CN114199911A - 泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法，包括以下步骤：获取研究区目标层位的泥质碳酸盐岩样品；对所述泥质碳酸盐岩的全烃有机碳含量进行分析；获取进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验的样品并进行实验，生成有机质丰度恢复系数图版；根据得到的全烃有机碳含量和有机质丰度恢复系数图版恢复所述泥质碳酸盐岩的原始有机质丰度。本发明提供的方法有效弥补了高演化、低丰度的泥质碳酸盐岩有机质丰度恢复方法的空白，适用于不同地区、不同热演化程度和不同有机质类型的碳酸盐岩原始有机质丰度的恢复，具有很强的地质适用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法及其应用。
背景技术
烃源岩评价是油气资源评价的重要内容之一，而烃源岩中的有机质丰度(有机碳含量，TOC)是评价烃源岩生烃能力的最重要的依据之一。中国碳酸盐岩具有时代老、有机质丰度低、热演化程度高等特点，有机碳含量一般小于0.2％，远低于一般学者所采纳TOC＝0.5％的碳酸盐岩烃源岩标准的下限值，许多学者不把其作为烃源岩，但近年来勘探实践证明，塔里木盆地海相最大油田塔河油田的发现、鄂尔多斯下古生界天然气的规模发现以及四川盆地的海相下组合天然气取得勘探再突破，充分证明了碳酸盐岩烃源岩对油气的贡献，但如何评价高演化、低有机质丰度的碳酸盐岩一直是许多石油地质学者争论的焦点。目前，石油地质工作者已经认识到在地质历史过程中，随生、排烃作用的进行，烃源岩的残余有机质丰度是一个逐渐减小的过程，因此，反应其丰度的有机碳含量逐渐降低。前人研究认为，对于有机质类型为I型海相泥页岩而言，海相烃源岩残余TOC最高能降低到原来的一半还多(秦建中，2012)，对海相烃源岩进行评价时，应依据有机质类型和成熟度对样品中残余TOC进行恢复，而且对于生烃转化率高的碳酸盐岩烃源岩，在生烃演化过程中，其有机碳含量损失更大。对高、过成熟且有机质类型好的碳酸盐岩烃源岩来说，若用残余有机碳含量进行烃源岩评价或计算油气资源量，结果可能就会失真，直接影响着海相油气精细勘探和资源评价。而要客观评价碳酸盐岩烃源岩的生烃能力必须对原始有机碳进行恢复。
以往关于残余有机碳恢复的方法较多，如热压生烃模拟实验法、自然地质演化剖面法、物质平衡法、数值模拟法、生烃动力学法和图版法。其中热压生烃模拟实验法如专利1CN 201510492890.7“一种地质约束下高成熟烃源岩原始有机碳恢复方法”，是选用低成熟、同类型有机质烃源岩样品进行热解实验，测量生烃量和热解参数随热演化的变化关系，用于自然高成熟样品的有机碳恢复。该方法的不足是：所采用的实验条件下的热成熟度指标(Tmax，Ro)与自然地质剖面下的变化趋势存在明显差异，且Tmax与样品成熟度Ro之间相关性不好，会造成恢复结果的偏差；而且不同研究区的碳酸盐岩烃源岩的沉积环境、成烃生物、母质类型、有机质丰度都不同，每种类型烃源岩都要分别进行生烃模拟实验，工作量大。物质平衡法如专利CN 201810705166.1“一种用于计算生物气源岩有机碳恢复系数的方法”，认为生物气中含量较少的重烃可以忽略，原始有机碳含量等于剩余有机碳含量与生成甲烷中的碳含量和生成二氧化碳中的碳含量三者之和，进而获得了有机碳恢复系数。该方法的不足之处在于：仅适用于未成熟的生成生物气的烃源岩，无法用于广泛发育的成熟-高过成熟碳酸盐岩烃源岩；该评价方法只适用于菌解型生物气的气源岩有机碳恢复，烃源岩生烃演化过程长，在不同演化阶段，重烃气含量变化比较大，重烃的物质组成也比较复杂，不能忽略；加上水也有可能参与生烃反应、CO2的散失和转化等因素，该方法适用范围很窄，不具备普遍的推广应用价值。
