一种陆相页岩排烃效率与页岩油富集程度的评价方法技术

本发明专利技术提供了一种陆相页岩排烃效率与页岩油富集程度的评价方法，包括获取页岩地层的页岩岩心样品，分别进行岩石热解分析和X射线衍射分析；获取有机地球化学参数；确定页岩岩心样品的有机质成熟度、干酪根类型和有机质丰度；采用X射线衍射分析获取矿物种类；根据矿物种类确定岩相和盐度；根据干酪根类型、有机质丰度、岩相和盐度，划分页岩单元；求取排烃效率；根据岩石热解分析所得的TOC和S1参数以及计算取得的排烃效率，绘制随深度变化的地球化学剖面图；预测页岩油富集段。将陆相页岩划分为多种页岩单元，实现对陆相页岩精细地表征，利用所提出的公式对排烃效率进行求取，利用TOC、S1及HEE随深度变化的地球化学剖面实现对页岩油富集段的预测。页岩油富集段的预测。页岩油富集段的预测。

【技术实现步骤摘要】
一种陆相页岩排烃效率与页岩油富集程度的评价方法


[0001]本专利技术涉及非常规页岩油勘探开发
，尤其涉及一种陆相页岩排烃效率与页岩油富集程度的评价方法。

技术介绍

[0002]页岩油是我国油气增储上产的重大接替领域，其有效开发对于保障国家能源安全具有重大意义。页岩油是指赋存在作为源岩的泥页岩层系中的石油资源，其特点是源岩与储层同层。因此，页岩油的富集程度取决于其排烃效率，若页岩生成的烃类被大量排出，则其含油性往往较差。反之，若页岩生成的烃类大部分滞留在其内部，则使得页岩油较为富集，从而具有较好的含油性。因此，页岩的排烃效率影响着油气的富集程度，是研究页岩油富集机理的一个关键地质参数。
[0003]排烃效率被定义为排烃量与生烃量的比值，其受多种因素的影响，包括有机质类型、有机质丰度、沉积环境(如淡水湖与盐湖中沉积的页岩存在很大差异)以及矿物的催化作用等。因此，页岩的排烃效率是油气勘探过程中最复杂的问题之一。前人对排烃效率的研究多是基于实验室热模拟，然而其成本高昂，不易操作，且需要专门的针对样品设计实验，并且很难将实验过程中设定的条件与地质条件进行对应，从而导致一些热模拟实验结果受到质疑。此外，还有一些利用经验系数进行赋值的方法，但是由于不同盆地的地质条件不尽相同，又或者尽管是同一盆地的同一套地层，其内部也存在极强的非均质性。因此，这些因素都会造成排烃效率求取的不确定性。更有甚者，会出现排烃效率小于0或大于1的明显错误。此外，由于页岩，尤其是陆相页岩，往往具有强的非均质性，因此，如何对陆相页岩类型进行合理且精细地划分一直困扰着勘探人员。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种陆相页岩排烃效率与页岩油富集程度的评价方法，以解决现有技术存在的对陆相页岩类型划分不合理、排烃效率求取不确定所导致的页岩油富集程度无法精确判断的问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种陆相页岩排烃效率与页岩油富集程度的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0006]S10：获取页岩地层的页岩岩心样品，分别进行岩石热解分析和X射线衍射分析；
[0007]S20：采用岩石热解分析测量方法获取所述页岩地层的有机地球化学参数，其中：
[0008]所述有机地球化学参数包括最高热解峰温T
max
、蒸发烃类S1、裂解烃类S2、氢指数HI和总有机碳TOC；
[0009]S30：根据所述有机地球化学参数，确定所述页岩岩心样品的有机质成熟度、干酪根类型和有机质丰度，其中：
[0010]根据所述最高热解峰温T
max
，将所述页岩岩心样品的有机质成熟度划分为未成熟样品与低熟
‑
成熟样品；
[0011]根据所述最高热解峰温T
max
与氢指数HI图版，将所述页岩岩心样品的干酪根类型划分为Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型；
[0012]根据所述总有机碳TOC参数，将所述页岩岩心样品的有机质丰度划分为低有机质丰度LTOC、中等有机质丰度MTOC和高有机质丰度HTOC；
[0013]S40：采用X射线衍射分析获取矿物种类，其中：
[0014]所述矿物种类包括黏土矿物、硅质矿物、碳酸盐矿物、盐类矿物；
[0015]S50：根据所述矿物种类确定岩相和盐度，其中：
[0016]根据所述黏土矿物、所述硅质矿物和所述碳酸盐矿物的含量，将所述页岩岩心样品的岩相划分为泥质页岩CM、灰质页岩C、硅质页岩S及混合质页岩M；
[0017]根据所述盐类矿物含量，将所述页岩岩心样品的盐度划分为低盐度LS、中等盐度MS及高盐度HS；
[0018]S60：根据所述干酪根类型、所述有机质丰度、所述岩相和所述盐度，划分页岩单元；其中，
[0019][0020]S70：求取排烃效率；
[0021]其中，所述求取排烃效率具体包括：
[0022]S71：将所述页岩岩心样品中的干酪根划分为活性干酪根和惰性干酪根；其中，
[0023]所述活性干酪根在充分的热演化条件下可以转化为烃类；
[0024]所述惰性干酪根无法生烃，且在整个热演化过程中保持不变；
[0025]S72：根据所述未成熟样品的S1+S2值来表征原始的活性干酪根含量、使用单位质量总有机碳TOC中的活性干酪根的转化率定义干酪根转化率、利用活性干酪根中碳含量的变化来衡量活性干酪根的变化，可以得出修正的干酪根转化率公式：
