本发明属于储层评价技术领域，涉及一种综合性确定碳酸盐岩层系烃源岩供烃底限的方法。
背景技术：
碳酸盐岩层系烃源岩在全球广泛分布但是成熟程度普遍高，这些高-过成熟烃源岩在晚期还能够生成多少油气，这关乎到我国碳酸盐岩油气潜力和勘探前景。
塔里木盆地位于中国新疆境内，是中国最大的含油气沉积盆地，面积达56×104m2。塔里木盆地台盆区系指古生代海相地层的地区，主要包括塔北隆起、北部坳陷区(包括阿瓦提凹陷和满加尔凹陷)、中央隆起区(包括巴楚隆起、塔中隆起、塔东低凸起)等构造单元，如图1所示。截止2010年，台盆区累计探明26个油气田，发现了36个含油气构造，探明石油地质储量为12.06×108t，约占整个盆地探明储量的95％，而天然气探明储量3940.1×1012，约占整个盆地探明储量的35％，是海相油气富集的主要区域。
塔里木盆地台盆区自下而上发育古生界、中生界和新生界。研究表明，下古生界寒武系和奥陶系是台盆区烃源岩主要发育层位，烃源岩包括泥质和碳酸盐岩两种，碳酸盐岩烃源岩可分为寒武系-下奥陶统和中上奥陶统两套，其中寒武系-下奥陶统以中下寒武统烃源岩为主，而上寒武统-下奥陶统烃源岩较差。中下寒武统酸盐岩层系烃源岩主要分布在塔里木盆地东部欠补偿盆地相和西部蒸发泻湖相，有机质类型为ⅰ型，toc为0.5％-5.52％，ro为1.64％-3.61％，处于高-过成熟的生气阶段。中-上奥陶统碳酸盐岩层系烃源岩主要分布在塔里木盆地中部和满加尔凹陷西部的台缘斜坡灰泥丘相，有机质类型以ⅰ型为主并混有ⅱ2-ⅲ型，toc为0.5％-5.4％，ro为0.81％-1.30％，处于成熟-高成熟生油阶段。
因此，探究塔里木盆地台盆区烃源岩还能够生成多少油气，确定该碳酸盐岩层系烃源岩供烃底限的探讨便具有重要理论和现实意义。目前已有一些科学家对供烃底限的影响因素、获取做过一些研究，并取得了一些重要成果，但也存在一些问题。有的研究方法单一而局限，主要是通过生烃热模拟实验或者生烃动力学方法；有的对供烃底限的确定只是定性的分析，而基本没有定量的计算；要么多是针对泥页岩和煤，而对碳酸盐岩烃源岩供烃底限的研究很少。而且现有关于碳酸盐岩层系烃源岩供烃底限的确定方法并不准确。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种综合性确定碳酸盐岩层系烃源岩供烃底限的方法，该方法能从烃源岩的生烃、残留烃、排烃的机理出发，对碳酸盐岩烃源岩的供烃底限进行综合系统的研究和定量的确定。
为了达到前述的发明目的，本发明提供一种综合性确定碳酸盐岩层系烃源岩供烃底限的方法，其包括以下步骤：
步骤一：在待测区域采集不同深度目标层段的烃源岩样品；
步骤二：测试每个烃源岩样品所含有机质的镜质体反射率ro；
步骤三：测试每个烃源岩样品中干酪根的氢碳原子比h/c和氧碳原子比o/c；
步骤四：对每个烃源岩进行热解定量评价，获得所述烃源岩的可溶烃含量s1、裂解烃含量s2，以及有机质丰度toc含量；
步骤五：根据各烃源岩样品测得的镜质体反射率ro及干酪根的氢碳原子比h/c，拟合形成氢碳原子比h/c值随镜质体反射率ro的演化曲线，并以氢碳原子比h/c＝0.1所对应的镜质体反射率ro为供烃底限ro1；
步骤六：根据各烃源岩样品测得的镜质体反射率ro及干酪根的氧碳原子比o/c，拟合形成氧碳原子比o/c值随镜质体反射率ro的演化曲线，并以氧碳原子比o/c＝0.02所对应的镜质体反射率ro为供烃底限ro2；
步骤七：根据各烃源岩样品测得的镜质体反射率ro及生烃潜力指数p，拟合形成残余生烃潜力曲线，根据所述残余生烃潜力曲线计算生烃量，并根据生烃总量q的99％所对应的镜质体反射率ro为供烃底限ro3，其中，所述生烃潜力指数p由以下公式(1)计算获得：
p＝(s1+s2)/toc(1)；
步骤八：取所述ro1、ro2和ro3中的最大值和最小值，作为该待测区域烃源岩的供烃底限范围。