数值模拟法是基于化学动力学、有机质演化规律，通过热解实验、数理统计，形成经验公式，如专利2 CN 201310652232.0“计算原始有机质丰度恢复系数方法”，用同类型有机质地质样品的生烃率-成熟度参数Ro关系式恢复有机碳含量，生烃率的获得主要是根据岩石热解得出，没有考虑到研究区的实际地层的压力和温度对生烃率的影响，缺点是有机质类型也是按照烃源岩的残余生烃潜力分类的，无法恢复其原始的有机质类型；用中间产物排烃顺畅度来获得的原始降解率误差较大，没有考虑不同岩性对排烃效率的影响，无法适用于排烃效率的较高的碳酸盐岩烃源岩，导致最终的恢复系数误差大。综上所述，以往方法在不同岩石类型的普适性、准确度、工作量等方面存在局限，普遍存在一定问题，需要一种更加有效、简捷、普适的有机碳恢复方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法，弥补了针对泥质碳酸盐岩有机质丰度恢复方法的空白，为我国广泛发育的高演化、低丰度碳酸盐岩生烃潜力评价及资源量计算提供原始有机质丰度数据，对我国海相碳酸盐岩层系油气精细勘探和资源评价具有重要的指导意义。
为实现上述目的，本发明拟提供了一种高演化、低丰度泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复方法，以实际地质条件为约束，以岩石全烃有机碳含量分析、泥质碳酸盐岩生烃模拟实验为基础，得到地质条件下泥质碳酸盐岩有机质丰度恢复系数图版，从而得到岩石样品的原始有机质丰度。该评价方法可以有效解决现有的有机碳恢复系数评价方法中存在的问题与不足，弥补了泥质碳酸盐岩有机质丰度恢复方法的空白，准确评价了高演化、低丰度碳酸盐岩的原始有机质丰度。
本发明的第一方面提供了一种泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法，包括以下步骤：
S1：获取研究区目标层位的泥质碳酸盐岩样品；
S2：对所述泥质碳酸盐岩的全烃有机碳含量进行分析；
S3：获取进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验的样品并进行实验，生成有机质丰度恢复系数图版；
S4：根据S2得到的全烃有机碳含量和S3得到的有机质丰度恢复系数图版恢复所述泥质碳酸盐岩的原始有机质丰度。
根据本发明的一些实施方式，S1中，获取研究区目标层位的泥质碳酸盐岩样品的方法包括以下步骤：
S101：对所述研究区目标层位的地层特征、沉积相进行分析，确定所述研究区目标层位典型钻井，获取岩芯或岩屑样品；
S102：对所述岩芯或岩屑样品进行矿物组成分析优选进行全岩X-衍射矿物组成分析，获得泥质碳酸盐岩样品；
S103：测定所述泥质碳酸盐岩样品的镜质体反射率和干酪根显微组分百分含量，得到所述泥质碳酸盐岩样品的热演化程度和干酪根的有机质类型。
根据本发明的一些实施方式，S101中，为了保证样品的代表性，每隔50cm采集一件样品，以获取一定数量的有代表性的岩芯或岩屑样品。
根据本发明的一些实施方式，S102中，将岩石样品进行粉碎，按照《SY/T 5163-2010沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法》中的前处理流程，将处理后的样品开展全岩矿物组成分析。对岩石矿物组成测定的分析数据进行梳理，按照方解石含量和白云石含量之和分为三类，方解石含量+白云石含量之和小于20％统计为泥质岩，方解石含量+白云石含量之和大于75％统计为纯碳酸盐岩，而将20％＜方解石含量+白云石含量之和＜75％的样品统计为泥质碳酸盐岩。
根据本发明的一些实施方式，S103中，按照《SY/T 5124-2012沉积岩中镜质体反射率测定方法》、《GB/T 19144-2010沉积岩中干酪根分离方法》和《SY/T 5125-2014透射光-荧光干酪根显微组分鉴定及类型划分方法》分别测定岩石的镜质体反射率和干酪根显微组分百分含量，进而得出岩石的热演化程度和干酪根的有机质类型。
根据本发明的一些实施方式，S2中，对所述泥质碳酸盐岩的全烃有机碳含量进行分析的方法包括以下步骤：
S201：对蒙脱石标样进行脱碳处理，得到脱碳处理后的蒙脱石样品；
S202：对S1获得的泥质碳酸盐岩样品进行酸解后，再加入所述脱碳处理后的蒙脱石样品进行固化，得到待测样品；
