一种动态判识海相深层天然气成因类型的方法技术

本发明专利技术提供了一种动态判识海相深层天然气成因类型的方法。该方法包括：对海相烃源岩开展生烃模拟实验，构建三维基准判识图版；确定待判识天然气主力产层，采集该产层的天然气样品；测试采集的天然气样品的气体组分特征和单体烃碳同位素特征；根据测试得到的天然气样品的单体烃碳同位素特征，按照公式计算天然气成熟度；将测试得到的天然气组分特征、单体烃碳同位素特征及成熟度数据投入三维基准判识图版，鉴别天然气成因类型。本发明专利技术的动态判识海相深层天然气成因类型的方法，能够动态判识不同演化阶段天然气的成因类型，能够更加有效的鉴别干酪根降解气和原油裂解气；能够适用于高过成熟深层天然气的判识，反映真实地质环境下流体介质的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种动态判识海相深层天然气成因类型的方法
本专利技术涉及一种动态判识海相深层天然气成因类型的方法，属于石油天然气勘探地质-地球化学

技术介绍
在中国，海相层系已经成为继陆相盆地之后油气勘探的重要接替领域，越来越受到重视。中国陆上发育的含油气盆地，都是叠合盆地，相层系普遍位于叠合盆地中下部，沉积厚度大、埋藏深、演化历史长，其中赋存的有机质普遍达到高过成熟阶段(等效镜质体反射率Ro一般大于2％)。这样就产生两个结果，一是烃源岩干酪根已经进入热降解气阶段，二是早期形成的多种赋存状态的液态烃达到了热裂解生气阶段。换言之，海相深层有机质以生气为主，天然气是海相深层油气资源的主体。原油裂解气、酪根降解气都可成为海相深层天然气的重要来源。一个关键科学问题是，天然气的成因类型如何判识，即对于一个具体的工业气藏，其天然气究竟来自干酪根降解？还是来自油裂解？亦或是二者的混合？而这一关键科学问题的核心是干酪根降解气和油裂解气的有效鉴别问题，该问题的解答对于天然气的成藏机理研究、资源规模评估、勘探潜力评价、勘探目标的选取等问题都至关重要，其已经成为制约深层油气勘探的关键之一。针对干酪根降解气和原油裂解气的鉴别问题，国内外学者已进行了大量的实验和实例研究，并提出了许多有益的指标和图版。主要包括三方面：一是天然气组分和单体烃碳同位素交会关系，主要是三个图版，LN(C1/C2)-LN(C2/C3)、LN(C2/C3)-(δ13C2-δ13C3)、LN(C2/C1)-(δ13C1-δ13C2)，这三个图版在以往的油裂解气判识中广泛应用，但不适合深层高过成熟阶段天然气的判识；二是轻烃组分指标，主要有甲基环己烷/正庚烷、(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/正己烷两个比值；三是金刚烷，4-甲基双金刚烷、3-甲基双金刚烷及二者的比值指标。后两个鉴别指标的缺陷是分子数太高，在海相深层高过成熟天然气中含量甚微，几乎难以检测到，其代表性、适用性均差。上述图版和指标，是目前国内外判识原油裂解气与干酪根降解气的重要依据，在部分盆地和气田的应用，效果较好。然而，随着深层天然气勘探规模加大，天然气地球化学特征更加丰富多样，上述指标和图版的使用越来越显示出其局限性。究其原因，前人提出的指标和图版都基于模拟实验得到的数据，其实验条件有两方面不足：一是实验温度相对较低(<500℃)，未能反映高过成熟阶段的生气特征；二是样品边界条件单一，没有考虑真实地质环境下的流体介质对有机质生烃的影响。因此，亟需建立新的判识方法，既能适用于高过成熟阶段深层天然气的判识，又能反映真实地质环境下流体介质的影响；从而更加有效的鉴别干酪根降解气和原油裂解气，已经成为亟待解决的技术难题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提出一种动态判识海相深层天然气成因类型的方法，能够更加有效的鉴别干酪根降解气和原油裂解气。