一种湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定方法及装置与流程

本发明涉及一种烃源岩下限的确定方法，尤其涉及一种湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定方法，属于油气地质中的资源评价技术领域。

背景技术

随着勘探开发程度的不断深入以及勘探难度的加大，勘探领域由常规油气藏向非常规油气藏转变。非常规致密油气藏具有烃源岩持续生烃、源储共生、油气源内或近源聚集的特征，可见烃源岩的发育情况对油气藏的规模分布有重大影响。在美国eagleford地区，总有机碳(toc)大于3％时，与致密碳酸盐岩的“甜点区”对应；在bakken地区，toc大于10％时，与致密砂岩的“甜点区”对应。在此认为，致密碳酸盐岩储层toc大于3％或致密砂岩储层toc大于10％，“甜点区较发育”，3％和10％分别作为美国地区致密碳酸盐岩储层和致密砂岩储层高效烃源岩的下限值。美国地区toc大于3％(致密碳酸盐岩)或大于10％(致密砂岩)为高效烃源岩，toc大于此值，致密油“甜点区”较发育。确定此高效烃源岩的下限值对致密油“甜点”勘探有着重要的参考价值。

但是，在国内，由于陆相盆地质结构复杂，岩石类型多样，岩相变化快，油气运移距离长短不一，烃源岩有机质丰度变化范围大，对高效烃源岩有机质丰度下限没有统一的认识。尤其是针对湖相碳酸盐岩，其蕴含着巨大的致密油气潜力，但动力系统复杂多变，随着季节变化，有机质含量变化大，富含有机质的泥岩类烃源岩与碳酸盐岩储层紧密接触，在宏观、微观上均表现为源储一体，这种特殊的结构特征使高效烃源岩下限的界定非常困难。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定方法，该确定方法可以快速评价储层是否为高效烃源岩，进而预测致密油“甜点区”的分布范围。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定方法，该确定方法包括以下步骤：

步骤一：在不同烃源岩岩性的发育区分别进行取样；

步骤二：确定总有机碳toc、烃源岩可溶烃s1、氯仿沥青“a”；

步骤三：建立氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版；

步骤四：根据氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版确定d点，d点对应的toc值为高效烃源岩的下限，完成对湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定。

本发明还提供了一种湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定装置，该装置包括：

取样模块，用于在不同烃源岩岩性的发育区分别进行取样；

确定模块，用于确定总有机碳toc、烃源岩可溶烃s1、氯仿沥青“a”；

图版建立模块，用于建立氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版；

分析模块，用于根据氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版确定d点，d点对应的toc值为高效烃源岩的下限，完成对湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定。

本发明的湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定方法通过确定toc下限合理，不局限于一个固定值，可以根据不同地区样品点的分布特征，来确定不同地区高效烃源岩的toc下限，适用于湖相碳酸盐岩，也适用于地质条件复杂、沉积特征多变、样品点较分散的其它类型地区。

本发明的湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定方法可以快速评价出储层是否为高效烃源岩，从而指出高效烃源岩纵横向的展布范围及其分布规律，进而预测致密油“甜点区”的分布范围，为湖相碳酸盐岩致密油下步勘探和开发提供指导作用。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式中的湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定装置的结构示意图。

图2为本发明另一具体实施方式中的湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定方法的工艺流程图。

图3为本发明另一具体实施方式中确定d点的原理图。

图4为本发明实施例1中的l地区烃源岩中氯仿沥青“a”与toc的关系曲线。

图5为本发明实施例1中的l地区烃源岩中烃源岩可溶烃s1与toc关系曲线。

具体实施方式

为了使本发明的技术特征、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的可实施范围的限定。

甜点区为油气勘探开发的过程中，会揭示大面积的含油气区及大段的含油气层段，但是其中往往一部分是具有当前经济、技术条件下具有较好开发效益的部分，它的分布在纵、横向上分布可能都不成片，故将其称为甜点，是油气勘探开发企业不懈追求的目标。

总有机碳toc，是指岩石中存在于有机质中的碳的含量，一般指残余有机碳，既包括占岩石有机质大部分的干酪根中的碳，也包括可溶有机质中的碳。其具体测试方法为，用稀盐酸去除样品中的无机碳，然后在高温氧化气流中燃烧，使总有机碳完全转化成二氧化碳，再以红外检测器检测总有机碳含量。需要说明的是，在测试总有机碳toc时采用的仪器可以为碳硫测定仪。

