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    重庆时时彩中奖率高吗: 一种确定烃源岩游离烃排出临界条件的方法.pdf

    关 键 词:
    一种 确定 烃源岩 游离 排出 临界 条件 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201310009048.4

    申请日:

    2013.01.10

    公开号:

    CN103926389A

    公开日:

    2014.07.16

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01N 33/24申请公布日:20140716|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 33/24申请日:20130110|||公开
    IPC分类号: G01N33/24 主分类号: G01N33/24
    申请人: 中国石油大学(北京)
    发明人: 庞雄奇; 姜福杰; 郭继刚
    地址: 102249 北京市昌平区府学路18号
    优先权:
    专利代理机构: 北京瑞恒信达知识产权代理事务所(普通合伙) 11382 代理人: 曹津燕;张伟
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310009048.4

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.03.23|||2014.08.13|||2014.07.16

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明建立了烃源岩演化过程中游离烃排出临界条件的概念模型和利用生烃量、残留烃临界饱和量、水溶相排烃量及扩散相排烃量四个参数定量判别这一临界条件的技术方法。当烃源岩生烃量大于残留烃临界饱和量与水溶相和扩散相排烃量之和时,表明烃源岩已进入游离烃排出临界条件;当烃源岩生烃量等于残留烃临界饱和量与水溶相和扩散相排烃量之和时,表明烃源岩正处于游离烃排出临界条件,此时烃源岩对应的埋深条件或演化程度均可表征游离烃排出临界条件;当烃源岩生烃量小于残留烃临界饱和量与水溶相和扩散相排烃量之和时,表明烃源岩尚未进入游离烃排出临界条件?!坝卫胩懦隽俳缣跫备拍钅P偷慕⒑图际醴椒ǖ奶岢雒植沽松畔奁兰厶囱抑柿康牟蛔?,对于客观评价烃源岩的资源潜力和指明油气勘探的正确方向具有重大的理论技术意义。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种确定烃源岩游离烃排出临界条件的方法,所述方法包括以下步骤:
    (1)通过烃源岩热解实验和岩石密度测试实验获取烃源岩的有机质丰度、烃源岩内有机质的油气发生率以及烃源岩密度,进而计算每立方米烃源岩的生烃量;
    (2)在分别计算每立方米烃源岩吸附残留气态烃量、水溶残留气态烃量、油溶残留气态烃量和残留液态烃量的基础上,计算每立方米烃源岩残留烃临界饱和量;
    (3)根据每立方米烃源岩排水量和烃在水中的溶解度计算每立方米烃源岩水溶相排烃量;
    (4)依据每立方米烃源岩水与邻接的储层水的气态烃浓度梯度、地史时间、烃扩散系数、扩散面积计算每立方米烃源岩扩散相排气态烃量;
    (5)确定烃源岩游离烃排出临界条件,比较每立方米烃源岩生烃量与残留烃临界饱和量、水溶相排气态烃量、扩散相排气态烃量三者之和的大小关系,当生烃量小于三者之和时,烃源岩未达到游离烃排出临界条件;当每立方米生烃量等于三者之和时,烃源岩达到游离烃排出临界条件,此时,烃源岩对应的埋深Z和镜质体反射率Ro均可表征烃源岩游离烃排出的临界条件。

    2.  根据权利1所述的方法,其中,步骤(1)包括对每立方米烃源岩生烃量的计算,计算公式为:
    Qp=Rp(Ro,KTI)×ρr(Z)×TOC
    其中,Qp为单位体积烃源岩的生烃量,kg/m3或者m3/m3;Rp为每吨有机质的油气发生率,kg/tC或者m3/tC;ρr为烃源岩密度,g/cm3或者t/m3;TOC为烃源岩中的有机碳百分含量,%;Ro为镜质体反射率,%;KTI为干酪跟类型指数,无量纲;Z为烃源岩埋深,m。

