一种油气二次运移地球化学追踪新方法技术

一种油气二次运移地球化学追踪新方法，包括，消除生物降解影响的方法，消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法，应用多因子分析消除有机相、成熟度和生物降解的影响并进行油气运移追踪的方法。本发明专利技术具有优点是，可以解释油气运移的方向、路径和距离，据此提出油气运聚的有利靶区。经钻探验证其勘探成功率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种油气二次运移地球化学追踪方法
本专利技术属于石油地质勘探领域，尤其是油气地球化学的方法。
技术介绍
烃源岩中的有机质经热演化生成油气。生成的油气经初次运移进入输导体(储层、不整合面、断层)，在输导体中经二次运移进入圈闭富集起来，便形成油气藏。因此，二次运移的方向、路径和距离，对于油气勘探而言十分重要。截止目前，人们对二次运移的认识远远不能满足油气勘探的需要。值得注意的是，在勘探程度较高的盆地，要发现新的油气藏，就需要油气二次运移的方向、路径和距离等方面的重要信息。为此，人们对于油气运移地球化学追踪指标进行了几十年的探索。在极性有机化合物中，咔唑类含氮化合物，包括烷基咔唑和苯并咔唑，曾经被认为是已发现的最重要的油气运移追踪指标。但近期研究表明，这些经验的追踪指标(指咔唑类化合物的含量及其比值)并不单纯反映油气二次运移中发生的分馏效应，不能有效地追踪油气运移。其原因是这些化合物的含量和比值还受到有机相、成熟度以及生物降解作用的影响。对于低－中等水平的生物降解而言，含氮化合物基本上不被生物降解。但是，当生物降解的PM程度大于等于4时，这些化合物就会被微生物改造。尽管在生物降解PM程度小于4的情况下，含氮化合物不易被降解，但是原油中的不稳定组分会被降解，从而使含氮化合物被浓缩，因此，即使在生物降解程度较低的情况下，其影响也不可忽视。已有研究表明，有机相和成熟度方面的源输入影响更加显著。有些情况下，这些影响是控制含氮化合物组成的主要因素。对于有机相的影响，现有方法是根据有机相对原油进行分类处理，可减少其影响。但是，对于混合供油的情况，根据有机相对原油进行分类的做法就不能解决有机相影响的问题。关于成熟度的影响，至今尚未提出解决方法，一直阻碍着二次运移追踪的发展。这里的微量极性有机化合物目前主要指咔唑类含氮化合物。在咔唑类含氮化合物中，烷基咔唑和苯并咔唑是目前最重要的化合物。随着有机地球化学测试技术的发展，必定会使极性有机化合物的数据更加丰富。
技术实现思路
本专利技术目的是，提出了消除生物降解、成熟度和有机相影响的方法，并提出了运移追踪方法，实现了油气二次运移的有效追踪，为揭示油气分布规律提供了重要的手段。一种油气二次运移地球化学追踪方法，包括，消除生物降解影响的方法，消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法，应用多因子分析消除有机相、成熟度和生物降解的影响并进行油气运移追踪的方法，步骤是：一、消除生物降解影响的方法生物降解属于运移成藏后微生物对油气的改造。在消除了生物降解的浓缩影响后，才有可能用微量极性有机化合物的含量和比值进行油气运移追踪。当原油生物降解的PM程度大于等于1并小于4时，必须消除不稳定组分遭到破坏而引起的影响。本方法的步骤包括：A、对饱和烃和芳香烃系列化合物进行定量测试，并根据测试结果，确定生物降解的PM程度；B、如果PM程度位于1和4之间，绘制生物降解的PM程度及其定量指标与微量极性有机化合物(含氮化合物)和三芳甾烷等稳定组分的相关图，揭示生物降解的浓缩作用及其对微量极性有机化合物(含氮化合物)的影响程度；这些定量指标包括C30αβ藿烷/nC17+18、nC17+18/C30αβ藿烷、(Pr+Ph)/nC17+18、C30αβ藿烷/(Pr+Ph)和25降-C29αβ藿烷/C30αβ藿烷；C、选择未受生物降解影响的参数进行油源分析，划分有机相。如果有机相单一，用最稳定的三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量除以各个微量极性有机化合物的含量，再乘以该三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量的平均值，所得结果为生物降解浓缩作用的校正结果；D、如果存在多个有机相，按有机相将原油进行分类；在同一有机相内，用相对组成均一的三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量，对每个有机相的原油进行步骤C的校正，得到所有有机相原油的校正结果。