S203：对所述待测样品进行全烃有机碳含量测定，得到待测样品的有机碳含量C1％，根据式(1)计算得到所述泥质碳酸盐岩样品的全烃有机碳含量，
C％＝(T1÷T)×C1％ 式(1)
其中，T为泥质碳酸盐岩样品的重量(g)，T1为待测样品的重量(g)，C1％为待测样品的有机碳含量；C％为计算出的泥质碳酸盐岩样品的全烃有机碳含量。
根据本发明的一些实施方式，S201中，所述脱碳处理包括将所述蒙脱石标样粉碎至粒径小于0.2mm，加入盐酸溶液去除碳酸盐，然后加入双氧水去除有机质，洗涤至中性，烘干待用，优选地，所述盐酸溶液的浓度为10-15％。
根据本发明的一些实施方式，S202中，将S1得到的泥质碳酸盐岩样品粉碎至粒径小于0.2mm，对样品进行称重，得到重量T，加入浓盐酸酸解，去除无机碳，酸解完全后用氢氧化钠中和至弱酸性，然后再加入所述脱碳处理后的蒙脱石样品进行固化得到待测样品，将待测样品称重，得到重量T1。
根据本发明的一些实施方式，S201中，将粉碎好的泥质碳酸盐岩样品放置于带有封口的聚丙烯塑料瓶中。
根据本发明的一些实施方式，S203中，将所述待测样品采用碳硫或碳测定仪进行有机碳含量测定，得到待测样品的有机碳含量C1％。
根据本发明的一些实施方式，S3中，获取进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验的样品并进行实验的方法包括以下步骤：
S301：对研究区的地质特征进行分析，获取进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验的烃源岩样品或与其有机质类型一致的替代品；
S302：设定实验参数，进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验。
根据本发明的一些实施方式，S301中，选择能够反映研究区目标层位的埋藏演化历史的典型代表钻井获取样品；泥质碳酸盐岩烃源岩样品应当是研究区目标层位的未熟样品(Ro＜0.5％)，若无法获得该特征烃源岩样品，可选取有机质类型与该地区一致的其它地区的未熟烃源岩样品进行代替。
根据本发明的一些实施方式，S302中，通过以下方法设定实验参数：
分析所述研究区目标层位的地质参数，利用软件恢复所述研究区目标层位的埋藏史和热演化史；
根据模拟温度与预期镜质体反射率的对应关系确定实验起始温度，设定具有温度间隔的一系列实验模拟温度点；
根据埋藏史-热演化史图，确定不同深度的埋深；
根据P＝ρgh确定各模拟温度点的静岩压力和地层压力，其中，g为重力常数，h为所述研究区目标层位的岩石样品的埋藏深度；当ρ为岩石密度时，P为静岩压力；当ρ为水密度时，P为地层压力。
根据本发明的一些实施方式，根据S103可得到所述泥质碳酸盐岩样品的镜质体反射率，然后根据该反射率从地质资料中获取模拟实验温度。
根据本发明的一些实施方式，所述地质参数包括地质分层数据、古地温梯度、古地表温度、剥蚀厚度和相应地质时代资料。
根据本发明的一些实施方式，所用软件选自PetroMod软件。
根据本发明的一些实施方式，所述温度间隔为20-30℃，例如25℃。
根据本发明的一些实施方式，所述模拟实验的终点温度取决于所述研究区目标层位的热演化程度。
根据本发明的一些实施方式，S302中，在进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验前，在S301获得的烃源岩样品或其替代品加入水作为反应介质。
根据本发明的一些实施方式，S302中，为了保持原始样品的孔隙结构和微观组构，钻取一定直径的岩心柱样，并加入适量蒸馏水(pH＝7)作为反应介质。
根据本发明的一些实施方式，所述岩心柱样的直径范围为5-10cm。
根据本发明的一些实施方式，进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验选用的热模拟仪器同步动态共控温度、上覆静岩压力和孔隙流体压力。优选地，选择“烃源岩地层孔隙热压生排烃模拟实验仪及其使用方法”(专利CN 200810101067.9)中的生烃模拟仪进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验。
