稳定克拉通盆地富氦气田中氦源岩贡献份额定量表征方法

本发明属于地质勘探，具体涉及一种稳定克拉通盆地富氦气田中氦源岩贡献份额定量表征方法、系统、设备。

背景技术：

1、迄今为止，从天然气中提取氦气是唯一具有经济价值的手段。中西部稳定克拉通盆地是我国主要的天然气生产基地，天然气中氦同位素3he/4he比值主要在10-8量级，指示典型的壳源成因。因此，壳源型氦气藏是满足国内氦气资源战略需求和保障国家氦气资源安全的重要类型。

2、壳源氦主要是岩石中铀钍元素经α衰变形成的4he，本技术将能够生成氦气的岩石统称为氦源岩。基底花岗岩通常富含铀钍元素，被视为一种重要的氦源岩毋庸置疑，这与已发现的富氦气田（如美国hugoton气田、我国四川盆地威远气田和鄂尔多斯盆地东胜气田）下方均发育大规模年代古老的花岗岩的事实相吻合。相比于基底花岗岩，富有机质泥页岩和铝土岩的地质年龄相对较年轻，但它们的铀钍元素浓度是花岗岩的数倍至数十倍，因此他们衰变形成的氦气也可对氦气藏形成有益的补充。显然，氦气藏中氦气可能有不同来源，但不同氦源岩的贡献份额鲜有报道。

3、为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种稳定克拉通盆地富氦气田氦源岩贡献份额定量表征方法。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术无法确定稳定克拉通盆地富氦气田中氦源岩贡献份额的问题，本发明提出了一种稳定克拉通盆地富氦气田中氦源岩贡献份额定量表征方法，该方法包括：

2、s100，获取待进行贡献份额定量表征的稳定克拉通盆地富氦气田，作为第一天然气田；将所述第一天然气田划分为n个区带，并采集天然气样品，获取不同区带天然气样品中的氦气含量及氦气含量平均值；

3、s200，获取所述第一天然气田n个区带的天然气地质储量，并结合各区带天然气样品中的氦气含量平均值，计算每个区带的氦气地质储量，进而得到所述第一天然气田的总的氦气资源量；

4、s300，在第一层段随机选取点位采集岩心样品并测定所述岩心样品的铀钍元素含量，作为实测值；构建所述实测值与所述第一曲线中对应响应值的相关性曲线，反演出所述第一层段中未测定层段铀钍元素浓度的理论值，进而得到沉积氦源岩层段中岩石的铀钍元素浓度；所述第一层段为根据第一曲线，在所述第一天然气田中选取的铀钍含量响应值高于设定响应值阈值的沉积岩层段；所述第一曲线为所述第一天然气田对应的自然伽马能谱测井曲线；所述沉积氦源岩层段为所述第一层段中，含铀钍元素浓度高于设定浓度阈值的沉积岩层段；

5、s400，按照设定距离间隔依次将所述沉积氦源岩层段划分为多个子层段；根据各子层段中岩石的铀钍元素浓度，计算各子层段通过放射性衰变形成的氦气产率，并结合各子层段的氦气残留产率，得到各子层段的氦气释放产率；

6、s500，基于各子层段的氦气释放产率，计算得到所述沉积氦源岩层段释放到气田的氦气资源量，进而结合所述第一天然气田的总的氦气资源量，得到所述第一天然气田中所述沉积氦源岩层段贡献的氦气份额、基底花岗岩贡献的氦气份额。

7、在一些优选的实施方式中，将所述第一天然气田划分为n个区带，其方法为：

8、获取所述第一天然气田的构造特征；

9、根据所述第一天然气田的构造特征将所述第一天然气田划分为n个区带。

10、在一些优选的实施方式中，计算每个区带的氦气地质储量，其方法为：

11、hen-pgr=qn×hen

12、其中，hen-pgr表示第n个区带的氦气地质储量，qn表示第n个区带的天然气地质储量，hen表示第n个区带i个天然气样品中的氦气含量平均值。

13、在一些优选的实施方式中，任一子层段通过放射性衰变形成的氦气产率，其计算方法为：

14、hep-sr=1.207×10-10c(u)+2.868×10-11c(th)

