一种定量评价埋深对烃源岩热演化影响效应的确定方法

本发明属于油气勘探，具体涉及一种定量评价埋深对烃源岩热演化影响效应的确定方法。

背景技术：

0、技术背景

1、烃类生成是油气运移、聚集及成藏的物质基础，更是油气系统存在的前提条件，因此油气勘探工作必须从与成烃物质基础及产物性质(油、气或油气并举)相关的烃源岩热演化角度着手。

2、烃源岩所含分散有机质向有机烃类转变过程中的化学反应速率与温度呈指数关系，而与时间只是线性关系，因此有机质热演化主要受温度的控制。

3、而埋深作为最直接控制地层温度的因素之一，是研究烃源岩热演化过程重要的基础地质参数。尤其是含油气盆地中热历史、现今地温场和地层结构等地层温度控制因素差异性不大的不同区块，随着埋深增大(减小)，地层温度将相应增高(降低)，烃源岩成熟度也将随之增高(降低)[6-8]。在沉积盆地中，构造抬升剥蚀、地层沉降速率、断层活动以及沉积充填速率等众多因素都将对地层埋深造成影响，导致烃源岩埋深差异性分布普遍存在，并直接造成烃源岩差异热演化，进而控制油气运聚、分布与富集规律。

4、因此，如何明确埋深对烃源岩热演化效应的影响程度，为沉积盆地油气资源评价及划定有利勘探区带提供关键参数，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一种定量评价埋深对烃源岩热演化影响效应的确定方法，包括以下步骤：

2、第一步：利用一维稳态热传导方程计算埋深为z时烃源岩顶面温度t1；

3、t1＝t0+q1z1/k1-a1z12/(2k1)+q2z2/k2-a2z22/(2k2)+q3z3/k3-a3z32/(2k3)+q4z4/k4-a4z42/(2k4)+q5z5/k5-a5z52/(2k5)+q6z6/k6-a6z62/(2k6) (1-1)

4、q2＝q1-a1z1   (1-2)

5、q3＝q2-a2z2   (1-3)

6、q4＝q3-a3z3   (1-4)

7、q5＝q4-a4z4   (1-5)

8、q6＝q5-a5z5   (1-6)

9、z＝z1+z2+z3+z4+z5+z6   (1-7)

10、式中，t0为地表温度，℃；t1为烃源岩顶面(深度z)温度，℃；z为烃源岩埋深，m；q1为地表热流，mw/m2；q2为b组地层顶面的热流，mw/m2；q3为c组地层顶面的热流，mw/m2；q4为d组地层顶面的热流，mw/m2；q5为e组地层顶面的热流，mw/m2；q6为f组地层顶面的热流，mw/m2；k1为a组地层热导率，w/(m·k)；a1为a组地层生热率，μw/m3；z1为a组地层厚度，m；k2为b组地层热导率，w/(m·k)；a2为b组地层生热率，μw/m3；z2为b组地层厚度，m；k3为c组地层热导率，w/(m·k)；a3为c组地层生热率，μw/m3；z3为c组地层厚度，m；k4为d组地层热导率，w/(m·k)；a4为d组地层生热率，μw/m3；z4为d组地层厚度，m；k5为e组地层热导率，w/(m·k)；a5为e组地层生热率，μw/m3；z5为e组地层厚度，m；k6为f组地层热导率，w/(m·k)；a6为f组地层生热率，μw/m3；z6为f组地层厚度，m。

11、第二步：首先利用典型井的温度与深度数据，建立两者的线性关系式，如式2-1所示；利用典型井的成熟度ro”与深度数据，建立两者的对数关系式，如式2-2所示；再利用以上两种关系式，求取成熟度ro”与温度的指数关系式，如式2-3所示；根据成熟度与温度的对应关系，计算出烃源岩顶面温度为t1时的烃源岩成熟度ro，如式2-4所示；

12、z0＝41.876t-529.38   (2-1)

13、z0＝3217.8ln(ro”)+4973.4   (2-2)

14、ro”＝0.1809e0.0130t   (2-3)

15、ro＝0.1809e0.0130t1   (2-4)

