一种烃源岩生烃动力学参数确定方法与系统技术方案

本发明专利技术提供了一种烃源岩生烃动力学参数确定方法与系统。该方法包括：获取目标烃源岩样品的热解S2峰谱的离散数据点；对目标烃源岩样品的热解S2峰谱的离散数据点进行归一化处理得到归一化的离散数据点；确定有机质活化能分布范围；基于有机质活化能分布范围、目标烃源岩样品的热解S2峰谱的归一化的离散数据点，确定目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解；将目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解离散化，得到目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解的离散化解；基于目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解的离散化解，优化各有机质组分含量，得到目标烃源岩样品最终生烃动力学参数。终生烃动力学参数。终生烃动力学参数。

【技术实现步骤摘要】
一种烃源岩生烃动力学参数确定方法与系统


[0001]本专利技术涉及烃源岩评价
，特别涉及一种烃源岩生烃动力学参数确定方法与系统。

技术介绍

[0002]含油气盆地烃源岩油气生成是一个非常复杂的地质地球化学过程，涉及地质过程与生烃母质性质两个方面。为了研究与再现干酪根成烃作用，达到科学评价烃源岩的目的，干酪根成烃作用的热模拟实验与动力学研究是非常有用的手段，地质学者作了大量卓有成效的工作，较合理地解决了生烃机理与评价等问题，为建立现代干酩根成油理论奠定了基础。由于烃源岩内的有机质的化学组分极其复杂难以准确求证其完整化学结构，因此为了确定烃源岩生烃动力学参数必须对其在地质时期发生的反应过程进行合理地假设。现今，大量的研究表明有限个一级平行反应模型最接近实际地质条件下的反应过程。但对于有限个一级平行反应模型的求解是一个十分复杂、十分耗时的过程。迄今为止，优化该模型的方法主要包括变尺度法、正则化共轭梯度下降法。但上述两种广泛应用的方法求解过程对关键的参数选取具有较高的要求，且求解速度较慢。这主要是由于此两类方法有三点不足：r/>[0003]1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烃源岩生烃动力学参数确定方法，其中，该方法包括：获取目标烃源岩样品的热解S2峰谱的离散数据点；其中，所述热解S2峰谱为热解S2峰温度
‑
反应速率曲线；对目标烃源岩样品的热解S2峰谱的离散数据点进行归一化处理得到归一化的离散数据点；确定有机质活化能分布范围；基于有机质活化能分布范围、目标烃源岩样品的热解S2峰谱的归一化的离散数据点，确定目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解；其中，组成目标烃源岩样品的各有机质组分的含量与其活化能间服从正态分布，生烃动力学参数包括组成目标烃源岩样品的各有机质组分的活化能、含量及有机质组分的频率因子；将目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解离散化，得到目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解的离散化解；其中，目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解的离散化解包括各离散有机质组分的活化能、各离散有机质组分的含量以及离散有机质组分的频率因子；基于目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解的离散化解，优化各有机质组分含量，得到目标烃源岩样品最终生烃动力学参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，获取目标烃源岩样品的热解S2峰谱的离散数据点包括：获取目标烃源岩样品的热解S2峰谱；从目标烃源岩样品的热解S2峰谱的起始反应温度至最终反应温度均匀获取原始数据点作为目标烃源岩样品的热解S2峰谱的离散数据点。3.根据权利要求1所述的方法，其中，对目标烃源岩样品的热解S2峰谱的离散数据点进行归一化处理得到归一化的离散数据点包括：获取目标烃源岩样品的热解S2峰在温度
‑
反应速率域的面积；基于目标烃源岩样品的热解S2峰在温度
‑
反应速率域的面积，利用下述公式将各离散数据点进行归一化处理：式中，V(T
i
)为第i个离散数据点反应温度T
i
对应的归一化反应速率，mg/(g
×
K)；V
o
(T
i
)为第i个离散数据点反应温度T
i
对应的原始反应速率，mg/(g
×
K)；T
i