二、消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法在自然界中要找到不受母源成熟度影响的有机组分几乎是不可能的，因为它们或多或少地会继承其母源的成熟度特征。这是长期以来，一直没有找到可直接用于油气运移追踪的化合物的重要原因。但是，通过成熟度和运移分馏信息的拆分，建立一种不受母源成熟度影响且只与运移分馏效应有关的二次运移分馏指标却是可能的。为此，推导出了能够描述微量极性有机化合物含量变化的公式。基于该公式，提出了成熟度影响的定量评价及其消除方法。、微量极性有机化合物的含量随成熟度和运移距离变化的特征重点考虑原油沿储层(如砂体)或不整合面的横向运移，因为微量极性有机化合物在横向运移的分馏效应比较显著，且对油气勘探而言横向运移又十分重要。根据流体在多孔介质运移中的对流-弥散-反应方程，推导出了原油中微量极性有机化合物的含量随着运移距离和成熟度变化的公式：式中，C(x，Ro)为某有机相内未受生物降解影响的或消除生物降解影响后的微量极性有机化合物(含氮化合物)的含量；a3是一个与吸附能力和运移速度有关的常数；C0(t)为注入点处的微量极性有机化合物的起始浓度，承载着成熟度、源岩有机相和初次运移分馏的信息，但主要与成熟度有关；x为运移距离；Ro为原油的成熟度指标(用镜煤反射率表示)，是时间的函数；a1和a2均为常数。初次运移分馏主要影响a1；a2主要反映成熟度的影响。如果Ro的变化范围较大，在式(1)最右边的括弧内以“+”的形式加入一个二次项，即a4Ro2，a4为常数。对于按照有机相已经进行了分类的原油而言，式(1)描述某一微量极性有机化合物(含氮化合物)的含量随成熟度和运移距离的变化。运移分馏效应对原油中微量极性有机化合物的影响是，使其含量随运移距离呈指数衰减。烃源岩往往先排出成熟度较低的原油，成熟度较高的原油跟随其后。因此，在同一运移路径中，近油源原油成熟度较高，离油源较远的原油成熟度较低。如果仅考虑成熟度的影响，成熟度的变化会使微量极性有机化合物的含量在分布上呈现出两种特征：(1)如果某一个微量极性有机化合物的含量随成熟度增加，成熟度的变化会使该化合物的含量随着运移距离的增加而降低；相反地，如果其含量随成熟度降低，会使其含量随着运移距离的增加而升高。另一方面，不同的有机相，式(1)中的a2也不相同，因此成熟度的影响也不一样。正是多种影响因素和多种影响方式，使得微量极性有机化合物的含量在空间分布上会十分复杂，不能直接用于油气运移追踪。B、成熟度影响程度的定量评价指标定量评价成熟度的影响程度，是要否定量消除成熟度影响的前提。在式(1)全微分的基础上，建立了成熟度影响指数(MII)：在未遭受生物降解或消除了生物降解影响的情况下，MII定量描述某一有机相的原油成熟度对微量极性有机化合物，包括含氮化合物含量的影响程度。根据a2、a3和dRo/dx值，可直接计算成熟度影响指数MII；运移分馏的贡献指数MFCI等于100-MII。C、二次运移分馏指数为获取二次油气运移中的净分馏特征，提出了单一有机相的微量极性有机化合物的二次运移分馏指数SMFI。且很显然，SMFI就是油气二次运移的计程器，它随运移距离呈指数衰减。在输导层中，注入点或参照点处的二次运移分馏指数(SMFI)等于100％。用注入点定义的运移距离x，称为绝对运移距离。在实际工作中，很难获取绝对运移距离数据，但可用一个参照点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气二次运移地球化学追踪新方法，包括，消除生物降解影响的方法，消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法，应用多因子分析消除有机相、成熟度和生物降解的影响并进行油气运移追踪的方法，其特征在于：一、消除生物降解影响的方法A、对饱和烃和芳香烃系列化合物进行定量测试，并根据测试结果，确定生物降解的PM程度；B、如果PM程度位于1和4之间，绘制生物降解的PM程度及其定量指标与微量极性有机化合物，包括含氮化合物和稳定组分，包括三芳甾烷的相关图，揭示生物降解的浓缩作用及其对微量极性有机化合物，包括含氮化合物的影响程度；这些定量指标包括C30αβ藿烷/nC17+18、nC17+18/C30αβ藿烷、（Pr+Ph）/nC17+18、C30αβ藿烷/(Pr+Ph)和25降‑C29αβ藿烷/C30αβ藿烷；C、选择未受生物降解影响的参数进行油源分析，划分有机相；如果有机相单一，用最稳定的三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量除以各个微量极性有机化合物的含量，再乘以该三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量的平均值，所得结果为生物降解浓缩作用的校正结果；D、如果存在多个有机相，按有机相将原油进行分类；在同一有机相内，用相对组成均一的三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量，对每个有机相的原油进行步骤C的校正，得到所有有机相原油的校正结果；二、消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法A、微量极性有机化合物的含量随成熟度和运移距离变化的特征根据流体在多孔介质中运移的对流‑弥散‑反应方程，推导出了原油中微量极性有机化合物的含量随着运移距离和成熟度变化的公式：式中，为某有机相内未受生物降解影响的或消除生物降解影响后的微量极性有机化合物，包括含氮化合物的含量；是一个与吸附能力和运移速度有关的常数；为注入点处的微量极性有机化合物的起始浓度，承载着成熟度、源岩有机相和初次运移分馏的信息，但主要与成熟度有关；为运移距离；为原油的成熟度指标，用镜煤反射率表示，是时间的函数；和均为常数，初次运移分馏主要影响；主要反映成熟度的影响；如果Ro的变化范围较大，在式（1）最右边的括弧内加入一个二次项，即，a4为常数； B、成熟度影响程度的定量评价指标定量评价成熟度的影响程度，是要否定量消除成熟度影响的前提，在式（1）全微分的基础上，建立了成熟度影响指数MII：在未遭受生物降解或消除了生物降解影响的情况下，MII定量描述某一有机相的原油成熟度对微量极性有机化合物，包括含氮化合物含量的影响程度，根据、和值，可直接计算成熟度影响指数；运移分馏的贡献指数等于100‑， C、二次运移分馏指数为获取二次油气运移中的净分馏特征，提出了单一有机相的微量极性有机化合物的二次运移分馏指数，且很显然，就是油气二次运移的计程器，它随运移距离呈指数衰减；在输导层中，注入点或参照点处的二次运移分馏指数等于100%，用注入点定义的运移距离，称为绝对运移距离；在实际工作中，很难获取绝对运移距离数据，但可用一个参照点确定相对运移距离，并通过式（1）的非线性回归分析估计、和，不需任何校正；从式（1）出发，提出了多种消除成熟度影响的方法，包括非线性回归方法、模拟实验法、化合物比值方法和R型因子分析法，分述如下，D、方法一：应用非线性回归分析消除成熟度的影响并进行运移追踪的方法其步骤为：（1）进行油源分析，划分有机相；（2）如果有机相单一，确定参照点，估算相对运移距离，进而直接应用式（1）、微量极性有机化合物，包括含氮化合物的含量、成熟度和相对运移距离数据，进行非线性回归分析，求取式（1）中的、和；（3）在成熟度和运移距离之间进行多项式回归分析，并根据回归方程求得；应用式（2）、、和值，计算原油的；（4）若≥5%，应用式（3）计算各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的；（5）当使用咔唑类化合物时，计算裸露、屏蔽和半屏蔽烷基咔唑的几何平均值，计算裸露型/屏蔽型烷基咔唑、裸露型/半屏蔽型烷基咔唑、半屏蔽型/屏蔽型烷基咔唑的几何平均值的比值，与相应的咔唑间的比值，以及苯并[a]咔唑与苯并[c] 咔唑的比值；（6）如果存在多个有机相，按有机相对原油进行分类，对每个有机相，通过步骤（2）~（5）计算各有机相原油中各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的、几何平均值与比值；（7）在上述计算结果的基础上，进行一维运移追踪，即，对于每个狭长输导体，即可能的运移路径，利用上述及其几何均值和比值分布，及其与的相关关系，鉴定运移的分馏效应，确定其是否运移通道；绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，进一步验证一维运移追踪得出的主要运移路径；在运移路径内，上述及其几何均值和比值的下降方向为运移方向；（8）如果工区内狭长输导体和片状、块状输导体共存且均邻接相同的生烃灶，在有机相划分的基础上，根据狭长输导体得出的、和，...