烃源岩可溶烃s1，相当于岩石中已由有机质生成但尚未排出的残留烃。其通过以下步骤测试得到：

样品在氦气流中加热，热解排出的游离气态烃，自由液态烃和热解烃由氢火焰离子化检测器检测，热解排出的二氧化碳和热解后的残余有机质加热氧化生成的二氧化碳由热导检测器检测，再通过设置不同的分析条件，即可得s1等各项热解分析参数。

氯仿沥青“a”是指用氯仿从沉积岩(物)中溶解(抽提)出来的有机质。它反映的是沉积岩中可溶有机质的含量，通常用占岩石质量的百分比来表示。其通过以下步骤测试得到：

粉碎至100目的层岩样，用滤纸包好，借助氯仿对岩石中沥青物质的溶解性，用脂肪抽提器进行加热抽提，以质量法求出沥青的含量。

在本发明的一具体实施方式中，提供了一种湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定装置，如图1所示，该装置包括：

取样模块，用于在不同烃源岩岩性的发育区分别进行取样；

确定模块，用于确定总有机碳toc、烃源岩可溶烃s1、氯仿沥青“a”；

图版建立模块，用于建立氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版；

分析模块，用于根据氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版确定d点，d点对应的toc值为高效烃源岩的下限，完成对湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定。

具体地，在分析模块中，确定d点时，按照以下方式进行：

确定氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版中的d1点；

确定烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版中的d2点；

d1点与d2点的平均值为d点的值。

具体地，在取样模块中，取样时纵向上每20m取一个小样，每50m-100m取一个大样；在平面上均匀取样。其中，小样的样品质量为10g-20g；大样的样品质量为200g-250g。

更具体地，取样是在岩性为泥岩、云质泥岩、含灰泥岩和油页岩中分别取样。

上述实施方式阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

图2为本发明的另一具体实施方式中的一种湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定方法，该确定方法可以包括以下步骤：

s1：在不同烃源岩岩性的发育区分别进行取样；

s2：确定总有机碳toc、烃源岩可溶烃s1、氯仿沥青“a”；

s3：建立氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版；

s4：根据氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版确定d点，d点对应的toc值为高效烃源岩的下限，完成对湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定。

具体地，在步骤s1中，在不同烃源岩岩性的发育区分别进行取样时，是对湖相碳酸盐岩地区的关键井进行烃源岩取样，取样位置设定在研究目的层段，靠近储层有油气显示特征的地方。

进一步地，取样时在纵向上：小样每20m取一个样，大样每50m-100m取一个样；平面上(多个方向的横向)均匀取样即可。这里需要说明的是，小样的样品质量可以为10g-20g；大样的样品质量可以为200g-250g。

更进一步地，取样岩性为泥岩、云质泥岩、含灰泥岩、油页岩等烃源岩样品，根据录井和测井对岩性的解释结果，尽量保证在不同的烃源岩岩石类型都取到样。

在取样时，样品可以使用布袋盛装，取样时要保证样品新鲜。

具体地，在步骤s2中，确定总有机碳toc、烃源岩可溶烃s1、氯仿沥青“a”的数值。这里需要说明的是，根据本领域的常规方式即可以获得总有机碳toc、烃源岩可溶烃s1、氯仿沥青“a”的数值。

其中，有机碳toc为有机质丰度指标，反映的是有机质的多少，为烃源岩参数；氯仿沥青“a”和烃源岩可溶烃s1表征的是致密储层中所含烃的多少。

由于碳酸盐岩致密油藏具有烃源岩和储层紧密接触，不易区分的特征，利用上述三种参数反映储层含油性与toc的关系，对寻找致密油藏具有特殊意义。而且，测试的样品点反映了湖相碳酸盐岩的烃源岩发育的古气候、沉积环境、岩石学特征、干酪根类型、热演化程度、生物标志物特征、结构非均质性等，是地质因素的综合反映。

具体地，在步骤s3中，建立氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版。

进一步地，在建立图版时，可以以总有机碳toc为横坐标，氯仿沥青“a”为纵坐标，建立氯仿沥青“a”与总有机碳toc的散点图；

可以以总有机碳toc为横坐标，烃源岩可溶烃s1为纵坐标，建立烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的散点图。

具体地，在步骤s4中，根据氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版确定d点，d点对应的toc值为高效烃源岩的下限。