为目标烃源岩样品的热解S2峰谱的第i个数据点的反应温度，单位K。4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于有机质活化能分布范围、目标烃源岩样品的热解S2峰谱的归一化的离散数据点，确定目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解包括：构建活化能正态分布模型；基于有机质活化能分布范围、目标烃源岩样品的热解S2峰谱的归一化的离散数据点，利用活化能正态分布模型，确定目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解。5.根据权利要求4所述的方法，其中，构建活化能正态分布模型包括：
确定组成目标烃源岩样品的各有机质组分的含量与其活化能间服从期望值为Ea
‑
、标准差为σ的连续的正态分布，进而确定有机质组分的含量关于有机质组分的活化能、期望值Ea
‑
、标准差σ的函数；优选地，有机质组分的含量关于有机质组分的活化能、期望值Ea
‑
、标准差σ的函数为：式中，X
c
(Ea)为活化能为Ea的有机质组分的含量，单位％；Ea为活化能，单位4185.85J/mol；Ea
‑
为正态分布的期望值，单位4185.85J/mol；σ为正态分布的标准差，单位4185.85J/mol；构建优化初解的目标函数：其中，式中，ΔT为目标烃源岩样品的热解S2峰谱中最终反应温度与起始反应温度的差值，单位K；A0为有机质组分的频率因子，单位min
‑1；N为目标烃源岩样品的热解S2峰谱的离散数据点的个数；V(T
i
)为第i个离散数据点反应温度T
i
对应的归一化反应速率，单位mg/(g
·
K)；V(A0，Ea
‑
，σ，T
i
)为在有机质组分的频率因子A0、期望值Ea
‑
、标准差σ、反应温度T
i
条件下计算得到的反应速率，单位mg/(g
·
K)；T
i
为目标烃源岩样品的热解S2峰谱的第i个数据点的反应温度，单位K；Ea
‑
为正态分布的期望值，单位4185.85J/mol；σ为正态分布的标准差，单位4185.85J/mol；R为理想气体常数，单位8.314J/(mol
·
K)；D为目标烃源岩样品的热解S2峰谱对应的热模拟实验的升温速率，单位K/min。6.根据权利要求5所述的方法，其中，基于有机质活化能分布范围、目标烃源岩样品的热解S2峰谱的归一化的离散数据点，利用活化能正态分布模型，确定目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解包括：基于有机质活化能分布范围，确定活化能正态分布模型中期望值Ea
‑
的最大值和最小值，从而确定活化能正态分布模型中期望值Ea
‑
的取值范围；确定活化能正态分布模型中标准差σ的最小值，基于有机质活化能分布范围确定活化能正态分布模型中标准差σ的最大值，从而确定活化能正态分布模型中标准差σ的取值范围；确定活化能正态分布模型中有机质组分的频率因子的取值范围；基于目标烃源岩样品的热解S2峰谱的归一化的离散数据点，在活化能正态分布模型中期望值Ea
‑
、标准差σ、有机质组分的频率因子的取值范围内，对活化能正态分布模型进行求解，确定最优的期望值Ea
‑
、标准差σ及有机质组分的频率因子，进而确定目标烃源岩样品生烃动力学参数的连续型初解；优选地，活化能正态分布模型中期望值Ea
‑
的最大值和最小值通过下述公式确定：
式中，Ea
‑
max
为活化能正态分布模型中期望值Ea
‑
的最大值，单位4185.85J/mol；Ea
‑
min
为活化能正态分布模型中期望值Ea
‑
的最小值，单位4185.85J/mol；Ea
max
为有机质活化能分布范围的有机质活化能上限，单位4185.85/mol；Ea
min
为有机质活化能分布范围的有机质活化能下限，单位4185.85J/mol；优选地，活化能正态分布模型中标准差σ最小值为0；优选地，活化能正态分布模型中标准差σ的最大值通过下述公式确定：式中，σ
max
为活化能正态分布模型中标准差σ的最大值，单位4185.85J/mol；Ea
max
为有机质活化能分布范围的有机质活化能上限，单位4185.85J/mol；Ea
min
为有机质活化能分布范围的有机质活化能下限，单位4185.85J/mol；优选地，确定活化能正态分布模型中有机质组分的频率因子的取值范围包括确定参数a、b的取值范围；频率因子与参数a、b的关系如下式所示：A0＝a
×
10
b
，A0为有机质组分的频率因子，单位min
‑1；其中，a的取值范围优选属于区间(0，1)，b的取值范围优选根据各有机质显微组分的频率因子在十进制下的数量级确定；优选地，对活化能正态分布模型进行求解时利用遗传算法进行。7.根据权利要求1所述的方法，其中，目标烃...

【专利技术属性】
技术研发人员：马奎友，庞雄奇，庞宏，陈君青，火勋港，黄胜敏，丛奇，施砍园，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：