    3.  根据权利1所述的方法,其中,步骤(2)包括对每立方米烃源岩残留烃临界饱和量的计算,计算公式为:
    Qrm=Qrb+Qrw+Qrog+Qro
    其中,Qrm为单位体积烃源岩残留烃临界饱和量,kg/m3或者m3/m3;Qrb为单位体积烃源岩吸附残留气态烃, m3/m3;Qrw为单位体积烃源岩水溶残留气态烃,m3/m3;Qrog为单位体积烃源岩油溶残留气态烃,m3/m3;Qro为单位体积烃源岩残留液态烃,kg/m3或者m3/m3。

    4.  根据权利1所述的方法,其中,步骤(3)包括对每立方米烃源岩水溶相排烃量的计算,计算公式为:
    Qew=qw×Vw
    其中,Qew为单位体积烃源岩水溶相排烃量,kg/m3或者m3/m3;qw为烃在水中溶解度,g/100g水或者cm3/100cm3水;Vw为单位体积烃源岩排出的水量,g、kg或者t。

    5.  根据权利1所述的方法,其中,步骤(4)包括对每立方米烃源岩扩散相排气态烃量的计算,计算公式为:
    Qed=∫0tS×Ddcdz×dt]]>
    其中,Qed为单位体积扩散相排气态烃量,kg/m3或者m3/m3;S为单位体积烃源岩中,扩散相排烃的面积,m2;D为烃扩散系数,cm2/s;为烃浓度沿扩散方向的变化率,即烃浓度梯度,m3/m3·m;t为扩散排烃时间,s。

    6.  根据权利1所述的方法,其中,步骤(5)包括确定烃源岩游离烃排出临界条件,计算公式为:
    Qes=Qp(Qrm+Qew+Qed)
    其中,Qp为单位体积烃源岩生烃量,kg/m3或者m3/m3;Qrm为单位体积烃源岩残留烃临界饱和量,kg/m3或者m3/m3;Qew为单位体积烃源岩水溶相排烃量,kg/m3或者m3/m3;Qed为单位体积烃源岩扩散相排气态烃量,m3/m3;Qes为单位体积烃源岩游离相排烃量,kg/m3或者m3/m3;
    当Qes<0时,烃源岩未达到游离烃排出临界条件;当Qes=0时,烃源岩正处在游离烃排出临界条件,此时烃源岩对应的埋深Z或者演化程度Ro均可用来表征烃源岩游离烃排出的临界条件。