本专利技术的目的通过以下技术方案得以实现：一种动态判识海相深层天然气成因类型的方法，包括如下步骤：对海相烃源岩开展生烃模拟实验，构建三维基准判识图版；根据天然气产出井的产气数据，确定待判识天然气主力产层，采集该产层的天然气样品；测试采集的天然气样品的气体组分特征和单体烃碳同位素特征；根据测试得到的天然气样品的单体烃碳同位素特征，按照公式Ⅰ计算天然气成熟度：δ13C1＝14.13lgEasyRo-34.39(Ⅰ)将测试得到的天然气组分特征、单体烃碳同位素特征及成熟度数据投入三维基准判识图版，鉴别天然气成因类型。上述的动态判识海相深层天然气成因类型的方法中，天然气成熟度作为三维基准判识图版的一个量的引入，能够实现对海相深层天然气成因类型的动态判识。上述的动态判识海相深层天然气成因类型的方法中，选用δ13C1进行计算，可以使得天然气成熟度的计算比较精确；公式Ⅰ中，EasyRo为天然气成熟度，δ13C1可以为C1单体烃同位素含量值。上述的动态判识海相深层天然气成因类型的方法中，根据天然气产出井的产气数据，确定待判识天然气主力产层，这里所用的分析方法采用常规的方法。上述的动态判识海相深层天然气成因类型的方法中，优选的，对海相烃源岩开展生烃模拟实验，构建三维基准判识图版包括如下步骤：采集海相低熟烃源岩和海相正常原油样品；对海相低熟烃源岩样品进行处理，制备低熟烃源岩干酪根；开展熟烃源岩干酪根或海相正常原油样品裂解生气实验，并分别测试得到产物的气体组分特征和单体烃碳同位素特征；计算天然气的成熟度；根据天然气组分特征、单体烃碳同位素特征及成熟度数据，分别建立海相低熟烃源岩和海相正常原油样品的如下7种组合关系，包括：关系(1)：LN(C1/C2)—(δ13C1-δ13C2)—Ro；关系(2)：LN(C1/C2)—LN(C2/C3)—Ro；关系(3)：δ13C1—(δ13C2-δ13C3)—Ro；关系(4)：δ13C1—δ13C2—Ro；关系(5)：(C1/C1-5)—(δ13C2-δ13C3)—Ro；关系(6)：(C1/C1-5)—δ13C1—Ro和关系(7)：δ13C1—(δ13C2-δ13C3)—Ro；依据上述7种组合关系，分别构建该7种组合关系的三维基准判识图版。上述的关系式中，C1可以为气体组分特征C1的百分含量，C2、C3和C1-5分别可以为C1的百分含量、C2的百分含量、C1-5的百分含量；Ro为天然气成熟度；δ13C1、δ13C2和δ13C3可以为的C1、C2、C3单体烃碳同位素含量。上述的动态判识海相深层天然气成因类型的方法中，对海相烃源岩开展生烃模拟实验，构建三维基准判识图版的步骤中，计算天然气的成熟度所使用的方法可以为现有技术中的常规方法。上述的动态判识海相深层天然气成因类型的方法中，优选的，对海相低熟烃源岩样品进行处理，制备低熟烃源岩干酪根包括将海相低熟烃源岩样品粉碎至80-100目，再依次对粉碎后的海相低熟烃源岩样品用三氯甲烷进行抽提，盐酸和/或氢氟酸进行酸化处理，去离子水反复冲洗、旋转沉淀，最后得到富集的固态粉末状干酪根的步骤。上述的动态判识海相深层天然气成因类型的方法中，优选的，开展熟烃源岩干酪根和海相正常原油样品裂解生气实验包括：将样品采集区的矿物基质、残留有机质和地层流体介质等，以及低熟烃源岩干酪根和海相正常原油样品在氩气保护下封入黄金管中；将黄金管放入高压釜内进行程序加热，将成熟度延伸至EasyRo＝4.5％左右，进行裂解反应；将反应完成的黄金管从高压釜中取出，置于固定体积的真空系统中，对反应产物使用气相色谱仪在线自动检测。