【技术特征摘要】
1.一种油气二次运移地球化学追踪方法，包括，消除生物降解影响的方法，消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法，应用多因子分析消除有机相、成熟度和生物降解的影响并进行油气运移追踪的方法，其特征在于：一、消除生物降解影响的方法A、对饱和烃和芳香烃系列化合物进行定量测试，并根据测试结果，确定生物降解的PM程度；B、如果PM程度位于1和4之间，绘制生物降解的PM程度及其定量指标与微量极性有机化合物，包括含氮化合物和稳定组分，包括三芳甾烷的相关图，揭示生物降解的浓缩作用及其对微量极性有机化合物，包括含氮化合物的影响程度；这些定量指标包括C30αβ藿烷/nC17+18、nC17+18/C30αβ藿烷、(Pr+Ph)/nC17+18、C30αβ藿烷/(Pr+Ph)和25降-C29αβ藿烷/C30αβ藿烷；C、选择未受生物降解影响的参数进行油源分析，划分有机相；如果有机相单一，用最稳定的三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量除以各个微量极性有机化合物的含量，再乘以该三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量的平均值，所得结果为生物降解浓缩作用的校正结果；D、如果存在多个有机相，按有机相将原油进行分类；在同一有机相内，用相对组成均一的三芳甾烷或未被生物降解影响的非极性稳定组分的含量，对每个有机相的原油进行上述步骤C的校正，得到所有有机相原油的校正结果；二、消除成熟度影响并进行油气运移追踪的方法A、微量极性有机化合物的含量随成熟度和运移距离变化的特征根据流体在多孔介质中运移的对流-弥散-反应方程，推导出了原油中微量极性有机化合物的含量随着运移距离和成熟度变化的公式：式中，C(x，Ro)为某有机相内未受生物降解影响的或消除生物降解影响后的微量极性有机化合物，包括含氮化合物的含量；a3是一个与吸附能力和运移速度有关的常数；C0(t)为注入点处的微量极性有机化合物的起始浓度，承载着成熟度、源岩有机相和初次运移分馏的信息，但主要与成熟度有关；x为运移距离；Ro为原油的成熟度指标，用镜煤反射率表示，是时间的函数；a1和a2均为常数，初次运移分馏主要影响a1；a2主要反映成熟度的影响；如果Ro的变化范围较大，在式(1)最右边的括弧内以“+”的形式加入一个二次项，即a4Ro2，a4为常数；B、成熟度影响程度的定量评价指标定量评价成熟度的影响程度，是要否定量消除成熟度影响的前提，在式(1)全微分的基础上，建立了成熟度影响指数MII：在未遭受生物降解或消除了生物降解影响的情况下，MII定量描述某一有机相的原油成熟度对微量极性有机化合物，包括含氮化合物含量的影响程度，根据a2、a3和dRo/dx值，可直接计算成熟度影响指数MII；运移分馏的贡献指数MFCI等于100-MII；C、二次运移分馏指数为获取二次油气运移中的净分馏特征，提出了单一有机相的微量极性有机化合物的二次运移分馏指数SMFI，且很显然，SMFI就是油气二次运移的计程器，它随运移距离呈指数衰减；在输导层中，注入点或参照点处的二次运移分馏指数SMFI等于100％，用注入点定义的运移距离x，称为绝对运移距离；在实际工作中，很难获取绝对运移距离数据，但可用一个参照点确定相对运移距离，并通过式(1)的非线性回归分析估计a1、a2和a3，不需任何校正；从式(1)出发，提出了多种消除成熟度影响的方法，包括非线性回归方法、模拟实验法、化合物比值方法和R型因子分析法，分述如下，D、方法一：应用非线性回归分析消除成熟度的影响并进行运移追踪的方法其步骤为：(1)进行油源分析，划分有机相；(2)如果有机相单一，确定参照点，估算相对运移距离，进而直接应用式(1)、微量极性有机化合物，包括含氮化合物的含量、成熟度和相对运移距离数据，进行非线性回归分析，求取式(1)中的a1、a2和a3；(3)在成熟度和运移距离之间进行多项式回归分析，并根据回归方程求得dRo/dx；应用式(2)、a2、a3和dRo/dx值，计算原油的MII；(4)若MII≥5％，