一种油裂解型天然气地球化学图版的生成方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于天然气地质勘探中的天然气成因的研究技术，特别是关于一种油裂 解型天然气地球化学图版的生成方法，属于天然气勘探技术领域。
【背景技术】
[0002] 天然气是重要的能源类型之一，具有优质、高效、清洁的特点，世界各国均十分重 视天然气的勘探与开发利用。近年来，我国在四川、塔里木等中西部盆地深层海相层系发现 了一批大中型气田，这些天然气除部分由干酪根生成外，大部分与二次裂解相关，即干酪根 生成的烃类大分子（液态烃或油）的裂解。天然气是来自烃源岩中未排出原油的二次裂解， 还是来自于已经在储层中成藏的原油的原地裂解，影响到勘探部署。目前，干酪根裂解气与 原油裂解气的鉴别技术已十分成熟，但不同类型原油裂解气的鉴别技术还需完善，仅靠碳 同位素与组分的鉴别方法认识油裂解天然气成因类型可靠性不够。
[0003] 对油裂解天然气进行模拟实验基础上多参数地球化学的天然气成因类型识别，对 于预测不同成因天然气的分布规律及制定勘探部署具有重要意义，国内外目前尚无可靠的 油裂解天然气成因类型识别技术。传统的天然气类型划分主要采用天然气主份（C1-C3)碳 同位素与相对含量进行分析，虽然具有分析数据容易获得的优点，但是实际应用效果不理 想，不能有效区分烃源岩中分散液态烃裂解气与古油藏原油裂解气，因此对于油裂解天然 气的成因和分布规律揭示力不够。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种油裂解型天然气地球化学图 版的生成方法，通过该图版可以深层次认识油裂解型天然气成因机理，并通过油裂解气成 因判识图版可以较快速的识别油裂解气成因类型。
[0005] 为了达到上述目的，本发明提供了一种油裂解型天然气地球化学图版的生成方 法，该生成方法包括以下步骤：
[0006] 步骤一：选取与研究区天然气有成因关系的原油样品，选取与研究区储层矿物组 成对应的矿物，并将选取的原油样品与选取的矿物制成不同配比的混合样；
[0007] 步骤二：对所述混合样进行热模拟实验，得到气态模拟产物，对气态模拟产物进行 色谱分析，分析正庚烷、甲基环己烷和甲苯的含量，生成分析数据一；
[0008] 步骤三：选取研究区烃源岩样品进行热模拟实验，得到气态模拟产物，对气态模拟 产物进行色谱分析，分析气态模拟产物的正庚烷、甲基环己烷和甲苯的含量，生成分析数据 -* *
[0009] 步骤四：根据分析数据一和分析数据二，以甲基环己烷、甲苯、正庚烷为端元绘制 分类三角图，生成所述油裂解气成因判识图版。
[0010] 本发明提供的油裂解型天然气地球化学图版的生成方法中，优选地，在所述步骤 一中，按照原油丰度计算，所述混合样包括：原油样品与石英或纯净碳酸钙组成1%的混合 样、原油样品与石英或纯净碳酸钙组成10%的混合样、原油样品与不同粘土矿物组成1% 的混合样和原油样品与不同粘土矿物组成10%的混合样。
[0011] 在本发明提供的上述生成方法中，石英和碳酸钙是典型的储层矿物，10%的配比 与原油充注后的储层条件相类，因而，该模型最适用于反映实际的储层条件，代表了古油藏 中发生的原油裂解过程；
[0012] 原油与石英或碳酸钙组成1%配比样，介质与实际储层中矿物类似，而较低的原油 丰度又与储层条件有所差别，该条件更能代表原油在运载层中发生的裂解过程；
[0013] 原油与任意粘土矿物组成丰度为10%的配样，该模型与非常规页岩储层或粘土含 量较高的劣质储层相似，可代表上述环境中发生的原油裂解过程；
[0014] 原油与低活性粘土矿物1 %配比，为模拟原油在泥质烃源岩或含一定粘土的碳酸 盐岩烃源岩中的裂解提供了最真实的矿物组合；