[0026][0027]其中：
[0028]根据可以得到：
[0029][0030]由排烃效率＝排出烃量/生成烃量，可以得出：
[0031][0032]将式(1)带入式(6)即可求取排烃效率；
[0033]其中，KCR为干酪根转化率，单位为％；HGP
im
为未成熟样品的生烃潜力指数，单位为mg/g TOC；POC为烃类中的含碳比例；HI为氢指数，单位为mg/g TOC；TOC
im
为未成熟样品中的总有机碳含量，单位为％；为未成熟样品中的热解烃类含量，单位为mg/g rock；为未成熟样品中的裂解烃类含量，单位为mg/g rock；TOC为低熟
‑
成熟样品中的总有机碳含量，单位为％；S1为低熟
‑
成熟样品中的热解烃类含量，单位为mg/g rock；S2为低熟
‑
成熟样品中的裂解烃类含量，单位为mg/g rock；为初始状态时岩石样品中的裂解烃类含量，单位为mg/g rock；HEE为排烃效率，单位为％；
[0034]S80：根据岩石热解分析所得的TOC和S1参数以及计算取得的排烃效率，绘制随深度变化的地球化学剖面图；
[0035]S90：根据所述地球化学剖面图，预测页岩油富集段。
[0036]可选地，所述X射线衍射分析具体包括如下步骤：
[0037]S11：将所述页岩岩心样品在第一设定温度T1下烘干第一设定时间t1，然后用玛璃研钵研磨至200目；
[0038]S12：用X射线衍射仪进行矿物X射线衍射分析，在第一设定条件下用Cu
‑
Kα辐射；
[0039]S13：利用计算机软件定量分析所述页岩岩心样品中的矿物含量。
[0040]可选地，所述岩石热解分析具体包括如下步骤：
[0041]S14：将所述页岩岩心样品粉碎，称取一定量的粉末状样品，置于岩石热解分析仪器的热解炉中；
[0042]S15：在第二设定温度T2下，恒温加热第二设定时间t2，测量蒸发烃类S1；
[0043]S16：以一定的速率n程序加热至第三设定温度T3，测量裂解烃类S2；
[0044]S17：测量裂解烃类S2在最高点时所对应的最高热解峰温T
max
。
[0045]可选地，根据所述最高热解峰温T
max
与氢指数HI图版将页岩岩心样品的干酪根类型的Ⅱ型进一步划分为Ⅱ1
型和Ⅱ2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陆相页岩排烃效率与页岩油富集程度的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：S10：获取页岩地层的页岩岩心样品，分别进行岩石热解分析和X射线衍射分析；S20：采用岩石热解分析测量方法获取所述页岩地层的有机地球化学参数，其中：所述有机地球化学参数包括最高热解峰温T
max
、蒸发烃类S1、裂解烃类S2、氢指数HI和总有机碳TOC；S30：根据所述有机地球化学参数，确定所述页岩岩心样品的有机质成熟度、干酪根类型和有机质丰度，其中：根据所述最高热解峰温T
max
，将所述页岩岩心样品的有机质成熟度划分为未成熟样品与低熟
‑
成熟样品；根据所述最高热解峰温T
max
与氢指数HI图版，将所述页岩岩心样品的干酪根类型划分为Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型；根据所述总有机碳TOC参数，将所述页岩岩心样品的有机质丰度划分为低有机质丰度LTOC、中等有机质丰度MTOC和高有机质丰度HTOC；S40：采用X射线衍射分析获取矿物种类，其中：所述矿物种类包括黏土矿物、硅质矿物、碳酸盐矿物、盐类矿物；S50：根据所述矿物种类确定岩相和盐度，其中：根据所述黏土矿物、所述硅质矿物和所述碳酸盐矿物的含量，将所述页岩岩心样品的岩相划分为泥质页岩CM、灰质页岩C、硅质页岩S及混合质页岩M；根据所述盐类矿物含量，将所述页岩岩心样品的盐度划分为低盐度LS、中等盐度MS及高盐度HS；S60：根据所述干酪根类型、所述有机质丰度、所述岩相和所述盐度，划分页岩单元；其中，S70：求取排烃效率；其中，所述求取排烃效率具体包括：S71：将所述页岩岩心样品中的干酪根划分为活性干酪根和惰性干酪根；其中，所述活性干酪根在充分的热演化条件下可以转化为烃类；所述惰性干酪根无法生烃，且在整个热演化过程中保持不变；S72：根据所述未成熟样品的S1+S2值来表征原始的活性干酪根含量、使用单位质量总有机碳TOC中的活性干酪根的转化率定义干酪根转化率、利用活性干酪根中碳含量的变化来衡量活性干酪根的变化，可以得出修正的干酪根转化率公式：其中：
根据可以得到：由排烃效率＝排出烃量/生成烃量，可以得出：将式(1)带入式(6)即可求取排烃效率；其中，KCR为干酪根转化率，单位为％；HGP
im
为未成熟样品的生烃潜力指数，单位为mg/g TOC；POC为烃类中的含碳比例；HI为氢指数，单位为mg/g TOC；TOC
im
为未成熟样品中的总有机碳含量，单位为％；为未成熟样品中的热解烃类含量，单位为mg/g rock；为未成熟样品中的裂解烃类含量，单位为mg/g rock；TOC为低熟
‑
成熟样品中的总有机碳含量，单位为％；S1为低熟
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：李琪琪，徐尚，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：