根据本发明的一些实施方式，S3中，生成有机质丰度恢复系数图版的步骤包括：收集各模拟温度点的泥质碳酸盐岩生烃模拟实验的固态残渣，采用S2的方法所述固态残渣的全烃有机碳含量数据，计算出各模拟温度点的有机质丰度恢复系数；基于Easy Ro％模型计算对应温度点下的镜质体反射率Ro值；以计算得到的镜质体反射率Ro值为横坐标，以计算得到的有机质丰度恢复系数为纵坐标，绘制出有机质丰度恢复系数图版。
根据本发明的一些实施方式，S4中，根据S3得到的有机质丰度恢复系数图版获取所述泥质碳酸盐岩的有机质丰度恢复系数；再将S2得到的所述泥质碳酸盐岩的全烃有机碳含量与所述有机质丰度恢复系数相乘，得到所述泥质碳酸盐岩的原始有机质丰度。
根据本发明的一些实施方式，根据研究区所要评价的泥质碳酸盐岩样品的有机质类型，选取相应的有机质丰度恢复系数变化曲线，然后再根据该岩石样品的镜质体反射率，确定该样品的有机质丰度恢复系数。
本发明提供的泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法包括：根据研究区目的层系的地层特征和沉积相，采集典型钻井岩石样品，开展X-衍射、镜质体反射率和干酪根镜检分析，划分岩石类型，挑选出泥质碳酸盐岩样品；开展泥质碳酸盐岩样品前处理，测定全烃有机碳含量；根据典型钻井的埋藏史-热史资料设定模拟实验温度、压力等参数，开展生烃模拟实验，获得不同模拟温度点的热演化有机质丰度恢复系数，基于Easy Ro％模型建立烃源岩不同演化阶段的有机质丰度恢复系数图版；根据研究区目的层系地质样品的镜质体反射率，可以得到每个岩石样品的有机质丰度恢复系数，再结合全烃有机碳含量数据就可以得到岩石样品的原始有机质丰度。该方法有效弥补了高演化、低丰度的泥质碳酸盐岩有机质丰度恢复方法的空白，适用于不同地区、不同热演化程度和不同有机质类型的碳酸盐岩原始有机质丰度的恢复，具有很强的地质适用性。
本发明的第二方面提供了一种根据第一方面所述的方法在油气地质勘探领域中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供了一种泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法，弥补了高演化泥质碳酸盐岩有机质丰度恢复方法的空白；
(2)本发明所述的泥质碳酸盐岩中全烃有机碳含量分析，弥补了常规有机碳含量测试过程中存在的酸溶有机质流失而引起的全烃有机碳含量的丢失，该方法得到的全烃有机碳含量与样品有机碳理论值非常相近，比常规有机碳分析准确性高；
(3)本发明以实际地质条件为约束，以岩石全烃有机碳含量分析、泥质碳酸盐岩生烃模拟实验为基础，建立了地质条件下泥质碳酸盐岩有机质丰度恢复系数图版，准确评价了高演化、低丰度碳酸盐岩的原始有机质丰度，有效解决现有的有机碳恢复系数评价方法中存在的问题与不足；
(4)本发明能够以实际地质条件和烃源岩发育特征为基础，适用于不同地区、不同热演化程度和不同有机质类型的碳酸盐岩原始有机质丰度的恢复，该方法已在四川盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地等得到了很好的推广应用。
附图说明
图1为根据本发明的泥质碳酸盐岩有机质丰度恢复方法的流程示意图。
图2为根据本发明实施例得到的II1型烃源岩不同热演化阶段有机质丰度恢复系数图版。
具体实施方式
本发明通过以下实施例详细描述本发明，可使本专业技术人员更全面的理解本发明，但这些实施例并不对本发明的范围构成任何限制。
本发明提出的泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法，具体包括以下步骤：
步骤一、岩石的基本地球化学参数分析和岩石类型划分
(1)获取样品：对研究区目的层系的地层特征、沉积相等进行分析，确定要开展有机质丰度恢复的典型钻井，为了保证样品的代表性，每隔50cm采集一件样品，获取一定数量的有代表性的岩芯或岩屑样品。