    说明书

    说明书一种确定烃源岩游离烃排出临界条件的方法
    技术领域
    本发明涉及油气资源评价领域的一种技术方法,具体说是涉及到利用烃源岩生烃量和残留烃临界饱和量、水溶相排烃量及扩散相排烃量三者之和的大小关系建立的一种确定烃源岩开始大量排烃临界地质条件的方法
    背景技术
    生烃门限这一概念目前在油气田勘探实践中广泛应用。它是指有机质演化过程中开始大量向油气转化的临界地质条件,一般用对应条件下的有机质中的镜质体反射率Ro表示。在一般的地质条件下,烃源岩生烃门限点处的镜质体反射率Ro为0.5%(Tissot B P,  Welte D H. 1978. Petroleum Formation and Occurrence. Springer-Verlag.)。这一概念提出以后,一些学者用其判别源岩和非源岩、用其确定源岩开始大量生烃期和开始大量排烃的临界地质条件,用其划分成熟生烃岩范围和计算油气资源量(邬立言等.1986.生油岩热解快速定量评价.北京:科学出版社.)。
    生烃门限是有机质的转化程度指标,如果不与有机质丰度和类型结合,它既不能反映源岩的生烃量,也不能反映源岩的排烃量。用其作为源岩排烃的临界标准在理论上和实际上都会遇到困难。
    生烃门限只表明源岩的转化程度,不表明生烃量大小。用生烃门限作为源岩的排烃临界地质条件没有考虑烃源岩生烃因素的影响。镜质体反射率是烃源岩转化程度的标度。烃源岩转化程度再高,如果不含有有机质也不能生、排油气。烃源岩含有机质,但是如果丰度低或类型特别差也不能生成大量油气。当生成的烃量不能满足自生吸附等形式的残留需要时也不能开始排出烃类。相反,一些有机质丰度高或者类型好的烃源岩在未进入生烃门限时,由于生成了较多的烃量,它们一旦饱和了自身需要就能够开始大量排出烃类。
    生烃门限只表明有机质的转化程度,不表明烃源岩的排烃条件。用生烃门限作为烃源岩排烃临界地质条件没有考虑烃源岩残留烃能力对烃源岩大量排烃临界地质条件的影响。生烃量完全相同的烃源岩,有的在未成熟阶段 就大量排烃,有的进入高成熟阶段后也不能大量排烃。这些差异性是区域地质条件和烃源岩自身特性对其生烃量不同大小的残留作用造成的。欠压实地层排烃条件差,大量排烃时间较正常压实地层晚;煤层残留烃能力强,排烃较含Ⅰ型有机质的烃源岩晚;泥岩在同样条件下残留烃临界饱和量较碳酸盐岩大,因此排烃时间晚。这些说明,生烃门限即便在考虑了有机质丰度与类型等生烃因素的前提下,如果不考虑排烃条件,也不能用作烃源岩大量排烃的临界标志。
    生烃门限用作烃源岩排烃临界条件无法解释未成熟油气的成藏作用。未成熟油藏的发现不仅说明了生烃门限不宜作为油气大量排出临界条件标志,而且对晚期成油理论也提出了质疑。生烃门限仅是晚期成油理论为讨论问题方便而提出的划分成烃阶段的界限指标,不能作为一个属性或特征突变的临界点。生烃门限不宜作为有机质生烃的起点,也不宜作为有机质开始大量生烃的突变点。
    基于上述讨论,生烃不等于排烃,烃源岩的生烃门限不能表征烃源岩是否开始排烃。烃源岩只有生成并且排出了油气才能称为有效烃源岩。因此,生烃门限的概念不能客观地评价烃源岩的质量,影响着油气的勘探和开发。
    含油气盆地烃源岩排烃特征评价方法有多种,如干酪根类型法(Pepper A S, 王世谦, 刘成根. 1995.定量评价烃源岩排烃特性的一种新办法. 天然气勘探与开发.)、物理模拟实验法(Sweeney J J, Braun R L, Burnham A K, et al. 1995. Chemical kinetic model of hydrocarbon generation, expulsion, and destruction applied to the Maracaibo Basin, Venezuela. AAPG Bulletin; Nakayama K. 1987. Hydrocarbon-expulsion model and its application to Niigata area, Japan. AAPG Bulletin.)