根据具体实施方案，优选的，开展熟烃源岩干酪根和海相正常原油样品裂解生气实验包括：将样品采集区的矿物基质、残留有机质和地层流体介质等(5-40mg)，以及低熟烃源岩干酪根和海相正常原油样品(5-40mg)在氩气保护下封入黄金管(尺寸40mm×4.2mm)中；将黄金管放入高压釜内进行程序加热，将成熟度延伸至EasyRo＝4.5％左右，进行裂解反应；将反应完成的黄金管从高压釜中取出，置于固定体积的真空系统中，该真空系统与6890N型气相色谱仪直接相连，反应产物可以在线自动完成成份及碳同位素测试。本专利技术的开展熟烃源岩干酪根和海相正常原油样品裂解生气实验中，将样品采集区的矿物基质、残留有机质和地层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态判识海相深层天然气成因类型的方法，包括如下步骤：对海相烃源岩开展生烃模拟实验，构建三维基准判识图版；根据天然气产出井的产气数据，确定待判识天然气主力产层，采集该产层的天然气样品；测试采集的天然气样品的气体组分特征和单体烃碳同位素特征；根据测试得到的天然气样品的单体烃碳同位素特征，按照公式Ⅰ计算天然气成熟度：δ13C1＝14.13lg EasyRo‑34.39           (Ⅰ)将测试得到的天然气组分特征、单体烃碳同位素特征及成熟度数据投入三维基准判识图版，鉴别天然气成因类型。

【技术特征摘要】
1.一种动态判识海相深层天然气成因类型的方法，包括如下步骤：对海相烃源岩开展生烃模拟实验，构建三维基准判识图版；根据天然气产出井的产气数据，确定待判识天然气主力产层，采集该产层的天然气样品；测试采集的天然气样品的气体组分特征和单体烃碳同位素特征；根据测试得到的天然气样品的单体烃碳同位素特征，按照公式Ⅰ计算天然气成熟度：δ13C1＝14.13lgEasyRo-34.39(Ⅰ)将测试得到的天然气样品的气体组分特征、单体烃碳同位素特征及成熟度数据投入三维基准判识图版，鉴别天然气成因类型。2.根据权利要求1所述的动态判识海相深层天然气成因类型的方法，其特征在于：对海相烃源岩开展生烃模拟实验，构建三维基准判识图版包括如下步骤：采集海相低熟烃源岩和海相正常原油样品；对海相低熟烃源岩样品进行处理，制备低熟烃源岩干酪根；开展低熟烃源岩干酪根和海相正常原油样品裂解生气实验，并分别测试得到产物的气体组分特征和单体烃碳同位素特征；计算天然气的成熟度；根据产物的气体组分特征、单体烃碳同位素特征及成熟度数据，分别建立海相低熟烃源岩和海相正常原油样品的如下7种组合关系，包括：关系(1)：LN(C1/C2)—(δ13C1-δ13C2)—Ro；关系(2)：LN(C1/C2)—LN(C2/C3)—Ro；关系(3)：δ13C1—(δ13C2-δ13C3)—Ro；关系(4)：δ13C1—δ13C2—Ro；关系(5)：(C1/C1-5)—(δ13C2-δ13C3)—Ro；关系(6)：(C1/C1-5)—δ13C1—Ro；关系(7)：δ13C1—(δ13C2-δ13C3)—Ro；依据上述7种组合关系，分别构建该7种组合关系的三维基准判识图版。3.根据权利要求2所述的动态判识海相深层天然气成因类型的方法，其特征在于：对海相低熟烃源岩样品进行处理，制备低熟烃源岩...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡素云，王铜山，李霞，李永新，李秋芬，石书缘，
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