(2)全岩X-衍射矿物组成分析，岩石类型划分：将岩石样品进行粉碎，按照《SY/T5163-2010沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法》中的前处理流程，将处理后的样品开展全岩矿物组成分析。对岩石矿物组成测定的分析数据进行梳理，按照方解石含量和白云石含量之和分为三类，方解石含量+白云石含量之和小于20％统计为泥质岩，方解石含量+白云石含量之和大于75％统计为纯碳酸盐岩，而将20％＜方解石含量+白云石含量之和＜75％的样品统计为泥质碳酸盐岩。
(3)岩石镜质体反射率和干酪根镜检测定：将拟研究的泥质碳酸盐岩样品按照《SY/T 5124-2012沉积岩中镜质体反射率测定方法》、《GB/T 19144-2010沉积岩中干酪根分离方法》和《SY/T 5125-2014透射光-荧光干酪根显微组分鉴定及类型划分方法》分别测定岩石的镜质体反射率和干酪根显微组分百分含量，进而得出岩石的热演化程度和干酪根的有机质类型。
步骤二、泥质碳酸盐岩中全烃有机碳含量分析
(1)蒙脱石脱碳处理：将购买的蒙脱石标样进行粉碎至粒径小于0.2mm，加入10％的盐酸溶液去除碳酸盐，然后加入双氧水去除蒙脱石中的有机质，用蒸馏水反复冲洗至中性，烘干待用。
(2)泥质碳酸盐岩样品前处理：将根据矿物组成分析筛选出的泥质碳酸盐岩样品粉碎，将粉碎好的样品放置于带有封口的聚丙烯塑料瓶中，对样品进行称重，得到重量T并记录，加入浓盐酸酸解样品去除无机碳，酸解完全后少量的氢氧化钠中和至弱酸性，然后再加入处理好的蒙脱石进行固化得到待测样品，将待测样品称重，得到重量T1并记录。
(3)泥质碳酸盐岩全烃有机碳含量分析：将重量为T1的待测样品采用碳硫或碳测定仪进行有机碳含量测定，得到处理后样品的有机碳含量C1％。可以通过计算得到处理后样品实际有机碳量为T1*C1％，原始岩样全烃有机碳含量(C％)为(T1÷T)×C1％。以上计算中：T为原始岩样的重量(g)，T1为酸解后加入蒙脱石的待测样品的重量(g)；C1％为加入蒙脱石后的样品的实测有机碳含量；C％是计算出的原始岩样的全烃有机碳含量。
步骤三、泥质碳酸盐岩生烃模拟实验及恢复系数图版获取
(1)模拟实验样品获取：典型代表钻井的埋藏演化历史应当反映研究区目的层系的埋藏演化历史；泥质碳酸盐岩烃源岩样品应当是研究区目的层系的未熟样品(Ro＜0.5％)，若无法获得该特征烃源岩样品，可选取有机质类型与该地区一致的其它地区的未熟烃源岩样品进行代替。
(2)设定实验参数：收集研究区目的层系地质分层数据、古地温梯度、古地表温度、剥蚀厚度及相应地质时代资料，利用PetroMod或其它软件恢复研究区典型钻井的埋藏史和热演化史。根据模拟温度与预期Ro的对应关系确定实验起始温度，以一定温度为间隔，确定一系列模拟实验温度点，模拟实验的终点温度选择取决于研究区目标层位的热演化程度。根据埋藏史-热史图，确定不同深度的埋深，根据P＝ρgh确定各模拟温度点的静岩压力和地层压力。具体的，当ρ为岩石密度时，P为静岩压力；当ρ为水密度时，P为地层压力。
(3)开展生烃模拟实验：为了保持原始样品的孔隙结构和微观组构，钻取一定直径的岩心柱样，并加入适量蒸馏水(pH＝7)作为反应介质。选用的生烃模拟仪器应可以实现温度、上覆静岩压力、孔隙流体压力同步动态共控，故选择“烃源岩地层孔隙热压生排烃模拟实验仪及其使用方法”(专利CN 200810101067.9)中的生烃模拟仪进行生烃模拟实验。
(4)不同演化阶段的有机质丰度恢复系数图版获取：收集每个温度点的模拟固态残渣，利用步骤二所列的方法测定原始岩石样品和每个温度点的固态残渣TOC数据，计算出热演化造成的有机质丰度恢复系数；基于Easy Ro％模型计算对应温度点下的反射率Ro值，以计算得到的反射率为横坐标，以计算的有机质丰度恢复系数为纵坐标，绘制出热演化有机质丰度恢复系数随Ro变化的曲线，即烃源岩不同演化阶段的有机质丰度恢复系数图版。
步骤四、泥质碳酸盐岩原始有机质丰度的恢复