、有机质成熟度法(张文正, 杨华, 李剑锋, 等. 2006. 论鄂尔多斯盆地长7 段优质油源岩在低渗油气成藏富集中的主导作用——强生排烃特征及机理分析. 石油勘探与开发.)、化学动力学法(卢双舫, 徐立恒, 申家年, 等. 2006. 富台油田成藏期与生排烃期的匹配关系. 新疆石油地质.)以及盆地模拟法(石广仁. 1994. 油气盆地数值模拟方法. 北京: 石油工业出版社; Burrus J, Wolf S, Osadetz K, et al. 1996. Physical and numerical mod-elling constraints on oil expulsion and accumulation in the Bakken and Lodgepole petroleum systems of the Williston Basin(Canada-USA). Bulletin of Canadian Petroleum Geology.)等。
    这些方法都是在传统生烃门限的基础上建立起来的,忽略了未熟-低熟 油气等的贡献,存在一定的弊端。
    发明内容
    本发明的目的就是克服“生烃门限”这一传统概念不能客观评价烃源岩排烃潜力的缺陷,提出了烃源岩“游离烃排出临界条件”的概念,用以表征烃源岩开始大量排烃的临界地质条件,认为烃源岩在埋藏演化过程中,只有满足了自身吸附、孔隙水溶解、油溶解和毛细管封堵等多种形式的存留之后,才开始以游离相大量排出油气,这个开始大量排出游离相油气的临界点称为游离烃排出临界条件。
    基于这个概念,建立了烃源岩埋深演化过程中游离烃排出临界条件概念模型(图1)。
    游离烃排出临界条件与生烃门限相比有三个特点:①该临界条件受烃源岩生烃作用、残留烃作用和排烃作用的控制,任一因素的改变都影响油气的大量排出或该临界条件的变化;②游离烃排出临界条件是烃源岩生、留油气矛盾作用的转折点。在这之前,烃源岩的生烃量小于残留烃临界饱和量;在这之后,烃源岩的生烃量大于残留烃临界饱和量;③游离烃排出临界条件是烃源岩排烃相态变化的临界转折点。在这之前,烃源岩只能以水溶相和扩散相排烃;在这之后,烃源岩除以水溶相、扩散相排烃外,主要以游离相大量排烃。
    游离烃排出临界条件概念的提出不仅表明了烃源岩排烃临界地质条件存在的客观性,而且揭示了生烃作用、残留烃作用和排烃作用与烃源岩排烃临界地质条件的相互关系。烃源岩的生烃作用是有机质丰度TOC、类型KTI和镜质组反射率Ro等因素决定的。烃源岩的残留烃能力与实际地质条件下烃源岩对油气的吸附作用、水溶作用、油溶作用及毛细管封堵作用有关。
    游离烃排出临界条件概念及其判别标准科学地、定量地确定了上述各种地质因素和地质作用之间的相互关系,从而为排烃临界地质条件的定量研究开辟了途径。烃源岩有效排烃的开始即是进入了游离烃排出临界条件。
    烃源岩是否进入游离烃排出临界条件的判别方法主要建立在烃源岩生烃量与烃源岩残留烃量大小关系的比较上,基本公式为:
    Qp-Qrm-Qew-Qed<0    未入游离烃排出临界条件
    Qp-Qrm-Qew-Qed=0    处于游离烃排出临界条件 
    Qp-Qrm-Qew-Qed>0    进入游离烃排出临界条件
    其中,Qp为单位体积烃源岩生烃量,kg/m3或者m3/m3;Qrm为单位体积烃源岩残留烃饱和量,kg/m3或者m3/m3;Qew为单位体积烃源岩水溶排烃量,kg/m3或者m3/m3;Qed为单位体积烃源岩扩散排烃量,m3/m3。
    通过上面的方法,分别准确地计算出烃源岩在埋深演化过程中的生烃量,残留烃临界饱和量及以水溶相和扩散相排出的烃量,就可以确定烃源岩中烃类以游离相大量排烃时对应的地质条件,也即烃源岩的游离烃排出临界条件。
