一种地下生物降解稠油物性的预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于原油检测领域，涉及一种地下生物降解稠油物性的预测方法，具体地 说涉及一种利用分子生物标志物成熟度参数预测地下生物降解型稠油物性的预测方法。
【背景技术】
[0002] 在稠油勘探中，原油物性是一个很重要的参数。一方面，原油物性会影响勘探的经 济成本及勘探风险，从而影响勘探战略；另一方面，地面上实际测量的原油物性很多时候不 能代表地下的真实情况，而人们往往从地面测量的原油物性来推测原油的运移方向、运移 路径和成藏规律等。譬如，准噶尔盆地风城油田作为中国代表性稠油油藏，2010年在该区基 本落实了中国最大的整装超稠油油藏一3. 6亿吨资源量的风城超稠油油藏。该油田地下发 育多层次不同降解级别的原油，形成不同深度稠油油藏的多种物性分布特征，这对其勘探 开发都形成很大影响。但是目前，准确地预测这些地下的生物降解型稠油原油物性还没有 好的方法。
[0003] 由于分子生标具有继承性，因此可利用一些分子生物标志物参数的变化来预测原 油物性。但对于发生了生物降解作用的原油而言，生物降解作用会引起一些分子生物标志 物的蚀变，因此需要研宄、筛选出可以应用的参数。本发明即是利用一些分子生物标志物参 数的变化来预测生物降解原油物性。因此，寻找能准确预测原油物性的分子生物标志物参 数，用来预测生物降解原油在地下聚集状态的原始物性，对原油的充注过程、成藏规律研宄 以及勘探开发都有帮助。
[0004] 原油的生物降解指原油在活体生物如细菌等作用下的蚀变现象（Milneret al.，1977 ;Connan, 1984,Palmer, 1993 ;Blanc&Connan, 1994)。原油的生物降解作用是自 然界沉积盆地中十分普遍的一个现象。世界上大部分原油都遭受过细菌的破坏及改造 (Hunt, 1986 ；Roadifer, 1987；Petersetal. , 2005)〇
[0005] 许多研宄表明，原油的生物降解作用是一个准阶梯式的过程，除正构烷烃和异戊 间二烯烷烃外，规则留烷和烷基芳香族化合物最容易遭受生物降解，然后依次是藿烷、芳 香族留类、重排留烧和三环猫烧（Volkmanetal.，1983 ;Connan, 1984 ;Peters&Moldowan， 1993;Wengeretal.，2002)。多环芳径化合物抗生物降解能力的顺序是：三芳留烧系列〉 屈系列〉菲系列〉萘系列（Huangetal.，2004)。近些年的研宄揭示的生物降解过程似乎 更加复杂：原油生物降解过程中，不同系列化合物的蚀耗可能是同时发生的，而非简单的序 列式或递进式（Larteretal.，2003, 2006 ;Bennett&Larter，2008;Bennettetal.，2013 ; L6pezetal.，2014)，或认为细菌可能优先蚀耗的是原油中的优势组分（包建平等，2007; 张渠等，2007)
[0006] 在利用分子生物标志物预测生物降解型原油物性时，首先要选择能够抗生物降解 作用的生标参数。通常而言，早期充注的原油具有低成熟度和高降解特征，而晚期充注的原 油表现出高成熟和低降解特征（Larteretal.，2003, 2006)。在勘探程度不高的盆地中，如 果可以获得一组适当的原油用于校正，那么就有可能从生物降解的原油样本来推测地下原 油的质量（McCaffreyetal.，1999;Petersetal.，2005)。利用分子生物标志物参数预测 原油物性方法有助于解决这一问题，对地下稠油勘探非常有帮助。
[0007] 生物降解原油一般具有高度可变的物理、化学性质，如在一个单一的渗透性储层 内，原油粘度的变化可达到几个数量级（Koopmans，2002)。在石油工业中，原油物理性质的 信息一般是来源于对岩芯和岩肩的取样、测试，然而，在一些情况下，泥浆对原油的污染可 改变原油物理性质；同时在常规处理过程中，原油物理性质可能会发生一些变化。并且地 下的原油采到地面进行测试时，由于从地下到地面温度、压力的变化会导致原油物性的变 化，因此地面所检测到的原油物性并不代表地下原油物性的原貌，而是发生变化了的原油 物性，而我们针对稠油勘探和开发时，是根据地下原油物性来进行的。因此较准确地预测其 物理性质是一个科学问题，也是一个实践问题，它可以指导对生物降解稠油的勘探、开发。
