一种烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法
【技术领域】
[0001]本发明属于页岩油气勘探开发、油气资源评价技术领域，具体涉及一种烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法。
【背景技术】
[0002]从世界和我国的油气资源评价结果来看，随着油气勘探和发现的增多，油气资源量评价结果变化很大，如我国常规石油资源量，1977年为231亿吨，2007年为1085亿吨。随着油气勘探开发由常规油气藏向非常规油气发展，页岩油气和致密油气逐渐成为油气勘探开发的重要领域，但页岩油气和致密油气资源量估算很难。其原因是基于烃源岩有机质的生烃、排烃和滞留烃量的确定方法存在很大缺陷，一直以来没有能够准确定量确定烃源岩生烃、排烃和滞留烃的模型和方法，油气资源量评价参数的选取很大程度上依赖于油气发现，导致油气资源量的评价结果随油气勘探发现而不断变化。油气生产中需要能够准确定量确定烃源岩生烃、排烃和滞留烃的模型和方法，满足油气资源评价和油气勘探需求。
[0003]现有技术中确定烃源岩生烃、排烃和滞留量的热模拟实验技术有四种方案。一是开放体系模拟实验，样品(量较少，一般为几克)碎样后，按仪器所需样品量放置加热样品，快速升温至所需温度，样品在升温过程中边生边排，收集所产生烃进行分析，达到所需温度后即结束实验；二是半开放体系高温高压生排烃模拟实验，碎样(一般为200克)放入样品釜，抽真空，加上覆地层压力，设定排烃压力阀值，快速升温至设定温度，恒温几天，收集排出天然气、原油和水并定量分析，测定滞留于实验样品中烃类。三是封闭体系生烃模拟一黄金管模拟实验，碎样(一般为0.02-0.1克)放入样品Il，抽真空，高压水栗在黄金管外恒定地层流体压力，快速升温至所需温度，达到所需温度后即结束实验，收集生成天然气、轻质原油定量分析，测定滞留于实验样品中烃类。四是封闭体系生烃模拟一高压釜模拟实验，碎样(一般为200克)放入样品釜，不加水或加少量水，抽真空，快速升温至所需温度，达到所需温度后即结束实验，收集生成天然气、原油定量分析，测定滞留于实验样品中烃类。
[0004]现有技术方案中确定烃源岩生烃、排烃和滞留量评价技术，是利用未成熟或低熟烃源岩热解获得31+&作为该烃源岩的总生烃量，利用成熟烃源岩热解获得S1作为该成熟度条件下烃源岩的残留烃量，或通过有机溶剂抽提获得烃源岩中的残留烃量，总生烃量与残留烃量差值即为排出烃量。
[0005]现有技术中对烃源岩有机质生烃、排烃和滞留量的实验方法四种方案的缺陷分别为:一是开放体系模拟实验，不能加压，不能模拟实际地层条件，样品量少，误差大，升温速度快，不能真实反映烃源岩热成熟过程。二是半开放体系高温高压生排烃模拟实验，压力不稳定、频繁变化，只用于单温度点或者恒温热解模拟，不适用于连续热解或生烃动力学研究，样品量少，误差大，升温速度快，不能真实反映烃源岩热成熟过程。三是封闭体系生烃模拟一黄金管模拟实验，无法进行排烃过程模拟，生成的油气存在二次裂解，样品量少，误差大，升温速度快，不能真实反映烃源岩热成熟过程。四是封闭体系生烃模拟一高压釜模拟实验，不能进行排烃模拟，炉壁厚，温度难准确计量，压力控制难度大，不进行恒压实验，油气二次生烃与裂解机率大，升温速度快，不能真实反映烃源岩热成熟过程。现有技术中的四种方案，由于热模拟升温至所需温度后，继续保持所需温度时间短，无法获得稳态条件下热模拟后烃源岩镜质体反射率R0，到目前为止，还没有一种实验方法可以准确地得到模拟地层条件下烃源岩的生烃、排烃和滞留过程，其排烃量也很难准确得到，因此，无法准确建立烃源岩生、排、滞留烃量定量评价模型。
[0006]现有技术中确定烃源岩生烃、排烃和滞留量评价技术的缺陷为，岩石热解参数法采用少量样品(一般为10mg)快速升温，得到的数据不能代表地层真实条件，误差较大;成熟烃源岩在热解分析过程中，部分轻质烃损失及部分高碳数烃仍然滞留于烃源岩中，获得的3:中包括部分干酪根裂解液态烃部分，因此，得到的5:比真实的地层条件下的液态烃量存在较大误差，同时，低成熟或未成熟烃源岩与成熟烃源岩来源不同，存在数据不对应;采用有机溶剂抽提法获得烃源岩中的残留烃量，由于分析前岩心内的烃类有较大散失，存在较大误差，因此，现有技术方案中获到烃源岩生烃量、排烃量和滞留量均存在较大误差，不能真实反映地层条件的烃源岩生烃、排烃和滞留烃情况。到目前为止，还没有一种技术可以准确地获得烃源岩的生烃量、排烃量和滞留量，只能获得实验样品点的数据，尚没有定量评价方法，因此，无法实现预测和推广。