上述综合性确定碳酸盐岩层系烃源岩供烃底限的方法中，s1为热解试验中岩石中残留烃的含量(即可溶烃含量，单位为mg(烃)/g(岩石))；s2为岩石中干酪根在热解过程中新生成的烃类的含量(即裂解烃含量，单位为mg(烃)/g(岩石))；toc为有机质丰度，以百分比％表示；ro为镜质体反射率，以百分比％，q为生烃总量，单位为mg(烃)/g(岩石))。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述方法还包括确定待测区域供烃底限深度范围的步骤，具体包括：
根据各烃源岩样品测得的镜质体反射率ro及其所在的深度，拟合形成镜质体反射率ro与深度的函数关系式；
将所述ro1、ro2和ro3中的最大值和最小值分别代入所述函数关系式中计算出供烃底限深度范围的两个端值，得到所述供烃底限深度范围。
根据本发明的具体实施例，优选地，采用spss专业统计软件进行拟合，形成镜质体反射率ro与深度的函数关系式。
根据本发明的具体实施例，优选地，采用spss专业统计软件进行拟合，形成氢碳原子比h/c值随镜质体反射率ro的演化曲线，氧碳原子比o/c值随镜质体反射率ro的演化曲线以及残余生烃潜力曲线。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述残余生烃潜力曲线随ro先增大后减小，且所述残余生烃潜力曲线转折点所对应的ro为排烃作用产生的门限值roe。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述生烃总量q通过以下公式(2)计算：
所述公式(2)中，f(ro)表示所述残余生烃潜力曲线中生烃潜力指数p关于镜质体反射率ro的函数表达式，所述romax表示镜质体反射率ro的最大值，所述romin表示镜质体反射率ro的最小值。所述romax，romin可以为本领域常规认定的ro的最大、最小值。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述残余生烃潜力曲线包括两部分曲线，第一部分曲线生烃潜力指数p随ro的增大而增大，第二部分曲线烃潜力指数p随ro的增大而减小，所述残余生烃潜力曲线的转折点处的烃潜力指数p最大，该转折点对应的ro值为排烃作用产生的门限值roe。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述第一部分曲线对应的生烃量q1通过以下公式(3)计算，所述第二部分曲线对应的生烃量q2通过以下公式(4)，
所述公式(3)中，f1(ro)表示所述第一部分残余生烃潜力曲线中生烃潜力指数p关于镜质体反射率ro的函数表达式，f2(ro)表示所述第二部分残余生烃潜力曲线中生烃潜力指数p关于镜质体反射率ro的函数表达式；
所述生烃总量q为所述生烃量q1与生烃量q2的总和。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述生烃总量的99％所对应的镜质体反射率ro为供烃底限ro3通过以下公式(5)或(6)计算：
根据本发明的具体实施例，优选地，所述步骤一中，在同一深度目标层段的烃源岩样品个数为2-10个。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供的综合性确定碳酸盐岩层系烃源岩供烃底限的方法从烃源岩的生烃、残留烃、排烃的机理出发，利用多种方法对碳酸盐岩烃源岩的供烃底限进行系统的研究和定量的确定，获得在实际地质条件下的供烃底限。
附图说明
图1是塔里木盆地地理位置分布图；
图2a是实施例1采集的不同深度塔里木盆地台盆区寒武系-奥陶系烃源岩样品中干酪根的氢碳原子比h/c随镜质体反射率ro变化的分布图；
图2b是利用spss专业统计软件对图2a中的氢碳原子比h/c与镜质体反射率ro变化关系初步拟合形成的曲线图；