    根据烃源岩的有机质丰度,烃源岩密度和烃源岩内有机质的油气发生率可以计算每立方米烃源岩的生烃量,计算公式为:
    Qp=Rp(i)×ρr×TOC
    其中,Qp为每立方米烃源岩生烃量,kg/m3或者m3/m3;Rp为每吨有机母质的油气发生率,kg/tC或者m3/tC;ρr为烃源岩密度,g/cm3或者t/m3;TOC为烃源岩中的有机碳质量百分数,%;i代表不同的油气组分,无量纲。
    在分别计算烃源岩吸附残留气态烃量、水溶残留气态烃量、油溶残留气态烃量和残留液态烃量的基础上,可以计算出烃源岩残留烃临界饱和量,计算公式为:
    Qrm=Qrb+Qrw+Qrog+Qro
    其中,Qrm为单位体积烃源岩总残留烃量,kg/m3或者m3/m3;Qrb为单位体积烃源岩吸附残留气态烃, m3/m3;Qrw为单位体积烃源岩水溶残留气态烃,m3/m3;Qrog为单位体积烃源岩油溶残留气态烃,m3/m3;Qro为单位体积烃源岩残留液态烃,kg/m3或者m3/m3。
    根据烃源岩排水量和烃在水中的溶解度可以计算水溶相排烃量,计算公式为:
    Qew=qw×Vw
    其中,Qew为单位体积烃源岩水溶相排烃量,kg/m3或者m3/m3;qw为烃在水中溶解度,g/100g水或者m3/m3水;Vw为单位体积烃源岩排出的水量,g、kg或者t。
    依据烃源岩水与邻接的储层水的烃浓度梯度、地史时间、烃扩散系数和扩散面积可以计算烃源岩扩散相排烃量,计算公式为:
    Qed=&Integral;0tS×Ddcdz×dt]]>
    其中,Qed为单位体积扩散相排气态烃量,kg/m3或者m3/m3;S为单位体积烃源岩中,扩散相排烃的面积,m2;D为烃扩散系数,cm2/s;为烃浓度沿扩散方向的变化率,即烃浓度梯度,m3/m3·m;t为扩散排烃时间,s。
    该方法可以确定烃源岩以游离相形式排出的各种主要组分的临界条件,如甲烷气排出临界条件、重烃气排出临界条件和液态烃排出临界条件等。
    附图说明
    图1是烃源岩埋深演化过程中游离烃排出临界条件概念模型;
    图2是南堡凹陷沙三段烃源岩生烃量计算结果实例;
    图3是南堡凹陷沙三段烃源岩游离烃排出临界条件确定实例。
    具体实施方式
    烃源岩游离烃排出临界条件的确定是基于四个参数:生烃量、残留烃临界饱和量、水溶相排烃量和扩散相排烃量,生烃量如果大于残留烃临界饱和量、水溶相排烃量和扩散相排烃量三者之和,则表明烃源岩已经进入游离烃排出临界条件,反之,则烃源岩尚未进入游离烃排出临界条件,因此, 要确定游离烃临界条件就要分别计算烃源岩的生烃量、残留烃临界饱和量、水溶相排烃量和扩散相排烃量,残留烃临界饱和量包含吸附残留气态烃量、水溶残留气态烃量、油溶残留气态烃量和残留液态烃量。
    生烃量的计算,烃源岩生烃量取决于烃源岩内有机碳质量百分数TOC、类型KTI和镜质组反射率Ro,每立方米烃源岩生烃量的计算公式为:
    Qp=Rp(i)×ρr×TOC
    其中,Qp为每立方米烃源岩生烃量,kg/m3或者m3/m3;Rp为每吨有机母质的油气发生率,kg/tC或者m3/tC;ρr为烃源岩密度,g/cm3或者t/m3;TOC为烃源岩中的有机碳质量百分数,%;i代表不同的油气组分,无量纲。
    Rp为当前单位重量有机质在地史过程中的生烃量,简称油气发生率,单位重量有机质用有机碳质量百分数表示。,其中B为油气转化率, 可以通过烃源岩热模拟实验获得。不同油气组分,其油气发生率不同。
    生烃量计算公式可计算单位体积烃源岩中,不同油气组分的生成数量,这个数量随烃源岩的埋深Z和镜质组反射率Ro的变化而变化,见图2。
    残留烃临界饱和量的计算,烃源岩内残留烃量包括液态残留烃量和气态残留烃量,气态残留烃量包含吸附残留气态烃量、水溶残留气态烃量和油溶残留气态烃量。