16、式中，z0为地层深度，m；t为地层温度，℃；ro为地层温度为t1时的烃源岩成熟度，％。

17、第三步：利用一维稳态热传导方程计算埋深增大或减小为z’时烃源岩顶面温度t1’和成熟度为ro’；

18、t1’＝t0+q1z1’/k1-a1z1’2/(2k1)+q2’z2’/k2-a2z2’2/(2k2)+q3’z3’/k3-a3z3’2/(2k3)+q4’z4’/k4-a4z4’2/(2k4)+q5’z5’/k5-a5z5’2/(2k5)+q6’z6’/k6-a6z6’2/(2k6) (3-1)

19、q2’＝q1-a1z1’   (3-2)

20、q3’＝q2’-a2z2’   (3-3)

21、q4’＝q3’-a3z3’   (3-4)

22、q5’＝q4’-a4z4’   (3-5)

23、q6’＝q5’-a5z5’   (3-6)

24、z’＝z1’+z2’+z3’+z4’+z5’+z6’   (3-7)

25、ro’＝0.1809e0.0130t1’   (3-8)

26、式中，z’为烃源岩埋深，m；t1’为烃源岩顶面(深度z’)温度，℃；ro’为烃源岩顶面(深度z’)成熟度，％；q2’为b组地层顶面的热流，mw/m2；q3’为c组地层顶面的热流，mw/m2；q4’为d组地层顶面的热流，mw/m2；q5’为e组地层顶面的热流，mw/m2；q6’为f组地层顶面的热流，mw/m2；z1’为a组地层厚度，m；z2’为b组地层厚度，m；z3’为c组地层厚度，m；z4’为d组地层厚度，m；z5’为e组地层厚度，m；z6’为f组地层厚度，m。

27、第四步：计算烃源岩顶面的温度增高或降低量δt和成熟度增高或降低量δro；

28、δt＝t1’-t1＝q1(z1’-z1)/k1-a1(z1’2-z12)/(2k1)+(q2’z2’-q2z2)/k2-a2(z2’2-z22)/(2k2)+(q3’z3’-q3z3)/k3-a3(z3’2-z32)/(2k3)+(q4’z4’-q4z4)/k4-a4(z4’2-z42)/(2k4)+(q5’z5’-q5z5)/k5-a5(z5’2-z52)/(2k5)+(q6’z6’-q6z6)/k6-a6(z6’2-z62)/(2k6) (4-1)

29、δro＝ro-ro’＝0.1809(e0.0130t1’-e0.0130t1)   (4-2)

30、式中，δt为温度增高或降低量，℃；δro为成熟度增高或降低量，％。

31、第五步：根据烃源岩顶面温度和成熟度增高或降低量分别计算温度增高或降低率θt和成熟度增高或降低率θro；

32、θt＝δt/t1＝[q1(z1’-z1)/k1-a1(z1’2-z12)/(2k1)+(q2’z2’-q2z2)/k2-a2(z2’2-z22)/(2k2)+(q3’z3’-q3z3)/k3-a3(z3’2-z32)/(2k3)+(q4’z4’-q4z4)/k4-a4(z4’2-z42)/(2k4)+(q5’z5’-q5z5)/k5-a5(z5’2-z52)/(2k5)+(q6’z6’-q6z6)/k6-a6(z6’2-z62)/(2k6)]/[t0+q1z1/k1-a1z12/(2k1)+q2z2/k2-a2z22/(2k2)+q3z3/k3-a3z32/(2k3)+q4z4/k4-a4z42/(2k4)+q5z5/k5-a5z52/(2k5)+q6z6/k6-a6z62/(2k6)] (5-1)

33、θro＝δro/ro＝(e0.0130t1’-e0.0130t1)/e0.0130t1＝e0.0130(t1’-t1)-1    (5-2)

34、式中，θt为温度增高或降低率；θro为成熟度增高或降低率。

35、本技术具有的技术效果：

36、(1)利用一维稳态热传导方程能够有效结合地层的热物性参数及大地热流值，明确不同埋深下，烃源岩顶面温度及成熟度变化特征。

37、(2)在烃源岩埋深差异分布的沉积盆地，定量表征随埋深变化烃源岩顶面温度及成熟度的变化特征。