[0008] 针对上述问题，提出了基于分子生物标志物的地下生物降解原油物性预测方法， 对预测地下稠油资源有重要的意义。
【发明内容】
[0009] 为解决上述技术问题，本发明特别涉及了一种地下生物降解稠油物性的预测方 法，步骤为：1)挑选原油样品，提取分子生物标志物进行定量测试分析和对比，然后对原油 生物降解程度进行判别；2)筛选抗生物降解作用强的敏感性分子生标成熟度参数；3)建立 生标参数与原油物性的定量关系模型。
[0010] 进一步的，所述步骤1)中原油样品包括多个未降解油样及多个具有不同生物降 解级别的生物降解油样；所述未降解油样的粘度小于lOOmPa.S，深度大于2000m;所述生物 降解油样的粘度分布为100-71000mPa.s，深度小于2000m。
[0011] 进一步的，所述步骤1)中对原油生物降解程度的判别方法采用PM判别方法，其分 类依据是微生物降解原油过程中密度、粘度、酸数、比重、饱和烃含量变化及原油中各种烃 类的蚀变程度综合作出判断。
[0012] 进一步的，所述步骤2)中筛选方法为，首先筛选得到抗生物降解作用强的成熟度 参数；然后分析源岩有机母质对成熟度参数的影响程度；再次设计模型实验对成熟度的敏 感性进行检验，得到成熟度敏感性生标参数；然后对成熟度敏感性生标参数之间的相关性 进行检验，检定参数对成熟度的专属性。
[0013] 进一步的，所述抗生物降解作用强的的成熟度参数为三芳留烷成熟度参数系列， 包括c2(/ (c20+c28)、c26sac26s+c28s)、c28ac26+c27+c28)、c27rac27r+c28r)和（c20+c21)AC20+C21 +C26+C27+C28) 〇
[0014] 进一步的，所述步骤2)中模型实验的方法为，将同一块样品分成多份，升温至不 同温度点，对不同温度点下的产物进行检测，检测常用成熟度参数镜质体反射率R。，同时对 不同温度点下的产物进行分离，分离出饱和烃和芳烃，再对饱和烃和芳烃分别进行色谱和 色谱-质谱分析，检测获得分子各生物标志物浓度，对各生物标志物浓度之间进行数学计 算，获得不同比值参数；再通过计算获得系列三芳留烷比值参数，对这些比值参数与成熟度 参数R。之间进行相关性分析。
[0015]进一步的，所述成熟度敏感性生标参数为三芳甾烷参数c26sac26s+c28s)、c28/ (C26+C27+C28) 〇
[0016] 进一步的，所述步骤3)中生标参数与原油物性的定量关系模型，包括C26S/ (c26s+c28s)参数预测生物降解原油物性模型及C28AC26+C27+C28)参数预测生物降解原油物 性模型。
[0017] 进一步的，所述c26sac26s+c28s)参数预测生物降解原油物性模型为：
[0018]Vic= 7. 457Xl〇-16e82362xl (1);
[0019]API= 1724. 5Xl2-1941. 5Xl+557. 31 (2)；
[0020] 所述Xl代表C26SAC26S+C28S)值，Vic代表原油粘度，mPa/s;API代表原油API度。 进一步的，所述c2/(c26+c27+c28)参数预测生物降解原油物性模型为：
[0021] Vic= 7. 457Xl〇-16e82 362x2 (3)；
[0022] API= 1724. 5x22-1941. 5x2+557. 31 (4)；
[0023] 所述x2代表C2i/(C26+C27+C28)值，Vic代表原油粘度，mPa/s;API代表原油API度。
[0024] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：1)现有技术对原油物理性质的提 取是来源于对地下样品的取样、测试，然而，在一些情况下，泥浆对原油的污染可改变原油 物理性质；同时在常规处理过程中，可能人为或其他因素使原油物理性质发生一些变化。本 发明不存在外界因素的干扰，并且利用色谱-质谱技术检测分子生物标志物已经是一门成 熟的高新技术，只要预测模型得当，即可直接获得原油物理性质。