为溶解烃量与生烃潜力之比,%;S1/TOC为溶解烃量与有机碳总量之比,mg/g;S2/TOC为裂解烃量与有机碳总量之比,mg/g;(S1+S2)/TOC为生烃潜力指数,mg/g。
步骤4:基于区域各典型烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数以及各主成分,通过最优回归分析的方法拟合得到烃源岩有效性评价参数关于主成分的计算模型即烃源岩有效性评价模型;
其中,最优回归分析的方法拟合通过下述公式径向:
式中,COPn 0为第n样品的烃源岩有效性评价参数的计算值,无量纲;COPn为第n样品烃源岩有效性评价参数的实际值,无量纲;PCki(其中,K=1,2,3……n;i=1,2,3,4,5)为第k样品的第i个主成分,无量纲;
最优回归分析方法,计算得到了烃源岩有效性评价参数(COP)关于上述5个主成分的回归方程最优方程即烃源岩有效性评价模型为:
COP0=-0.124+0.111Pn+0.068PC2+0.03APC3-0.034PC4+0.003PC5
式中,COP0为烃源岩有效性评价参数,无量纲;PCk(其中,K=1,2,3,4,5)为第k个主成分,无量纲。
步骤5:获取塔里木盆地塔北隆起的中-上奥陶统全区烃源岩热解组合参数,基于各目标烃源岩热解组合参数,利用确定的烃源岩有效性评价模型确定目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数(结果如图6所示),利用目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数对目标烃源岩的有效性进行判别;
其中,确定有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值0;
基于目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数,利用所述有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值对目标烃源岩的有效性进行评价:
当烃源岩有效性评价参数≥0,判断为有效烃源岩;
当烃源岩有效性评价参数<0,判断为无效烃源岩。
塔里木盆地塔北隆起的中-上奥陶统全区烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数的计算值(COP0)与烃源岩有效性评价参数的实际值(COP)的回归分析图版,如图6所示;从图6中可以看出,利用烃源岩有效性评价模型确定的烃源岩有效性评价参数(COP0)与基于排烃门限理论门限确定的烃源岩有效性评价参数(COP)有良好的相关性,对烃源岩有效性的判别正确率高达86.7%,由此可见本发明提供的方法可以在保证准确率的情况下,快速对烃源岩的有效性进行判别。

Claims (12)

1.一种烃源岩有效性评价模型构建方法,其中,该方法包括:
获取区域典型烃源岩样品;
基于获取区域典型烃源岩样品,确定各烃源岩样品的排烃差量,进而确定各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数;
确定各烃源岩样品的热解参数,并基于各烃源岩样品的各热解参数,确定各烃源岩样品的热解组合参数;其中,所述热解组合参数为由各热解参数派生的、能够反映烃源岩的生烃和/或残留烃能力的且互不线性相关的参数;
基于各烃源岩样品的各热解组合参数,利用主成分分析方法构造出相互独立的主成分;
基于各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数以及各主成分,构建烃源岩有效性评价参数关于主成分的计算模型即烃源岩有效性评价模型。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述烃源岩样品的热解参数包括溶解烃量、裂解烃量、最高热解峰温、有机碳总量和镜质体反射率。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,热解组合参数包括:溶解烃量、裂解烃量、有机碳含量、最高热解峰温、镜质体反射率、溶解烃量与裂解烃量之比、裂解烃量与溶解烃量之比、溶解烃量与生烃潜力之比、溶解烃量与有机碳总量之比、裂解烃量与有机碳总量之比和生烃潜力指数中的至少两种。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,基于获取区域典型烃源岩样品,确定各烃源岩样品的排烃差量基于排烃门限理论进行。
5.根据权利要求1或4所述的方法,其中,烃源岩有效性评价参数为排烃差量或归一化后的排烃差量。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,通过下述公式确定各烃源岩样品的烃源岩有效性评价参数:
式中,COP为烃源岩有效性评价参数,无量纲;CL为烃源岩样品排烃差量,单位为Kg/m3;CLMax为烃源岩样品中排烃差量的最大值,单位为Kg/m3;CLMin为烃源岩样品中排烃差量的最小值,单位为Kg/m3
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述利用主成分分析方法构造出相互独立的主成分指:利用主成分分析对各热解组合参数进行融合及降维,得到代表全部热解组合参数95%以上信息的主成分。
8.一种确定有效烃源岩的方法,其中,该方法包括:
采用权利要求1-7任一项所述的烃源岩有效性评价模型构建方法构建得到烃源岩有效性评价模型;
获取目标烃源岩热解组合参数;
基于目标烃源岩热解组合参数,利用所述烃源岩有效性评价模型确定目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数,利用目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数对目标烃源岩的有效性进行判别。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,构建得到的烃源岩有效性评价模型为:
,其中,
,其中,k=1,2……n;
式中,COP0为烃源岩有效性评价参数,无量纲;Ii(i=1,2……m)为热解组合参数;bki(i=1,2……m)为系数;ai(i=1,2……m)为系数;为主成分。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,构建得到的烃源岩有效性评价模型为:
,其中,
式中,S1为溶解烃量,单位为mg/g;S2为裂解烃量,单位为mg/g、TOC为有机碳含量,单位为wt%、Tmax为最高热解峰温,单位为℃;Ro为镜质体反射率,单位为%;S1/S2为溶解烃量与裂解烃量之比,单位为%;S2/S1为裂解烃量与溶解烃量之比,单位为%;S1/(S1+S2) 为溶解烃量与生烃潜力之比,单位为%;S1/TOC为溶解烃量与有机碳总量之比,单位为mg/g;S2/TOC为裂解烃量与有机碳总量之比,单位为mg/g;(S1+S2)/TOC为生烃潜力指数,单位为mg/g。