【发明内容】
[0007]为了克服上述缺陷，本发明的目的是提供一种烃源岩生、排、滞留烃量定量评价方法及装置，以解决现有技术无法准确定量评价烃源岩生烃量、排烃量和滞留量的缺陷。
[0008]为了达到上述目的，本发明提供一种烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法，该方法包括以下步骤:
[0009]获取研究区目的层烃源岩样品的T0C;
[0010]对研究区目的层烃源岩样品进行热模拟实验，所述热模拟实验为设置了不同预设温度的一组半开放体系生排烃模拟实验;所述预设温度为生排烃模拟实验的升温终点；
[0011]根据各半开放体系生排烃模拟实验的结果，获取不同预设温度下的第一参数;所述第一参数包括排出油量、排出气量、滞留油量、滞留气量、生成油量、生成气量以及生排烃模拟实验结束后烃源岩样品的镜质体反射率(Ro);
[0012]根据经源岩样品的TOC和第一参数，建立第一模型和第二模型;所述第一模型包括烃源岩生成油量、排出油量和滞留油量的定量评价模型；所述第二模型包括烃源岩生成气量、排出气量和滞留气量的定量评价模型；
[0013]结合第一模型和第二模型，实现烃源岩生成烃量、排出烃量和滞留烃量的定量评价。
[0014]本发明提供的方案，通过设计一组半开放体系生排烃模拟实验，获得了生排烃实验关键温度点的烃源岩生成、排出和滞留油气量数据，进而根据热解模拟温度和镜质体反射率关系，建立起烃源岩生成、排出和滞留油气量与T0C、Ro的定量关系模型，从而实现烃源岩生成、排出和滞留油气量的定量评价和预测。
[0015]在上述烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法中，各半开放体系生排烃模拟实验结束后收集到的油量和气量，分别对应原始烃源岩样品(模拟实验前的样品)在相应预设温度点的排出油量和排出气量。
[0016]在上述烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法中，各半开放体系生排烃模拟实验结束后反应釜中残余烃源岩样品中的油量和气量，分别对应原始烃源岩样品在相应预设温度点的滞留油量和滞留气量。优选地，滞留油量可通过有机溶剂萃取法获得，滞留气量的测定可执行《页岩含气量测定方法》SY/T 6940-2103标准。
[0017]在上述烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法中，半开放体系生排烃模拟实验获得的排出油量与滞留油量之和为相应预设温度点的生成油量;排出气量与滞留气量之和为相应预设温度点的生成气量。
[0018]在上述烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法中，建立所述第一模型的参数包括:烃源岩样品TOC、排出油量、滞留油量、生成油量和Ro。
[0019]在上述烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法中，建立所述第二模型的参数包括:经源岩样品T0C、排出气量、滞留气量、生成气量和Ro。
[0020]在上述烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法中，建立第一模型和第二模型的步骤可概括为:
[0021](I)利用一系列离散数值(预设温度和对应的生排烃模拟实验后的样品的R0)建立起热解模拟温度与镜质体反射率Ro的关系曲线；
[0022](2)将所获得的排出油量、滞留油量、生成油量、排出气量、滞留气量和生成气量，换算为以烃源岩样品TOC的量计(如:以烃源岩样品TOC的质量百分比含量计)；
[0023](3)将获得的各离散数值组(如:排出油量组、滞留油量组、生成油量组、排出气量组、滞留气量组和生成气量组)，分别与镜质体反射率Ro建立起关系曲线，这样就建立起了第一模型和第二模型。
[0024]在上述烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法中，结合第一模型和第二模型是指:排出油气量为排出油量与排出气量的和;滞留油气量为滞留油量和滞留气量的和;生成油气量为生成油量和生成气量的和。因此通过本发明提供的方法，可预测烃源岩样品任意热解温度下的生成、排出和滞留油气量，实现定量评价。
[0025]在上述烃源岩生、排、滞留烃量的定量评价方法中，优选地，各半开放体系生排烃模拟实验中设置的预设压力相同；优选为研究区目的层烃源岩的地层压力。