    残留液态烃量计算,从内因上看,烃源岩对液态烃的残留能力主要受到四个因素的控制,即烃源岩性质对残留液态烃的控制、生烃作用对残留液态烃的控制、温压条件对残留液态烃的控制以及压实作用对残留液态烃的控制。其计算公式为:
    Qro=ρo×(φn+Δφ)
    Som=f(TOC)×11-Bk×e-φnD&CenterDot;(Ro-R)2]]>
    f(TOC)=A0+A1×C+A2
    Bk=0.81-1.05×Ro+0.18×(Ro)2
    其中,Qrm为单位体积烃源岩残留液态烃量,kg/m3;为烃源岩在正常压实状态下的孔隙度,%;为烃源岩在欠压实状态下的剩余孔隙度,%;Som为烃源岩残留液态烃饱和度,%;f(TOC)为烃源岩残留液态烃量与有机质丰度的相关因子,无量纲;Bk为轻烃的重量C1-4占其它组分重量C5+的百分数,%;TOC为有机碳质量百分数,%;Ro为镜质体反射率,%;ρo为残留液态烃的密度,kg/m3;A0、A1、A2、D和R’为烃源岩吸附液态烃能力与有机碳质量百分数的相关系数,陆相泥质烃源岩可分别取0.23、8.81、-3.53、-1.34和0.95。
    吸附气态烃量计算,烃源岩吸附气态烃量主要与烃源岩的性质、地层压力、埋藏温度、气态烃组分、气态烃浓度等因素相关,其计算公式为:
    Qrb=Ki×ρr×K(TOC)×K(Ro)Kw×ai×bi×p1+bi×p×e-n×(T-20)]]>
    n=0.020.993+0.0017×p]]>
    K(Ro)=0.836+0.68×(Ro)+0.498×(Ro)2
    K(TOC)=A0+A1×TOC
    Kw=1+0.445×e1-p
    Ki=0.0790.004780.00660.0038]]> ai=0.1170.7231.3091.833]]> bi=5.320.15×p+0.303.04×p+0.68588.688×p+1.065]]> i=CH4C2H6C3H8C4H10]]>
    Qrb为单位体积烃源岩吸附气态烃量,m3/m3;T为地层温度,℃;P为地层压力,Pa;TOC为有机碳质量百分数,%;Ro为镜质体反射率,%;Kw为烃源岩干湿性,无量纲;ρr为烃源岩密度,kg/m3;A0、A1为烃源岩吸附气态烃能力与有机碳质量百分数的相关系数,陆相泥质烃源岩可分别取值6.43、12.81。
    水溶残留气态烃量计算,水溶残留气态烃量主要与烃源岩的含水度、烃类在水中的溶解度以及烃源岩的孔隙度相关,而这三个因素又受到压力、温度、矿化度等多种地质条件的影响,其计算公式为:
    Qrw(i)=qw(i)×φ×(1-So)
    Qrw(i)为单位体积烃源岩中,孔隙水溶解的i组分气态烃的量,m3/m3;qw(i)为单位体积的孔隙水溶解的i组分气态烃的量,m3/m3;φ为烃源岩孔隙度,%;So为烃源岩的含油饱和度,%;i为代表CH4、C2H6、C3H8等气态烃组分。
    qw(i)=qw(1,T,p,XK)×qw(i,T,p)qw(1,T,p)]]>
    qw(1,T,P,Xk)=(8.05×T1.33)×(0.994-0.0032×Xk+0.0007×T)
    qw(1,T,P)=a0i+a1i×P+a2i×T+a3i×P2+a4i×T2+a5i×P×T
    a01=2.416a11=0.00961a21=-0.0348a31=-1.04×10-5a41=9.05×10-7a51=6.14×10-5]]>   a02=1.229a12=0.00137a22=-0.0175a32=-3.871×10-6a42=3.94×10-7a52=3.27×10-5]]>   a03=0.231a13=0a23=0a33=-3.31×10-6a43=4.26×10-7a53=1.141×10-5]]>