(1)热演化有机质丰度恢复系数获取：根据研究区所要评价的泥质碳酸盐岩样品的有机质类型，选取相应的有机质丰度恢复系数变化曲线，然后再根据该岩石样品的镜质体反射率，确定该样品的有机质丰度恢复系数。
(2)泥质碳酸盐岩原始有机质丰度：依据步骤二所对该样品的全烃有机碳含量进行分析，将该数据乘以有机质丰度恢复系数就可以得到该岩石样品的原始有机质丰度数据。
具体地，通过以下实施例详细描述本发明。
实施例1
鄂尔多斯盆地下古生界天然气勘探取得重大进展，下古生界烃源岩对其具有较大的贡献。下古生界潜在烃源岩主要包括平凉组和马家沟组海相泥质岩和碳酸盐岩，除有机质丰度较高的泥质岩可以作为烃源岩之外，下古生界广泛发育的碳酸盐岩具有有机质丰度低、类型好、演化程度高的特点，如何评价其有效性直接影响着海相油气精细勘探和资源评价。
所述实验过程及方法包括如下步骤：
步骤101、岩石的基本地球化学分析和岩石类型划分
对研究区地层、沉积相特征进行分析，确定典型钻井，采集目的层系岩石样品，开展岩石的基本地球化学分析和岩石类型划分。
研究区位于鄂尔多斯盆地南部地区，X井是该地区一口天然气勘探井，其中马五段为局限台地相沉积，可反映该区该层位的地层和构造特征。根据该井的取芯层段资料，每隔50cm进行样品采集，样品质量不少于300g，采集样品数量15件，对采集的样品开展岩石X-衍射全岩矿物组成分析，结果表明方解石含量与白云石含量之和介于10.4％～99.2％之间，依据岩石类型传统划分方案，将20％＜方解石含量+白云石含量之和＜75％的样品挑选出来；根据该原则，共从15件马五段样品挑选出7件泥质碳酸盐岩样品，对挑选出来的岩石样品开展镜质体反射率分析和干酪根镜检，分析马五段烃源岩样品有机质类型都为II1型，镜质体反射率Ro值处于2.43-2.62％(平均值为2.52％)，残余TOC含量为0.06～0.22％(均值为0.14％)。
步骤102、泥质碳酸盐岩中全烃有机碳含量分析
(1)蒙脱石脱碳前处理：将购买的蒙脱石标样进行粉碎至粒径小于0.2mm，加入10％的盐酸溶液去除碳酸盐，然后加入双氧水去除蒙脱石中的有机质，用蒸馏水反复冲洗至中性，烘干后密封至磨口玻璃瓶中待用。
(2)泥质碳酸盐岩样品前处理：将根据步骤101所挑选出来的泥质碳酸盐岩样品粉碎到小于0.2mm，称取不少于1g的粉碎好的样品放置于带有封口的聚丙烯塑料瓶中，对样品进行称重，得到重量T并记录，加入2ml的6mol/L的浓盐酸酸解去除碳酸盐，酸解完全后加入少量的氢氧化钠中和至弱酸性，然后再加入处理好的蒙脱石进行固化得到待测样品，将待测样品用玻璃棒研磨搅拌均匀，称重得到重量T1并记录。
(3)泥质碳酸盐岩全烃有机碳含量分析：将重量为T1的待测样品采用碳硫或碳测定仪进行有机碳含量测定，得到处理后样品的有机碳含量C1％。可以通过计算得到处理后样品实际有机碳量为T1*C1％，原始岩样全烃有机碳含量(C％)为(T1÷T)×C1％。以上计算中：T为原始岩样的重量(g)，T1为酸解后加入蒙脱石的待测样品的重量(g)；C1％为加入蒙脱石后的样品的实测有机碳含量；C％是计算出的原始岩样的全烃有机碳含量。
步骤103、泥质碳酸盐岩生烃模拟实验及恢复系数图版获取
(1)模拟实验样品获取：由于X井马五段烃源岩镜质体反射率Ro值介于2.50-2.62％之间，处于过成熟阶段，无法用其开展生烃模拟实验，故选取了低成熟(Ro＜0.5％)、与马五段岩性相似和有机质类型同为II1型的禄劝泥盆系泥灰岩开展模拟实验。对禄劝泥盆系泥灰岩进行基本地球化学参数分析，结果显示TOC含量为3.45％，Ro为0.5％，有机质类型为II1型，方解石+白云石含量为65％，石英和粘土矿物含量分别为10％和16％。
(2)设定实验参数：实验参数的设定依据鄂南FG5井的埋藏史-热演化史图，根据P＝ρgh确定各模拟温度点的静岩压力和地层压力。当ρ为岩石密度时，P为静岩压力；当ρ为地层水密度时，P为地层压力。表1中列出了所设定的模拟实验关键参数。
表1实施例1中模拟实验参数设置