15、其中，hep-sr表示任一子层段通过放射性衰变形成的氦气产率，c(u)、c(th)分别表示任一子层段中岩石的铀元素、钍元素浓度。

16、在一些优选的实施方式中，任一子层段的氦气释放产率，其获取方法为：

17、通过分布加热和真空破碎，确定任一子层段的氦气残留产率；

18、对任一子层段，将其通过放射性衰变形成的氦气产率与其对应的氦气残留产率做差，得到任一子层段的氦气释放产率。

19、在一些优选的实施方式中，所述沉积氦源岩层段释放到气田的氦气资源量，其计算方法为：

20、

21、其中，herelease表示所述沉积氦源岩层段释放到气田的氦气资源量，表示子层段的数量，表示第个子层段的质量，表示第个子层段的氦气释放产率，为第个子层段释放氦气的有效成藏时间。

22、在一些优选的实施方式中，所述第一天然气田中沉积氦源岩贡献的氦气份额、基底花岗岩贡献的氦气份额，其计算方法为：

23、ksr=herelease/hesum×100%

24、kbasement=（hesum-herelease）/hesum×100%

25、其中，ksr表示所述第一天然气田中所述沉积氦源岩层段贡献的氦气份额，kbasement表示所述第一天然气田中基底花岗岩贡献的氦气份额，hesum表示所述第一天然气田的总的氦气资源量，，n＞1。

26、本发明的第二方面，提出了一种稳定克拉通盆地富氦气田中氦源岩贡献份额定量表征系统，该系统包括：区带划分模块、氦气资源量获取模块、沉积氦源岩铀钍元素浓度计算模块、氦气释放产率获取模块、份额确定模块；

27、所述区带划分模块，配置为获取待进行贡献份额定量表征的稳定克拉通盆地富氦气田，作为第一天然气田；将所述第一天然气田划分为n个区带，并采集天然气样品，获取不同区带天然气样品中的氦气含量及氦气含量平均值；

28、所述氦气资源量获取模块，配置为获取所述第一天然气田n个区带的天然气地质储量，并结合各区带天然气样品中的氦气含量平均值，计算每个区带的氦气地质储量，进而得到所述第一天然气田的总的氦气资源量；

29、所述沉积氦源岩铀钍元素浓度计算模块，配置为在第一层段随机选取点位采集岩心样品并测定所述岩心样品的铀钍元素含量，作为实测值；构建所述实测值与所述第一曲线中对应响应值的相关性曲线，反演出所述第一层段中未测定层段铀钍元素浓度的理论值，进而得到沉积氦源岩层段中岩石的铀钍元素浓度；所述第一层段为根据第一曲线，在所述第一天然气田中选取的铀钍含量响应值高于设定响应值阈值的沉积岩层段；所述第一曲线为所述第一天然气田对应的自然伽马能谱测井曲线；所述沉积氦源岩层段为所述第一层段中，含铀钍元素浓度高于设定浓度阈值的沉积岩层段；

30、所述氦气释放产率获取模块，配置为按照设定距离间隔依次将所述沉积氦源岩层段划分为多个子层段；根据各子层段中岩石的铀钍元素浓度，计算各子层段通过放射性衰变形成的氦气产率，并结合各子层段的氦气残留产率，得到各子层段的氦气释放产率；

31、所述份额确定模块，配置为基于各子层段的氦气释放产率，计算得到所述沉积氦源岩层段释放到气田的氦气资源量，进而结合所述第一天然气田的总的氦气资源量，得到所述第一天然气田中所述沉积氦源岩层段贡献的氦气份额、基底花岗岩贡献的氦气份额。

32、本发明的第三方面，提出了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的稳定克拉通盆地富氦气田中氦源岩贡献份额定量表征方法。

33、本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的稳定克拉通盆地富氦气田中氦源岩贡献份额定量表征方法。

34、本发明的有益效果：

35、本发明实现了稳定克拉通盆地富氦气田中氦源岩贡献份额的确定。

36、氦源岩α衰变形成的氦气通量与铀钍元素浓度含量、岩石体积规模、衰变时间等因素相关，基底花岗岩的体积规模几乎不可能进行评估，故采用成因法无法对基底花岗岩的贡献份额进行评估。因此，本发明先采用成因法对沉积岩系衰变形成的氦气通量进行评估，形成稳定克拉通盆地富氦气田中沉积氦源岩点的贡献份额的表征，然后通过沉积氦源岩点的贡献份额的表征，得到基底花岗岩贡献的氦气份额，进而实现了稳定克拉通盆地富氦气田中氦源岩贡献份额的确定，消除了现有技术无法确定含氦气藏中不同氦源岩的贡献份额的缺陷。