11.根据权利要求8所述的方法,其中,利用目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数对目标烃源岩的有效性包括:
确定有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值;
基于目标烃源岩的烃源岩有效性评价参数,利用所述有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值对目标烃源岩的有效性进行评价。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,确定有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值通过下述方式实现:
利用区域典型烃源岩样品确定有效烃源岩与无效烃源岩的烃源岩有效性评价参数分界值作为有效烃源岩的烃源岩有效性评价参数阈值。
CN202110007694.1A 2021-01-05 2021-01-05 烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法 Active CN112750506B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110007694.1A CN112750506B (zh) 2021-01-05 2021-01-05 烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法
AU2021250869A AU2021250869B2 (en) 2021-01-05 2021-10-12 Construction method of hydrocarbon source rock effectiveness evaluation model and evaluation method of hydrocarbon source rock effectiveness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110007694.1A CN112750506B (zh) 2021-01-05 2021-01-05 烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112750506A CN112750506A (zh) 2021-05-04
CN112750506B true CN112750506B (zh) 2023-11-21

Family

ID=75649901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110007694.1A Active CN112750506B (zh) 2021-01-05 2021-01-05 烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112750506B (zh)
AU (1) AU2021250869B2 (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011112294A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Exxonmobil Upstream Research Company Predicting anisotropic source rock properties from well data
CN103926388A (zh) * 2013-01-10 2014-07-16 中国石油大学(北京) 一种判别低丰度有效烃源岩的方法
CN104749341A (zh) * 2015-03-05 2015-07-01 中国石油天然气股份有限公司 碳酸盐岩类烃源岩有效性的判断方法
CN105138749A (zh) * 2015-08-12 2015-12-09 中国石油天然气股份有限公司 一种地质约束下高成熟烃源岩原始有机碳恢复方法
CN105156101A (zh) * 2015-07-20 2015-12-16 中国石油天然气股份有限公司 烃源岩评价方法及其装置
CN105221133A (zh) * 2015-08-20 2016-01-06 中国石油化工股份有限公司 一种基于测井多参数确定烃源岩有机碳含量的方法和装置
CN110470762A (zh) * 2019-08-22 2019-11-19 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 一种提高芳烃参数定量评价烃源岩成熟度准确度的方法
CN110632274A (zh) * 2018-06-22 2019-12-31 中国石油天然气股份有限公司 一种烃源岩排烃效率的确定方法及装置
CN110763819A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 中国石油化工股份有限公司 一种烃源岩有效性动态定量评价体系的建立方法、该评价体系及应用
CN112147301A (zh) * 2020-08-24 2020-12-29 中国石油天然气股份有限公司 一种陆相淡水湖盆致密油烃源岩有效性的定量评价方法
CN113027419A (zh) * 2021-03-26 2021-06-25 中国石油大学(北京) 一种基于测井数据的残留烃率确定模型构建方法及残留烃率确定方法
CN113064217A (zh) * 2021-03-26 2021-07-02 中国石油大学(北京) 烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011112294A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Exxonmobil Upstream Research Company Predicting anisotropic source rock properties from well data
CN103926388A (zh) * 2013-01-10 2014-07-16 中国石油大学(北京) 一种判别低丰度有效烃源岩的方法
CN104749341A (zh) * 2015-03-05 2015-07-01 中国石油天然气股份有限公司 碳酸盐岩类烃源岩有效性的判断方法
CN105156101A (zh) * 2015-07-20 2015-12-16 中国石油天然气股份有限公司 烃源岩评价方法及其装置
CN105138749A (zh) * 2015-08-12 2015-12-09 中国石油天然气股份有限公司 一种地质约束下高成熟烃源岩原始有机碳恢复方法
