一种天然气成藏过程定量恢复的方法技术

本发明专利技术提供一种天然气成藏过程定量恢复的方法，其包括如下步骤：采集生气母质样品并开展生气动力学模拟实验；基于实验结果外推至地质条件，实现实验尺度向地质年代的转换，建立地质年代与成藏事件的定量对应关系；构建天然气成藏事件综合图，实现海相深层天然气成藏过程的定量恢复。本发明专利技术基于实验结果外推至地质条件，实现实验尺度向地质尺度的转换，建立地质年代与天然气生成特征、储层成岩演化、圈闭发育、构造调整活动等成藏事件的定量对应关系，构建天然气成藏事件综合图，实现海相深层天然气成藏过程的定量恢复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于石油天然气勘探中的地 质-地球化学

技术介绍
随着油气工业的发展，天然气在能源结构中所占的比重越来越大。如何加大勘探 力度、瞄准勘探选区，实现天然气勘探的突破和发展，是当前重要的技术命题。我国海相深 层碳酸盐岩是天然气勘探的主战场，揭示深埋地质条件下天然气的生成、运聚、成藏及分布 规律，是实现海相深层碳酸盐岩天然气勘探突破发现的关键，其核心是天然气成藏过程的 恢复。天然气成藏过程恢复方法的建立，直接关系到我国叠合盆地深层天然气分布规律认 识、勘探潜力评价、勘探目标优选、风险井位部署等一系列勘探决策，具有重要的社会经济 价值。 天然气成藏过程是在地质历史时期各种地质事件的耦合，而天然气成藏过程的定 量恢复，就是在同一地质尺度（地质年代）下定量表征各种成藏事件演化进程及成藏要素 之间的耦合关系。以往针对天然气成藏过程的恢复，主要从正、反两个思路来进行：正演的 方法，以构造演化和沉积埋藏史为主线，定性描述成藏事件的先后序列及匹配关系，在地质 尺度上，缺乏准确的定量化描述；反演的方法，主要根据现今气藏天然气地球化学特征，反 推曾经的地质作用过程，由于地球化学改造的多解性，这种反推的方法显得粗糙且不准确。 随着生烃模拟实验技术的不断发展和完善，在实验尺度上定量描述天然气的 生成过程已经能够实现（可参见 Ungerer P，Pelet R, Extrapolation of oil and gas formation kinetics from laboratory experiments to sedimentary basins. Nature, 1987,327:52-54 ;刘金钟，唐永春，用干酪根生烃动力学方法预测甲烷生成量之一 例.科学通报，1998,43(11) :1987-1191 ;熊永强，耿安松，王云鹏等，干酪根二次生烃 动力学模拟实验研究·中国科学D辑，2001,31 :315-320 ;Tang Y，Perry J K，Jenden P D, et al, Mathematical modeling of stable carbon isotope ratios in natural gases · Geochimica et Cosmochimica Acta, 2000, 64:2673-2687)。那么，如何将实验结 果外推到地质条件下，如何从实验尺度外推到地质尺度定量描述天然气生成特征（组分、 碳同位素等变化）及其与其他成藏要素（储层成岩、圈闭发育、构造活动调整等）的匹配关 系，已经成为天然气成藏过程定量恢复的技术突破点与亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供，所述方法能定 量实现了海相深层天然气成藏过程的恢复。 本专利技术提供，其包括如下步骤： (1)、采集生气母质样品并开展生气动力学模拟实验； (2)、基于实验结果外推至地质条件，实现实验尺度向地质年代的转换，建立地质 年代与成藏事件的定量对应关系； (3)、构建天然气成藏事件综合图，实现海相深层天然气成藏过程的定量恢复。 根据本专利技术的具体实施方案，在所述的方法中，步骤（1)包括： (1-1)、采集烃源岩或原油天然气母质样品； (1-2)、开展生烃模拟实验及产物测试分析，获取天然气产率变化曲线。 开展生烃模拟实验及产物测试分析，获取天然气产率变化曲线可利用现有技 术，例如上文提到的 Ungerer P，Pelet R, Extrapolation of oil and gas formation kinetics from laboratory experiments to sedimentary basins · Nature, 1987， 327:52-54;刘金钟，唐永春，用干酪根生烃动力学方法预测甲烷生成量之一例.