一种应用生烃增压模型计算排烃效率的方法技术

本发明专利技术提供了一种应用生烃增压模型计算排烃效率的方法。所述方法包括如下步骤：(1)构建基于干酪根与生成油气密度比的生烃增压模型；(2)根据步骤(1)构建的生烃增压模型来进一步构建生烃增压与排烃效率关系的模型，从而计算得到所述排烃效率。该方法能够避免实验室测定误差，提高排烃效率确定结果的真实性，为常规和非常规油气资源评价提供可靠参数。

A Method for Calculating Expulsion Efficiency Using Hydrocarbon Generation and Pressurization Model

The invention provides a method for calculating hydrocarbon expulsion efficiency by applying hydrocarbon generation and pressurization model. The method includes the following steps: (1) building a hydrocarbon generation and pressurization model based on the ratio of kerogen to hydrocarbon generation density; (2) building a hydrocarbon generation and pressurization model according to step (1) further building a model of the relationship between hydrocarbon generation and hydrocarbon expulsion efficiency, thereby calculating the hydrocarbon expulsion efficiency. This method can avoid laboratory measurement errors, improve the authenticity of hydrocarbon expulsion efficiency determination results, and provide reliable parameters for conventional and unconventional oil and gas resources evaluation.

【技术实现步骤摘要】
一种应用生烃增压模型计算排烃效率的方法
本专利技术涉及石油和天然气地质勘探
，具体的说，本专利技术涉及一种应用生烃增压模型计算排烃效率的方法。
技术介绍
排烃效率是指从烃源岩中排出的油气的数量所占烃源岩生成油气总量的比例。常规勘探对象是从烃源岩中排出并聚集在圈闭中的油气，因此排烃效率越高，形成大油气田的概率越高。随着开采技术的进步，残留在烃源岩中的页岩油气已经成为非常规油气勘探的主要对象，排烃效率越低，残留烃数量越高，页岩油气资源越丰富。因此，排烃效率是确定油气资源类型、评价常规和非常规油气资源的关键参数。传统使用物质平衡法计算排烃效率，即通过实验室测定烃源岩中的残留烃量，然后根据公式(生烃量-残留烃量)÷生烃量来获得的排烃效率。但由于在岩石样品采集和分析前处理过程中，油气中的易挥发组分散失，可导致残留烃量测试结果偏低，排烃效率计算结果不可靠。郭小文等(2011)研究了生油增压定量模型，讨论了烃源岩中由于石油的生成所增加的压力受有机质丰度(TOC)、类型(原始氢指数，HI)、石油残留系数(α)的影响因素。但在郭小文等(2011)的模型中，没有考虑生成油气密度变化对残留系数的影响等方面的研究，也没有建立排烃效率与生烃增压的直接对应关系，不能直接应用于排烃效率计算。张焕旭等(2018)介绍了国内外生烃增压研究现状，强调了生烃增压产生的前提条件，同时也提到了生烃增压可作为油气运移的主要动力。但在张焕旭等(2018)的综述中，并未开展生烃增压与排烃效率方面的论述。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种应用生烃增压模型计算排烃效率的方法，以避免实验室测定误差，提高排烃效率确定结果的真实性，为常规和非常规油气资源评价提供可靠参数。为达上述目的，一方面，本专利技术提供了一种应用生烃增压模型计算排烃效率的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(1)构建基于干酪根与生成油气密度比的生烃增压模型；(2)根据步骤(1)构建的生烃增压模型来进一步构建排烃效率与生烃增压的关系模型，从而计算得到所述排烃效率。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述方法包括如下步骤：(1)设定条件为：没有烃类向外排驱，生成的油气全部滞留在烃源岩中；在此条件下构建生烃增压模型，建立生烃增压受孔隙水初始体积Vw1、干酪根初始体积Vk1、生烃转化率F、生成油气密度ρo等因素之间的数学关系式；(2)设定条件为：油气并没有完全残留在烃源岩中，部分排出；在此条件下，根据步骤(1)构建的生烃增压模型来进一步构建生烃增压与排烃效率关系的模型，确定排烃效率与烃源岩中剩余压力差ΔP、孔隙水初始体积Vw1、干酪根初始体积Vk1、生烃转化率F、生成油气密度ρo等因素之间的数学关系式，从而计算得到所述排烃效率。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，步骤(1)中设定条件还包括生烃前后体积相等：Vr2+Vw2+Vk2+Vo2＝Vr1+Vw1+Vk1；其中Vr1，Vw1，Vk1分别为生烃过程发生前，烃源岩中岩石骨架体积、地层水体积和干酪根体积，单位均为cm3；Vr2，Vw2，Vk2，Vo2分别为生烃过程发生后，烃源岩中岩石骨架体积、地层水体积、剩余的干酪根体积以及新生成的油气体积，单位均为cm3。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，Vk1＝ρr÷ρk×TOC×HI÷100000；Vr1＝1-Vk1-Vw1；其中，ρr和ρk分别为岩石密度和干酪根密度，单位g/cm3；TOC为总有机碳含量，单位％；HI为烃源岩原始氢指数，单位‰；为烃源岩的初始孔隙度，单位％。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，Vr2＝Vr1×(1-Cr×ΔP)；Vw2＝Vw1×(1-Cw×ΔP)；Vk2＝(1-F)×Vk1×(1-Ck×ΔP)；Vo2＝(ρk÷ρo)×F×Vk1×(1-Co×ΔP)；其中Cr、Cw、Ck和Co分别为岩石、地层水、干酪根、石油的压缩系数，单位为10-3MPa-1；F为生烃转化率，取值范围为0-1；ΔP为生烃后与生烃前的压力差，单位MPa。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，Cr、Cw、Ck和Co，分别取值为0.2、0.44、1.4和2.2。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，ΔP＝P2-P1；其中，P1为生烃过程发生前烃源岩中的流体压力，P2为生烃过程发生后烃源岩中的流体压力，单位MPa。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述生烃增压模型由如下式(1)表示：ΔP＝[(ρk÷ρo-1)×F×Vk1]÷[Vr1×Cr+Vw1×Cw+(1-F)×Vk1×Ck+ρk÷ρo×F×Vk1×Co](1)根据本专利技术一些具体实施方案，其中，排烃效率与生烃增压关系的模型由如下式(2)表示：e＝1-{F×Vk1+[(1-F)×Vk1×Ck+Vw1×Cw+Vr1×Cr]×ΔP}÷[ρk÷ρo×F×Vk1×(1-Co×ΔP)](2)其中，e为排烃效率。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，本专利技术具体包括如下步骤：(1)构建生烃增压理论模型，建立生烃增压与孔隙水初始体积(Vw1)、干酪根初始体积(Vk1)、生烃转化率(F)、生成油气密度ρo等因素之间的数学关系式；(2)构建排烃效率与烃源岩中剩余压力差ΔP、孔隙水初始体积Vw1、干酪根初始体积Vk1、生烃转化率F、生成油气密度ρo等因素之间的数学关系式，从而计算得到所述排烃效率；(3)根据烃源岩生烃演化过程中的转化率、生成油气密度的变化，确定不同成熟阶段烃源岩的排烃效率。在一个实施例中，生烃过程发生前，烃源岩中包括岩石骨架、地层水和干酪根三部分，三者体积分别为Vr1，Vw1，Vk1，烃源岩中的流体压力为P1；干酪根生烃过程发生后，烃源岩中包括岩石骨架、地层水、剩余的干酪根以及新生成的油气四部分，体积分别为Vr2，Vw2，Vk2，Vo2，烃源岩中的流体压力为P2。生烃后与生烃前的压力差ΔP＝P2-P1。干酪根向油气的转化率为F，取值范围是0～1；干酪根的密度为ρk，取值1.4g/cm3；生成油气密度为ρo，可根据不同烃源岩成熟度确定；岩石、地层水、干酪根、石油的压缩系数分别为Cr、Cw、Ck和Co，单位是10-3MPa-1，分别取值为0.2、0.44、1.4和2.2。在一个实施例中，首先假定没有烃类向外排驱，生成的油气全部滞留在烃源岩中(附图1)。生烃前后体积相等，即Vr2+Vw2+Vk2+Vo2＝Vr1+Vw1+Vk1。据此可通过以下公式构建生烃增压数学模型：ΔP＝[(ρk÷ρo-1)×F×Vk1]÷[Vr1×Cr+Vw1×Cw+(1-F)×Vk1×Ck+ρk÷ρo×F×Vk1×Co]。生烃增压与干酪根初始体积(Vk1)、干酪根转化率(F)等因素正相关，而与生成油气密度(ρo)和孔隙水初始体积(Vw1)负相关。在一个实施例中，油气并没有完全残留在烃源岩中，而是一部分排出进入了储集层中(附图2)。由于油气的排出，烃源岩内的压力减小，即生烃后的P2降低，生烃后与生烃前的压力差ΔP也会相应降低，ΔP同时也是烃类排出之后的剩余压力差。此时烃源岩的体积并没有发生改变，仍需满足：Vr2+Vw2+Vk2+Vo2＝Vr1+Vw1+Vk1。据此，可通过以下公式构建排烃效率计算模型：e＝1-{F×Vk1+[(1-F)×Vk1×Ck+Vw1×Cw+Vr1×Cr]×ΔP}÷[ρk÷ρo×F×Vk1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用生烃增压模型计算排烃效率的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(1)构建基于干酪根与生成油气密度比的生烃增压模型；(2)根据步骤(1)构建的生烃增压模型来进一步构建排烃效率与生烃增压关系的模型，从而计算得到所述排烃效率。