CN105221133A (zh) * 2015-08-20 2016-01-06 中国石油化工股份有限公司 一种基于测井多参数确定烃源岩有机碳含量的方法和装置
CN110632274A (zh) * 2018-06-22 2019-12-31 中国石油天然气股份有限公司 一种烃源岩排烃效率的确定方法及装置
CN110763819A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 中国石油化工股份有限公司 一种烃源岩有效性动态定量评价体系的建立方法、该评价体系及应用
CN110470762A (zh) * 2019-08-22 2019-11-19 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 一种提高芳烃参数定量评价烃源岩成熟度准确度的方法
CN112147301A (zh) * 2020-08-24 2020-12-29 中国石油天然气股份有限公司 一种陆相淡水湖盆致密油烃源岩有效性的定量评价方法
CN113027419A (zh) * 2021-03-26 2021-06-25 中国石油大学(北京) 一种基于测井数据的残留烃率确定模型构建方法及残留烃率确定方法
CN113064217A (zh) * 2021-03-26 2021-07-02 中国石油大学(北京) 烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Enze Wang et al..An improved hydrocarbon generation potential method for quantifying hydrocarbon generation and expulsion characteristics with application example of Paleogene Shahejie Formation,Nanpu Sag, Bohai Bay Basin.《Marine and Petroleum Geology》.2019,第112卷第1-15页. *
Junqing Chen et al..Quick Evaluation of Present-Day Low-Total Organic Carbon Carbonate Source Rocks from ROck-Eval Data: Middle-Upper Ordovician in the Tabei Uplift,Tarim Basin.《ACTA GEOLOGICA SINICA》.2018,第92卷(第4期),第1558-1573页. *
基于支持向量机模型的烃源岩有机碳含量预测——以鄂尔多斯盆地为例;张成龙等;《天然气地球科学》;第30卷(第5期);第761-768页 *
塔里木盆地特大型海相油田原油来源——来自深部低TOC烃源岩的证据与相对贡献评价;庞雄奇等;《石油学报》;第39卷(第1期);第23-31+91页 *
烃源岩有机地化参数的测井综合评价方法及应用;吴迅达等;《地球物理学进展》;第33卷(第5期);第2015-2019页 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2021250869A1 (en) 2022-07-21
AU2021250869B2 (en) 2023-10-19
CN112750506A (zh) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109102180B (zh) 致密砂岩储层双甜点评价的综合参数评价方法
CN110441813B (zh) 一种湖相优质烃源岩的发育分布的预测方法
WO2017024700A1 (zh) 一种计算烃源岩中有机碳含量的装置
CN103993871B (zh) 针对薄互层地层的测井资料标准化处理方法及装置
CN105719063B (zh) 一种页岩气储量品质分类的综合评价方法
CN104047598A (zh) 非均质古岩溶碳酸盐岩储层产能预测方法
CN111767674A (zh) 一种基于主动域适应的测井岩性识别方法
CN112177605A (zh) 一种海域天然气水合物有利聚集区主控因素的确定方法
CN103760307B (zh) 一种评价干酪根类型的方法
CN117251802B (zh) 一种基于迁移学习的非均质储层参数预测方法及系统
AU2020101583A4 (en) A Method for Shale Gas Reservoirs Exploration and its System
CN112185469B (zh) 一种预测海域天然气水合物有利聚集区的方法
CN112832738A (zh) 一种碎屑岩累计生烃强度确定方法及甜点层的识别与评价方法
CN112750506B (zh) 烃源岩有效性评价模型构建方法及烃源岩有效性评价方法
Li et al. Discrimination of effective source rocks and evaluation of the hydrocarbon resource potential in Marsel, Kazakhstan
CN110940790B (zh) 一种判识高效烃源岩的方法及装置
CN111460725A (zh) 基于多层次模糊识别的页岩气甜点预测
CN106372751A (zh) 一种相对古水深指标参数的测井预测方法
CN112746835A (zh) 一种优化的深层页岩气地质甜点测井综合评价方法
CN112881385B (zh) 一种基于定年技术的碳酸盐岩油气成藏地质过程重建方法
Gupta et al. Rock typing in the upper Devonian-lower Mississippian woodford shale formation, Oklahoma, USA
FANG et al. Quantitative Method of Classification and Discrimination of a Porous Carbonate Reservoir Integrating K‐means Clustering and Bayesian Theory
CN110930020B (zh) 非常规油气资源的经济可采资源量确定方法
Fu et al. Coalbed Methane Potential Evaluation and Development Sweet Spot Prediction Based on the Analysis of Development Geological Conditions in Yangjiapo Block, Eastern Ordos Basin, China
CN114169671A (zh) 一种潜山气藏气体含量的评价方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant