一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法与流程

专利检索2025-05-16  15


本发明属于地球物理勘探领域,具体涉及一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法。


背景技术:

1、页岩油气革命改变着世界能源格局,成为全球石油行业的研究热点。在页岩油气藏勘探开发中,烃源岩的定量评价和空间展布描述是页岩油气资源评价的重要组成部分,而烃源岩中的有机质丰度即有机碳含量及toc是评价其生烃能力的最重要指标之一;目前,我们已经认识到随着烃源岩生、排烃作用的进行,烃源岩中残余有机质丰度逐渐降低;对于高成熟和过成熟烃源岩来说,如果用现今地层残余有机碳含量进行烃源岩品质评价和页岩油气资源量估算,结果就会严重失真,直接影响页岩油气勘探开发和经济效益,因此如何定量表征高成熟页岩地层原始有机质丰度并对其空间分布进行精细预测对于页岩油气藏具有重要作用。

2、现有的烃源岩原始有机质丰度评价方法较多,比如热模拟实验法、元素模型法、生烃动力学法等,这些计算方法主要以分析测试为主,都需要大量的高精度实验数据,实际操作中难度大、费用高、周期长,实现复杂,同时有些关键参数难以获得。除此之外,没有利用三维地震资料对烃源岩原始有机质丰度空间分布进行直接预测方法。为此我们发明了一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法,解决了上述技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法,从烃源岩演化过程出发,统计交会分析优选原始有机质丰度特征参数的敏感弹性参数并建立预测模型,利用叠后地震反演实现了原始有机质丰度特征参数预测,进而评价高成熟页岩地层生烃能力及优质烃源岩空间展布,提高页岩油气藏勘探开发精度、降低勘探开发风险。

2、为了实现以上目的,本发明所采用的的技术方案是:一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法,包括以下步骤:

3、步骤1,从烃源岩演化本质出发,提出能够表征高成熟页岩地层的原始有机质丰度特征参数;

4、步骤2,进行页岩样品岩石物理实验测量、地球化学测量及物性测量,得到岩石物理参数、残余有机碳含量及总孔隙度,计算现今残余有机质体积含量和原始有机质丰度特征参数;

5、步骤3,对页岩样品岩石物理参数和原始有机质丰度特征参数进行交会分析,优选原始有机质丰度特征参数的敏感弹性参数,建立原始有机质丰度特征参数预测模型;

6、步骤4,利用叠后地震反演技术获得原始有机质丰度特征参数预测模型所需的敏感弹性参数;

7、步骤5,利用步骤3中的原始有机质丰度特征参数预测模型以及步骤4中反演得到的敏感弹性参数计算原始有机质丰度特征参数,用于页岩地层烃源岩品质和生烃能力评价。

8、步骤1具体做法是用现今地层的残余有机质体积和有机生烃的孔隙体积之和反映原始地层有机质体积含量,评价页岩有机质丰度和生烃能力;对于高成熟页岩地层,有机生烃的孔隙是主要孔隙类型,有机生烃的孔隙占总孔隙90%以上,因此用总孔隙度替代生排烃过程中产生的孔隙体积;提出能够表征高成熟页岩地层的原始有机质丰度特征参数为现今地层的残余的有机质体积含量与总孔隙度之和,公式如下:

9、

10、式中:p为原始有机质丰度特征参数,单位为%;

11、为残余有机质体积含量,单位为%;

12、为总孔隙度,单位为%。

13、步骤2具体做法是所述的岩石物理参数包括纵波速度、横波速度、页岩骨架密度、有机质密度、纵波阻抗、横波阻抗、泊松比及杨氏模量;利用步骤1计算页岩样品的原始有机质丰度特征参数;利用测量的残余有机碳含量计算现今的残余有机质体积含量,公式如下:

14、

15、式中:为残余有机质体积含量,单位为%;

16、prock为页岩骨架密度,单位g/cm3;

17、pom为有机质密度,单位g/cm3;

18、k为有机质转换系数,一般取值为1.25;

19、wtoc为残余有机碳含量,单位为%。

20、步骤3具体做法是基于步骤2计算的原始有机质丰度特征参数和测量的岩石物理参数,通过统计交会分析,优选相关系数最高的岩石物理参数作为原始有机质丰度特征参数的敏感弹性参数,其拟合的交会分析方程作为原始有机质丰度特征参数的预测模型;

21、原始有机质丰度特征参数与纵波速度、横波速度、密度、纵波阻抗、横波阻抗、泊松比及杨氏模量的相关系数最高的岩石物理参数是纵波阻抗,因此优选纵波阻抗作为原始有机质丰度特征参数的敏感弹性参数,其拟合的交会分析方程作为原始有机质丰度特征参数的预测模型,公式如下:

22、p=-1.87×ai+25.74

23、式中:p为原始有机质丰度特征参数,单位为%;

24、al为纵波阻抗,单位为gg·m-2·s-1。

25、步骤4具体做法是基于地震数据,利用叠后地震反演技术获得原始有机质丰度特征参数预测模型所需的敏感弹性参数是纵波阻抗ai。

26、步骤5具体做法是将步骤4得到的纵波阻抗ai代入步骤3原始有机质丰度特征参数预测模型中,计算得到原始有机质丰度特征参数,反映优质烃源岩变化规律,实现页岩地层生烃能力定量描述。

27、本发明的有益效果是:

28、本发明从烃源岩演化本质出发,提出能够表征高成熟页岩地层原始有机质丰度的特征参数,方法原理简单,容易理解,可大规模推广应用,有效解决了现有以分析测试为主的烃源岩原始有机质丰度评价方法实验难度大、费用高、周期长、实现复杂等问题和不足;通过典型页岩样品实验测量,利用统计交会分析优选原始有机质丰度特征参数的敏感弹性参数并建立预测模型,依托叠后地震反演实现了原始有机质丰度特征参数预测,进而评价高成熟页岩地层生烃能力及优质烃源岩空间展布,填补了高成熟页岩地层原始有机质丰度地震预测方法的空白,从根本上提高了页岩油气藏勘探成功率、降低了勘探开发风险。

29、附图说明



技术特征:

1.一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法,其特征在于:包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法,其特征在于:步骤1,从烃源岩演化本质出发,提出能够表征高成熟页岩地层的原始有机质丰度的特征参数;

3.如权利要求1所述的一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法,其特征在于:步骤2,进行页岩样品岩石物理实验测量、地球化学测量及物性测量,得到岩石物理参数、残余有机碳含量及总孔隙度,计算现今地层的残余有机质体积含量和原始有机质丰度特征参数;

4.如权利要求1所述的一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法,其特征在于:步骤3,对页岩样品岩石物理参数和原始有机质丰度特征参数进行交会分析,优选原始有机质丰度特征参数的敏感弹性参数,建立原始有机质丰度特征参数预测模型;

5.如权利要求1所述的一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法,其特征在于:步骤4,利用叠后地震反演技术获得原始有机质丰度特征参数预测模型所需的敏感弹性参数;

6.如权利要求1所述的一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法,其特征在于:步骤5,利用步骤3中的原始有机质丰度特征参数预测模型以及步骤4中反演得到的敏感弹性参数计算原始有机质丰度特征参数,用于页岩地层烃源岩品质和生烃能力评价;


技术总结
本发明公开了一种高成熟页岩地层原始有机质丰度定量表征及预测方法,本发明解决了现有以分析测试为主的烃源岩原始有机质丰度评价方法实验难度大、费用高、周期长、实现复杂等问题和不足,本发明的步骤1,提出能够表征高成熟页岩地层原始有机质丰度的特征参数;步骤2,计算现今地层残余的有机质体积含量和原始有机质丰度特征参数;步骤3,建立原始有机质丰度特征参数预测模型;步骤4,利用叠后地震反演技术获得原始有机质丰度特征参数预测模型所需的敏感弹性参数;步骤5,计算原始有机质丰度特征参数,用于页岩地层烃源岩品质和生烃能力评价;本发明提高了高成熟页岩油气藏勘探成功率,最大程度降低了勘探开发风险,提升了页岩油气经济效益。

技术研发人员:何文渊,蒙启安,赵海波,王团,唐晓花
受保护的技术使用者:大庆油田有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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