【技术特征摘要】
1.一种应用生烃增压模型计算排烃效率的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(1)构建基于干酪根与生成油气密度比的生烃增压模型；(2)根据步骤(1)构建的生烃增压模型来进一步构建排烃效率与生烃增压关系的模型，从而计算得到所述排烃效率。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(1)设定条件为：没有烃类向外排出，生成的油气全部滞留在烃源岩中；在此条件下构建生烃增压模型，建立生烃增压与孔隙水初始体积Vw1、干酪根初始体积Vk1、生烃转化率F、生成油气密度ρo因素之间的数学关系式；(2)设定条件为：油气并没有完全残留在烃源岩中，部分排出；在此条件下，根据步骤(1)构建的生烃增压模型来进一步构建排烃效率与生烃增压的关系模型，确定排烃效率与烃源岩中剩余压力差ΔP、孔隙水初始体积Vw1、干酪根初始体积Vk1、生烃转化率F、生成油气密度ρo因素之间的数学关系式，从而计算得到所述排烃效率。3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(1)中设定条件还包括生烃前后体积相等：Vr2+Vw2+Vk2+Vo2＝Vr1+Vw1+Vk1；其中Vr1，Vw1，Vk1分别为生烃过程发生前，烃源岩中岩石骨架体积、地层水体积和干酪根体积，单位均为cm3；Vr2，Vw2，Vk2，Vo2分别为生烃过程发生后，烃源岩中岩石骨架体积、地层水体积、剩余的干酪根体积以及新生成的油气体积，单位均为cm3。4.根据权利要求3所述的方法，其中，Vk...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，田华，张水昌，
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