应用式(3)计算各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的SMFI；(5)当使用咔唑类化合物时，计算裸露、屏蔽和半屏蔽烷基咔唑的SMFI几何平均值，计算裸露型/屏蔽型烷基咔唑、裸露型/半屏蔽型烷基咔唑、半屏蔽型/屏蔽型烷基咔唑的SMFI几何平均值的比值，与相应的咔唑间的SMFI比值，以及苯并[a]咔唑与苯并[c]咔唑的SMFI比值；(6)如果存在多个有机相，按有机相对原油进行分类，对每个有机相，通过本方法一步骤(2)～(5)计算各有机相原油中各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的SMFI、几何平均值与比值；(7)在本方法一上述步骤(6)计算结果的基础上，进行一维运移追踪，即，对于每个狭长输导体，即可能的运移路径，利用本方法一上述步骤(6)计算得的SMFI及其几何均值和比值分布，及其与x的相关关系，鉴定运移的分馏效应，确定其是否运移通道；绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，进一步验证一维运移追踪得出的主要运移路径；在运移路径内，本方法一上述步骤(6)计算得的SMFI及其几何均值和比值的下降方向为运移方向；(8)如果工区内狭长输导体和片状、块状输导体共存且均邻接相同的生烃灶，在有机相划分的基础上，根据狭长输导体得出的a1、a2和a3，计算全区的SMFI及其几何均值和比值，并进行二维追踪：将全区的SMFI及其几何均值和比值在平面等值图中的极小下降途径，确定为主要运移路径，主要运移路径中的SMFI及其几何均值和比值的下降方向为主要运移方向，主要运移路径的长度为相应的运移距离；沿主要运移路径，绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，以此验证运移追踪得出的主要运移路径；(9)若MII<5％，不需要计算SMFI，此时，用各微量极性有机化合物，包括含氮化合物的浓度代替SMFI，通过本方法一中的上述步骤(5)～(8)进行油气二次运移追踪；(10)以运移方向、路径和距离为基础，结合储层、构造及其演化史，揭示油气分布规律；E、方法二：通过模拟实验消除成熟度的影响并进行运移追踪的方法方法步骤为：(1)进行油源分析，划分有机相；(2)如果有机相单一，系统采集该有机相的低成熟烃源岩样品；(3)计算原油样品的成熟度，并根据这些成熟度数据的变化范围用烃源岩样品开展模拟实验；(4)对反应产物中的油样测试微量极性有机化合物，包括咔唑类化合物的含量和Ro，用微量极性有机化合物，包括咔唑类化合物的含量和Ro数据，进行回归分析，建立方程C(0，Ro)＝a1(1+a2Ro)，求取a2，用下式计算SMFI1若成熟度Ro的变化范围>1％，采用C(0，Ro)＝a1(1+a2Ro+a4Ro2)进行回归分析，此时(5)绘制SMFI1的平面分布图；选取其极小下降途径，绘制输导体剖面，审查通道的连续性和连通性，以此验证一维运移追踪得出的主要运移路径；(6)根据极小下降途径上的微量极性有机化合物，包括咔唑类化合物含量、Ro与x数据，以式(1)的形式，进行非线性回归分析，求取a3；(7)在成熟度和运移距离之间进行多项式回归分析，根据多项式回归方程求得dRo/dx；应用式(2)和a2、a3、dRo/dx值，计算原油的MII；(8)或者，选择生烃灶的边缘附近的SMFI1等值线的数值或极大值，作为a1，用a1除以所有的SMFI1值，得SMFI；在SMFI或SMFI1的极小下降途径上，求出ln(SMFI1)或ln(SMFI)随x的变化率，即为a3；通过本方法二上述步骤(7)计算原油的MII；(9)如果MII≥5％，根据SMFI1的分布情况，选取参照点x0，读取x0处的SMFI1值，即为a1值；用a1值除以所有的SMFI1值，得SMFI；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张刘平，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11