图2c是利用spss专业统计软件对图2b中的氢碳原子比h/c与镜质体反射率ro变化关系拟合形成的函数曲线图；
图2d是对图2c拟合形成的函数曲线的分析图；
图3a是实施例1采集的不同深度塔里木盆地台盆区寒武系-奥陶系烃源岩样品中干酪根的氧碳原子比o/c随镜质体反射率ro变化的分布图；
图3b是利用spss专业统计软件对图3a中的氧碳原子比o/c与镜质体反射率ro变化关系初步拟合形成的曲线图；
图3c是利用spss专业统计软件对图2b中的氧碳原子比o/c与镜质体反射率ro变化关系拟合形成的函数曲线图；
图4a是实施例1采集的不同深度塔里木盆地台盆区寒武系-奥陶系烃源岩样品的生烃潜力指数(s1+s2)/toc随镜质体反射率ro变化的分布图；
图4b是利用spss专业统计软件对图4a中的生烃潜力指数(s1+s2)/toc与镜质体反射率ro变化关系初步拟合形成的曲线图；
图4c是利用spss专业统计软件对图4b中的生烃潜力指数(s1+s2)/toc与镜质体反射率ro变化关系在门限值roe前拟合形成的函数曲线图；
图4d是利用spss专业统计软件对图4b中的生烃潜力指数(s1+s2)/toc与镜质体反射率ro变化关系在门限值roe后拟合形成的函数曲线图；
图5a是实施例1确定门限值roe前生烃量的原理图；
图5b是实施例1确定门限值roe后生烃量的原理图；
图6a塔里木盆地台盆区中塔中地区单井镜质体反射率ro与深度关系图；
图6b塔里木盆地台盆区中英东2地区单井镜质体反射率ro与深度关系图；
图6c塔里木盆地台盆区中巴楚地区单井镜质体反射率ro与深度关系图；
图6d塔里木盆地台盆区中轮南46地区单井镜质体反射率ro与深度关系图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种综合性确定塔里木盆地台盆区寒武系-奥陶系供烃底限的方法，其包括以下步骤：
步骤一：采集塔里木盆地台盆区寒武系-奥陶系在不同深度目标层段中的烃源岩样品，每一深度采集5个样品；
步骤二：测试每个烃源岩样品所含有机质的镜质体反射率ro；
步骤三：测试每个烃源岩样品中干酪根的氢碳原子比h/c和氧碳原子比o/c；
步骤四：对每个烃源岩进行热解定量评价，获得所述烃源岩的可溶烃含量s1、裂解烃含量s2，以及有机质丰度toc含量；
步骤五：对各烃源岩样品进行氢碳原子比h/c有机元素法分析，具体步骤为：
统计各烃源岩样品测得的镜质体反射率ro及干酪根的氢碳原子比h/c，制成图表，如图2a所示；
将图2a中每个ro值对应的氢碳原子比h/c值取平均值，即
进一步利用spss专业统计软件对图2b中的氢碳原子比h/c与镜质体反射率ro变化关系拟合形成的函数曲线图，如图2c所示，在图2c中，氢碳原子比h/c(设为x)与镜质体反射率ro(设为y)的函数关系满足关系式y＝-1.428in(x)+1.0908；相关性r2＝0.9966；
将图2c拟合形成的函数曲线进行翻转，即将图2b中的氢碳原子比h/c(设为y)与镜质体反射率ro(设为x)，然后利用spss专业统计软件对图2b中的氢碳原子比h/c与镜质体反射率ro变化关系重新拟合形成新的函数曲线图，如图2d所示，在图2d中，氢碳原子比h/c(y)与镜质体反射率ro(x)的函数关系满足关系式y＝2.1364e-0.698x，相关性r2＝0.9966，与图2c拟合获得的函数关系相比，图2d拟合获得的函数关系更贴近实际分布；也更便于分析，以实际烃源岩样品测得的ro为参照范围，结合常规的ro范围，暂取ro的最大值romax为6％，最小值romin为0.5％，由图2d拟合的函数曲线可知，当h/c为0.1时，镜质体反射率ro的最小值为4.35％，因此，采用氢碳原子比h/c有机元素法分析获得的供烃底限ro1为4.35％；
步骤六：对各烃源岩样品进行氧碳原子比o/c有机元素法分析，具体步骤为：