(3)开展生烃模拟实验：为了保持原始样品的孔隙结构和微观组构，钻取一定直径的岩心柱样，称重100g左右，加入适量的蒸馏水(pH＝7)。选择“烃源岩地层孔隙热压生排烃模拟实验仪及其使用方法”(专利CN 200810101067.9)中的生烃模拟仪进行生烃模拟实验，选用的生烃模拟仪器可以实现温度、上覆静岩压力、地层压力同步动态共控。模拟实验升温速率1/min，恒温48h～96h。模拟实验中每个温度点需要都100g左右的样品量。
(4)不同演化阶段的有机质丰度恢复系数图版获取：收集每个温度点的模拟固态残渣，利用步骤102所列的方法测定原始岩石样品和每个温度点的固态残渣全烃有机碳数据，进而计算出每个温度点的有机质丰度恢复系数(单个温度点固体残渣的全烃有机碳含量与原始岩石样品的全烃有机碳含量之比)；基于Easy Ro％模型计算对应温度点下的反射率Ro值，以计算得到的反射率为横坐标，以计算的有机质丰度恢复系数为纵坐标，绘制出热演化有机质丰度恢复系数随Ro变化的曲线，即烃源岩不同演化阶段的有机质丰度恢复系数图版(图2)。
步骤104、研究区目的层系泥质碳酸盐岩原始有机质丰度的恢复
利用建立的不同热演化阶段烃源岩有机质丰度恢复系数图版，依据鄂尔多斯盆地南部X井马五段7件泥质碳酸盐岩地质样品的镜质体反射率，确定每个地质样品的有机质丰度恢复系数，然后再乘以依据步骤102所测的每个样品的全烃有机碳含量数据，就可以得到每个岩石样品的原始有机质丰度数据(表2)。
表2实施例1中X井马五段泥质碳酸盐岩原始有机质丰度数据
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不对本发明构成任何限制。通过参照典型实施例对本发明的描述，但应当解释为其中所用的词语为描述性和解释性的词汇，而不是限定性的词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明做出修改，以及在不背离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可以扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.一种泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法，包括以下步骤：
S1：获取研究区目标层位的泥质碳酸盐岩样品；
S2：对所述泥质碳酸盐岩的全烃有机碳含量进行分析；
S3：获取进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验的样品并进行实验，生成有机质丰度恢复系数图版；
S4：根据S2得到的全烃有机碳含量和S3得到的有机质丰度恢复系数图版恢复所述泥质碳酸盐岩的原始有机质丰度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，获取研究区目标层位的泥质碳酸盐岩样品的方法包括以下步骤：
S101：对研究区目标层位的地层特征、沉积相进行分析，确定研究区目标层位典型钻井，获取岩芯或岩屑样品；
S102：对所述岩芯或岩屑样品进行矿物组成分析优选进行全岩X-衍射矿物组成分析，获得泥质碳酸盐岩样品；
S103：测定所述泥质碳酸盐岩样品的镜质体反射率和干酪根显微组分百分含量，得到所述泥质碳酸盐岩样品的热演化程度和干酪根的有机质类型。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，S2中，对所述泥质碳酸盐岩的全烃有机碳含量进行分析的方法包括以下步骤：
S201：对蒙脱石标样进行脱碳处理，得到脱碳处理后的蒙脱石样品；
S202：对S1获得的泥质碳酸盐岩样品进行酸解后，再加入所述脱碳处理后的蒙脱石样品进行固化，得到待测样品；
S203：对所述待测样品进行全烃有机碳含量测定，得到待测样品的有机碳含量C1％，根据式(1)计算得到所述泥质碳酸盐岩样品的全烃有机碳含量，
C％＝(T1÷T)×C1％ 式(1)