[0015] 烃源岩样品经热模拟后对模拟残渣进行抽提，对该抽提物进行热模拟来代表烃源 岩内部发生的分散液态烃（包括沥青）的裂解过程。
[0016] 本发明提供的油裂解型天然气地球化学图版的生成方法中，优选地，所述油裂解 型天然气地球化学图版划分为三个区域：催化活性最弱的储层区、催化活性较差的运载层 /烃源岩区、强催化性烃源岩区。
[0017] 本发明提供的油裂解型天然气地球化学图版的生成方法中，优选地，所述催化活 性最弱的储层区的甲苯相对含量为〇. 2-0. 4,甲基环己烷相对含量为0. 2-0. 6,正庚烷相对 含量为0.2-0. 4。
[0018] 本发明提供的油裂解型天然气地球化学图版的生成方法中，优选地，催化活性较 差的运载层/烃源岩区的甲苯相对含量为0. 3-0. 55,甲基环己烷相对含量为0. 05-0. 2,正 庚烷相对含量为0. 3-0. 5。
[0019] 本发明提供的油裂解型天然气地球化学图版的生成方法中，优选地，强催化性烃 源岩区的甲苯相对含量为0. 45-0. 9,甲基环己烷相对含量为0-0. 3,正庚烷相对含量为 0.1 -O. 25〇
[0020] 本发明提供的油裂解型天然气地球化学图版的生成方法中，优选地，古油藏裂解 气和致密页岩原油裂解气位于所述催化活性最弱的储层区内；运载层分散液态烃裂解气和 烃源岩热模拟后液态残余物裂解气位于所述催化活性较差的运载层/烃源岩区；烃源岩内 部的分散液态烃裂解气位于所述强催化性烃源岩区。
[0021] 在应用中，对天然气样品进行色谱分析，确定其中正庚烷、甲基环己烷和甲苯的含 量，并将结果投点到图版中，根据投点在分类三角图中的具体位置，确定该天然气样品的成 因类型。
[0022] 本发明提供的油裂解型天然气地球化学图版的生成方法中，优选地，在步骤一中 选取原油样品时，若该区无合适原油样品，选取地质背景相似的研究区样品作为原油样品； 或者选取与研究区或地质背景相似区域烃源岩样品作为原油样品。
[0023] 本发明提供的油裂解型天然气地球化学图版的生成方法中，在步骤一中选取原油 与矿物样品时，也可选取不同地区原油样品与矿物（石英、碳酸钙、蒙脱石、伊利石与高岭 石等）组成配比样，以对不同性质原油在烃源岩内与储层中裂解的作用进行对比分析。
[0024] 在本发明的步骤一中，要确保原油与固体物质（石英、碳酸钙和粘土矿物）混合均 匀。
[0025] 在本发明中，步骤三中选取研究区烃源岩样品进行热模拟实验时，是取研究区烃 源岩样品进行生排烃热模拟，之后对模拟残渣进行抽提，对该抽提物进行热裂解生气模拟 实验。
[0026] 在本发明中，热模拟的具体步骤包括：
[0027] 样品用蒸馏水洗净，自然晾干后粉碎至颗粒状并混合均匀；
[0028] 将混合后的样品移入32mL的细颈瓶中，再迅速置于密封于Hastalloy反应器中， 器皿体积为75mL ;
[0029] 加热前，反应器中冲入高纯氩气以排出容器内的空气，10分钟后再密封而后进入 加热程序，升温速率为50°C /h，实验设定温度为380°C，恒温72h，完成热模拟实验；
[0030] 热模拟实验结束后，待反应器冷却至室温，收集烃类气体，并对烃类气体进行轻烃 分析。
[0031] 在本发明中，在选取原油样品时，若该区无合适原油样品，可选取地质背景相似的 研究区样品代替；或者选取与研究区或地质背景相似区域烃源岩样品，进行热模拟，将热模 拟后排出的液态烃作为原油样品。具体步骤同热模拟实验的步骤，不同的是，在热模拟实验 结束后，反应器冷却至室温，采用二氯甲烷对固体残渣进行索氏抽提即得到部分热解产物 (模拟样品的残余抽提物），用二氯甲烷清洗反应器内壁和岩石样品表面附着的油状物，二 氯甲烷挥发后所得即为排出的液态烃。
[0032] 本发明还提供了利用上述的油裂解型天然气地球化学图版的生成方法得到的油 裂解型天然气地球化学图