统计各烃源岩样品测得的镜质体反射率ro及干酪根的氧碳原子比o/c，制成图表，如图3a所示；
将图3a中每个ro值对应的氧碳原子比o/c值取平均值，即
进一步利用spss专业统计软件对图3b中的氧碳原子比o/c与镜质体反射率ro变化关系拟合形成的函数曲线图，如图3c所示，在图3c中，氧碳原子比o/c(设为x)与镜质体反射率ro(设为y)的函数关系满足关系式y＝-2.038in(x)-3.775；相关性r2＝0.9982；
以实际烃源岩样品测得的ro为参照范围，结合常规的ro范围，暂取ro的最大值romax为6％，最小值romin为0.5％；由图3c拟合的函数曲线可知，当o/c为0.02时，镜质体反射率ro的最小值为4.26％，因此，采用氧碳原子比o/c有机元素法分析获得的供烃底限ro2为4.26％。
步骤七：对各烃源岩样品进行生烃潜力法分析，生烃潜力法的原理是基于在源岩热解定量评价中，通常用可溶烃(s1)与裂解烃(s2)的和表示源岩的生烃潜力。此处采用一个综合热解参数，即生烃潜力指数((s1+s2)/toc)来表征源岩的生烃潜力。当源岩的生烃潜力指数在地史演化过程中开始减小时，则表明有烃类开始排出，其相应的埋深则代表了源岩的排烃门限。该生烃潜力法分析的具体步骤为：
统计各烃源岩样品测得的镜质体反射率ro及生烃潜力指数(s1+s2)/toc，制成图表，如图4a所示；
将图4a中每个ro值对应的生烃潜力指数(s1+s2)/toc取平均值，即
利用spss专业统计软件对图4b中门限值roe＝0.9之前的残余生烃潜力曲线进行拟合，形成的函数曲线图，如图4c所示，在图4c中，生烃潜力指数(s1+s2)/toc(设为x)与镜质体反射率ro(设为y)的函数关系f1满足关系式y＝0.3957in(x)-1.4742；相关性r2＝0.9966；
利用spss专业统计软件对图4b中门限值roe＝0.9之后的残余生烃潜力曲线进行拟合，形成的函数曲线图，如图4d所示，在图4d中，生烃潜力指数(s1+s2)/toc(设为x)与镜质体反射率ro(设为y)的函数关系f2满足关系式y＝-0.957in(x)+6.9951；相关性r2＝0.9911；
以实际烃源岩样品测得的ro为参照范围，结合常规的ro范围，暂取ro的最大值romax为6％，最小值romin为0.5％；
将图4c拟合形成的函数曲线进行翻转，即将图4b中的生烃潜力指数(s1+s2)/toc(设为y)与镜质体反射率ro(设为x)，然后利用spss专业统计软件对图4b中的生烃潜力指数(s1+s2)/toc与镜质体反射率ro变化关系重新拟合形成新的函数曲线图，如图5a所示，在图5a中，生烃潜力指数(s1+s2)/toc与镜质体反射率ro(x)的函数关系f1满足关系式y＝41.96e2.5184x，相关性r2＝0.9966，与图4c拟合获得的函数关系相比，图5a拟合获得的函数关系更贴近实际分布；也更便于分析，以实际烃源岩样品测得的ro为参照范围，结合常规的ro范围，暂取ro的最小值romin为0.5％，由如4b可知，门限值roe＝0.9；对该f1在ro∈[0.5，0.9]范围积分，计算门限值前的生烃量q1，即
将图4d拟合形成的函数曲线进行翻转，即将图4b中的生烃潜力指数(s1+s2)/toc(设为y)与镜质体反射率ro(设为x)，然后利用spss专业统计软件对图4b中的生烃潜力指数(s1+s2)/toc与镜质体反射率ro变化关系重新拟合形成新的函数曲线图，如图5b所示，在图5b中，生烃潜力指数(s1+s2)/toc与镜质体反射率ro(x)的函数关系f2满足关系式y＝1459.8e-1.035x，相关性r2＝0.9911，与图4d拟合获得的函数关系相比，图5b拟合获得的函数关系更贴近实际分布；也更便于分析，以实际烃源岩样品测得的ro为参照范围，结合常规的ro范围，暂取ro的最大值romin为6％，由如4b可知，门限值roe＝0.9；对该f2在ro∈[0.9，6.0]范围积分，计算门限值后的生烃量q2，即