科 学通报，1998, 43 (11) : 1987-1191 ;熊永强，耿安松，王云鹏等，干酪根二次生烃动力学模 拟实验研究. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2000,64:2673-2687。 根据本专利技术的具体实施方案，在所述的方法中，步骤（2)包括： (2-1)、整理步骤（1)中动力学模拟实验中的实验数据，建立实验温度一烃产率、 实验时间一烃产率关系曲线； 优选地，步骤（2-1)中所述的实验温度一烃产率主要包括：实验温度一甲烷（Q) 产率、实验温度一乙烷（C2)产率、实验温度一丙烷（C3)产率、实验温度一Ci 5总烃气产率； 所述的实验时间一烃产率主要包括：实验时间一甲烷（Q)产率、实验时间一乙烷 (C2)产率、实验时间一丙烷（C3)产率、实验时间一Q 5总烃气产率；其中C i 5总烃气表示碳 原子数为1至5的烃气； (2-2)、计算得到天然气生成的活化能（E)和指前因子（A); 优选地，计算天然气生成的活化能（E)和指前因子（A)可依据化学动力学反应表 达式⑴、⑵及⑶： X(t) = Σ Xi (t) (1) X；(t) = Xi0 (2) ki为速率常数，根据Arrhenius公式： ki= A ; exp (-Ei/RT) (3) 式中：X为时间t时总的油气生成量；Xi为第i个反应在时间t时的生成量；X i。为 第i个生烃母体可生成的最大潜力；为h为反应速率常数；i为时间；E i为活化能；A i为指 前因子；R为气体常数；T为热力学温度； (2-3)、根据研究区沉积埋藏史，获取地质年代一目的层埋深数据； (2-4)、根据地温梯度数据，计算得到地质年代一地质温度"数据，即地质升温序 列；优选地，所述的地温梯度计算公式为： (2-5)、基于时间一温度补偿原理，计算得到地质年代一烃产率、地质温度一烃产 率数据，即可计算出在任一地质时间有机质的生烃特征，实现实验结果向地质尺度的外 推； 其中，所述实验温度及所述地质温度的单位为°C ;所述实验时间的单位为h ;所述 地质年代的单位为Ma ;所述目的层埋深的单位为m。 优选地，步骤（2-5)中所述的地质温度一烃产率主要包括：地质温度一甲烷（Ci) 产率、地质温度一乙烷（c2)产率、地质温度一丙烷（C3)产率、地质温度一Ci 5总烃气产率； 所述的地质年代一烃产率包括地质年代一甲烷（CJ产率、地质年代一乙烷（C2)产 率、地质年代一丙烷（C3)产率、地质年代一Q 5总烃气产率；其中C i 5总烃气表示碳原子数 为1至5的烃气。 根据本专利技术的具体实施方案，在所述的方法中，步骤（3)包括： (3-1)、根据研究区地质背景资料，获取地质事件与地质年代的对应关系； (3-2)、将烃产率数据、地质事件与地质年代的对应关系，建立成藏事件综合图，实 现成藏过程恢复。 根据本专利技术的具体实施方案，在所述的方法中，所述的地质事件主要包括天然气 生成特征、储层成岩演化、圈闭发育、构造调整活动。 根据本专利技术的具体实施方案，所述方法包括如下步骤： ①采集烃源岩或原油天然气母质样品； ②开展生烃模拟实验及产物测试分析，获取天然气产率变化曲线； ③整理动力学模拟实验中的实验数据，建立实验温度一烃产率、实验时间一烃产 率关系曲线； ④计算得到天然气生成的活化能（E)和指前因子（A)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气成藏过程定量恢复的方法，其包括如下步骤：(1)、采集生气母质样品并开展生气动力学模拟实验；(2)、基于实验结果外推至地质条件，实现实验尺度向地质年代的转换，建立地质年代与成藏事件的定量对应关系；(3)、构建天然气成藏事件综合图，实现海相深层天然气成藏过程的定量恢复。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡素云，王铜山，王红军，李霞，姜华，翟秀芬，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11