对于烃源岩中可转化成烃的有机质来说，如果在演化过程中没有与外界发生任何形式的物质交换，其物质总量必然是一定的。由此，烃源岩的烃类由三部分组成：一、尚未转化成烃的干酪根或残余有机质；二、已生成并残留于烃源岩中的烃类；三、可能已排出烃源岩的烃类。

在同一环境下、同一成熟度下，不同样品生成的烃类(氯仿沥青“a”或s1)与toc理论上是一条直线，斜率不同代表成熟度或有机质类型不同。实际上并非如此。当生成的烃类(氯仿沥青“a”或s1)满足本身饱和吸附之前，其与toc呈正相关关系，随着toc含量增加，氯仿沥青“a”(或s1)不断增加，但当toc增大到一定数值后，大量的数据点偏离了相关趋势，这种变化特征是由于有机质中的烃类已达到饱和，部分烃类已经排出(湖相碳酸盐岩的特征是烃源岩与储层紧密接触，烃源岩生烃后，在短期饱和后迅速排进临近的致密碳酸盐孔隙中)。根据样品点的分布特征，可以绘制出包络线。包络线反映的是非均质性容差，由取样或层内非均质性引起，有机质类型越集中，均质性越强，包络线越窄。在烃类未饱和与饱和状态分界处，包络线会出现一个明显的拐点(d点)，这一拐点对应的toc值正是高效烃源岩的toc下限，即为高效烃源岩的实质所在。如图3所示。高于此下限值，烃源岩大量排烃进入周围致密储层中，在平面上，高于此值，为致密油勘探最有利地区。

具体地，氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版的d点是不同的，确定d点时，可以按照以下步骤进行：

确定氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版中的d1点；

确定烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版中的d2点；

d1点与d2点的平均值为d点的值。

需要说明的是，拐点并非固定值，而会随着不同样品点的分布情况而出现在不同的位置。说明具有不同地质特征的烃源岩样品，toc下限并不相同，从而高效烃源岩的划分标准也不同。

实施例1

本实施例提供了一种湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定方法，该确定方法以w凹陷l地区为例进行高效烃源岩划分。

l地区始新世早期进入断坳阶段，构造运动相对稳定，湖盆持续下降，气候温暖潮湿，古地形相对高差较小，有多条河流注入湖泊，带来大量营养物质，湖生生物大量繁殖，发育了咸水—半咸水的沙四上亚段烃源岩。烃源岩岩性包括含云含砂泥岩、灰质页岩、含方沸石泥质云岩、云质页岩等。该地区具有烃源岩与湖相细粒碳酸盐岩间互分布的特点。该地区拥有致密油探井20余口，设计取样上千块次，具备利用该方法进行高效烃源岩划分的良好条件。本实施例的确定方法可以包括以下步骤：

步骤一：在不同烃源岩岩性的发育区分别进行取样；

取样位置设定在研究目的层段-沙四上亚段，在靠近储层有油气显示特征的地方，纵向上小样每20m取一个样，大样每50-100m取一个样，平面上均匀取样，不低于50个样品点，取样256个，取样的岩性为l地区有代表性的烃源岩岩石类型，根据录井和测井对岩性的解释结果，在不同的烃源岩岩性发育区进行取样，包括含云含砂泥岩、灰质页岩、含方沸石泥质云岩、云质页岩等。

步骤二：确定总有机碳toc、烃源岩可溶烃s1、氯仿沥青“a”；

步骤三：建立氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版(如图4所示)、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版(如图5所示)；

步骤四：根据氯仿沥青“a”与总有机碳toc的图版、烃源岩可溶烃s1与总有机碳toc的图版确定d点，如图4和图5所示，d点对应的toc值为高效烃源岩的下限，完成对湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定。

在l地区，氯仿沥青“a”与toc包络线的形态特征明显，拐点出现在toc＝4％左右，对应的氯仿沥青“a”为1.7％，即toc＞4％为高效烃源岩。s1与toc的包络线特征也很明显，拐点出现在toc＝3％左右，对应的s1为8.5mg/g岩石，即toc＞3％为高效烃源岩。综合来说，l地区高效烃源岩的toc下限值为3.5％。

经过l57等井证实，toc＞3.5％，油气显示良好，为自生自储高效烃源岩下限。

以上实施例说明，本发明的湖相碳酸盐岩高效烃源岩下限的确定方法可以快速评价出储层是否为高效烃源岩，预测致密油“甜点区”的分布范围，为湖相碳酸盐岩致密油下步勘探和开发提供指导作用。