其中，T为泥质碳酸盐岩样品的重量(g)，T1为待测样品的重量(g)，C1％为待测样品的有机碳含量；C％为计算出的泥质碳酸盐岩样品的全烃有机碳含量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，S201中，所述脱碳处理包括将所述蒙脱石标样粉碎至粒径小于0.2mm，加入盐酸溶液去除碳酸盐，然后加入双氧水去除有机质，洗涤至中性，烘干待用，优选地，所述盐酸溶液的浓度为10-15％；和/或
S202中，将S1得到的泥质碳酸盐岩样品粉碎至粒径小于0.2mm，对样品进行称重，得到重量T，加入浓盐酸酸解，去除无机碳，酸解完全后用氢氧化钠中和至弱酸性，然后再加入所述脱碳处理后的蒙脱石样品进行固化得到待测样品，将待测样品称重，得到重量T1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，S3中，获取进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验的样品并进行实验的方法包括以下步骤：
S301：对研究区的地质特征进行分析，获取进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验的烃源岩样品或与其有机质类型一致的替代品；
S302：设定实验参数，进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，S302中，通过以下方法设定实验参数：
分析所述研究区目标层位的地质参数，利用软件恢复所述研究区目标层位的埋藏史和热演化史；
根据模拟温度与预期镜质体反射率的对应关系确定实验起始温度，设定具有温度间隔的一系列实验模拟温度点；
根据埋藏史-热演化史图，确定不同深度的埋深；
根据P＝ρgh确定各模拟温度点的静岩压力和地层压力，其中，g为重力常数，h为研究区目标层位的岩石样品的埋藏深度；当ρ为岩石密度时，P为静岩压力；当ρ为水密度时，P为地层压力；优选地，
所述地质参数包括地质分层数据、古地温梯度、古地表温度、剥蚀厚度和相应地质时代资料；和/或所用软件选自PetroMod软件；和/或所述温度间隔为20-30℃，例如25℃；和/或所述模拟实验的终点温度取决于所述研究区目标层位的热演化程度。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，S302中，在进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验前，在S301获得的烃源岩样品或其替代品加入水作为反应介质；优选地，进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验选用的热模拟仪器同步动态共控温度、上覆静岩压力和孔隙流体压力。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，S3中，生成有机质丰度恢复系数图版的步骤包括：收集各模拟温度点的泥质碳酸盐岩生烃模拟实验的固态残渣，采用S2的方法所述固态残渣的全烃有机碳含量数据，计算出各模拟温度点的有机质丰度恢复系数；基于Easy Ro％模型计算对应温度点下的镜质体反射率Ro值；以计算得到的镜质体反射率Ro值为横坐标，以计算得到的有机质丰度恢复系数为纵坐标，绘制出有机质丰度恢复系数图版。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，S4中，根据S3得到的有机质丰度恢复系数图版获取所述泥质碳酸盐岩的有机质丰度恢复系数；再将S2得到的所述泥质碳酸盐岩的全烃有机碳含量与所述有机质丰度恢复系数相乘，得到所述泥质碳酸盐岩的原始有机质丰度。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法在油气地质勘探领域中的应用。
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| 崔鹏;: "烃源岩有机质丰度恢复方法综述", 断块油气田, no. 05 * |
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