令
因此，采用生烃潜力法分析获得的供烃底限ro3为4.83％。
步骤八：由上述步骤五至步骤七计算获得ro1、ro2和ro3统计结果如表1所示，表1为不同方法确定的供烃底限ro对比表。由表1比较可知，该塔里木盆地台盆区寒武系-奥陶系烃源岩的供烃底限范围为4.26％-4.83％，比常规指标更贴近实际地质条件下的生油气特征。
表1
步骤九：对各烃源岩样品进行供烃底限深度分析，具体包括：
分别根据区域各烃源岩样品测得的镜质体反射率ro及其所在的深度，统计各烃源岩样品测得的镜质体反射率ro及其所在的深度h，制成图表，如图6a-6d所示；
将图6a中每个ro值对应的深度h取平均值，即h，以(ro，h)作为分析点，然后在(ro，h)的分析点集合中以ro为坐标每间隔0.1取点，形成新的分析点集群；利用spss专业统计软件对该分析点集群的深度h与镜质体反射率ro变化关系初步拟合，形成深度h值随镜质体反射率ro的演化曲线，利用spss专业统计软件对图6a中的曲线进行拟合，形成的函数曲线图，如图6a所示，在图6a中，深度h(设为x)与镜质体反射率ro(设为y)的函数关系满足关系式：y＝2936.4in(x)+4770.1；相关性r2＝0.8349；
将上述计算得到的ro1、ro2和ro3中的最大值和最小值分别代入上述函数关系式中计算出供烃底限深度范围的两个端值，得到供烃底限深度范围。
采用相同的方法对图6b-6d中的镜质体反射率ro及深度h关系进行拟合，形成的函数曲线图，如图6b所示，在图6b中，深度h(设为x)与镜质体反射率ro(设为y)的函数关系满足关系式y＝1872.6in(x)+2804.7；相关性r2＝0.7179；
如图6c所示，在图6c中，深度h(设为x)与镜质体反射率ro(设为y)的函数关系满足关系式y＝5030.8in(x)+1706.4；相关性r2＝0.9034；
如图6d所示，在图6d中，深度h(设为x)与镜质体反射率ro(设为y)的函数关系满足关系式y＝801.64in(x)+6014.8；相关性r2＝0.9805；
根据不同地区ro与深度h的关系式，将上述计算得到的ro1、ro2和ro3中的最大值和最小值分别代入上述各函数关系式中计算出不同地区供烃底限深度范围的两个端值，得到不同地区供烃底限深度范围，然后根据图6a-6d得到的函数关系式判断获得塔里木盆地不同地区碳酸盐岩层系烃源岩供烃底限ro对应的深度h，如表2所示，表2为塔里木盆地台盆区不同地区碳酸盐岩烃源岩供烃底限深度表。
表2
由表2可知，塔里木盆地台盆区寒武系-奥陶系碳酸盐岩层系烃源岩主要分布在四个地区：塔东地区(包括满加尔凹陷)、塔中隆起、塔北轮南和巴楚隆起。而塔里木盆地不同地区古地温条件存在差异，这导致了不同地区烃源岩热演化程度的不同，表现在不同地区深度h与ro关系不同(如图6a-6d所示)。
本实施例通过对塔里木盆地碳酸盐岩层系烃源岩供烃底限的确定，解决了目前对碳酸盐岩层系烃源岩基本没有定量的计算的问题，为该地区甚至我国碳酸盐岩油气潜力和勘探前景提供了一个评价的依据。
由上述实施例可知，本发明把供烃底限定义为沉积盆地油气生成的死亡线对应的有机质成熟度ro或深度h，并对塔里木盆地台盆区海相碳酸盐岩层系烃源岩供烃底限ro进行的研究，操作更简单可行；有些和某些学者研究的结果较为相近，也有些结果偏大，但都更符合实际地质条件下的生油气特征，因此，本发明提供的求取的供烃底限的方法是相对准确和可信的。
值得注意的是，本文应用的方法或多或少需要利用数据统计的结果，而统计数据的多少、差异和可靠性可能对求取结果有影响，因此需要对获取的数据进行分析筛选，选择层位相同、岩性和沉积相类似的数据，并删除为储层样品点的数据。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。