    其中,qw(i)为单位体积孔隙水溶解的气态烃量,m3/m3;T为地层水温 度,℃;P为地层压力,Pa;Xk-地层水矿化度,g/l;qw(1, T, P, Xk)为受压力、温度及水矿化度控制的甲烷气在水中的溶解度,无量纲;qw(i, T, P)为气态烃溶解度随压力、温度及水矿化度的变化参数,无量纲;i为代表CH4、C2H6、C3H8等气态烃组分。
    油溶残留气态烃量计算,油溶气态烃量主要与烃源岩的孔隙度、孔隙水的含油饱和度及气态烃在油中的溶解度相关,而这三个因素又受到压力、温度、矿化度等多种地质条件的影响,其计算公式为:
    Qrog(i)=qo(i)×φ×So
    qo(i)=4.95×K(i)×K(ρo)
    K(i)=(Ai+Bi×P)/100
    K(ρo)=1.75-1.8×ρo
    qog(T,P)=D0+D1×P+D2×T
    A1=62.63A2=18.68A3=9.89A4=4.203]]>   B1=0.00716B2=0.00365B3=0.00212B4=0.00085]]>   D0=-0.726D1=0.387D2=-0.0323]]>
    Qrog(i)为单位体积烃源岩以油溶形式残留的i组分气态烃量,m3/m3;qo(i)为单位体积液态烃溶解的i组分气态烃量,m3/m3;为烃源岩孔隙度,%;So为烃源岩的含油饱和度,%;qo(T, P)为单位体积液态烃溶解的i组分气态烃量,m3/m3;K(i)为不同气态烃组分占油溶气态烃量的比例,无量纲;K(ρo)为油溶气态烃量随油密度的变化因子,无量纲;ρo为液态烃的密度,kg/m3;qog(T, P)为受温压条件控制的油溶气态烃量的函数;T为地层温度,℃;P为地层压力,pa;i为代表CH4、C2H6、C3H8等气态烃组分。
    水溶相排烃量的计算,以水溶相态排出的烃类主要是气态烃。水溶相态排出的气体量主要与气态烃在水中的溶解度、烃源岩的排水量等地质要素相关,其计算公式为:
    Qew=(Qo+Qcw)Σ14qw(i)]]>
    其中,Qew为单位体积烃源岩以水溶相态排出的气体量,m3/m3;qw(i) 为单位体积的孔隙水,溶解的i组分气态烃量,m3/m3;Qo为单位体积的烃源岩,受压实作用排出的流体量,m3;Qcw为单位体积的烃源岩,其蒙脱石的脱水量,m3。
    Qo=φo-φ1-φ×(1-So)]]>
    Qo为单位体积的烃源岩,在压实作用下排出的流体量,m3;Φ为烃源岩的实测孔隙度,%;Φ0为烃源岩位于地表埋深条件时的孔隙度,%;So为烃源岩的含油饱和度,%。
    粘土矿物转化脱水量的计算公式为:
    Qcw=0.245×Cclay×Im×ρr(Z)
    Im=1π×MMI×{π2+arctg[K×(Zt-Zm)]}]]>
    K=tg(π×ItMMI-π2)×1Zt-Zm]]>
    其中,Qcw为单位体积的烃源岩,其蒙脱石转化脱出的水量,m3;Im为蒙脱石转化成伊利石的量,%;K为蒙脱石转化速率系数,无量纲;MMI为烃源岩中,蒙脱石的初始含量,%;Cclay为烃源岩中粘土矿物的含量,%;It为烃源岩中伊利石的含量,%;Zt为烃源岩的埋深,m;Zm为蒙脱石在脱水高峰时对应的埋深,m;ρr(Z)为当埋深为Z时,烃源岩的密度,kg/m3。
    扩散相排烃量的计算,以扩散相态排出的烃类主要是气态烃。扩散相态排气体量主要与烃源岩的厚度、气态烃的扩散系数、气态烃的扩散时间等地质要素相关,计算公式为:
    Qed=&Integral;0tS×Ddcdz×dt]]>
    其中,Qed为单位体积扩散相排气态烃量,kg/m3或者m3/m3;S为单位体积烃源岩中,扩散相排烃的面积,m2;D为烃扩散系数,cm2/s;为烃浓度沿扩散方向的变化率,即烃浓度梯度,m3/m3·m;t为扩散排烃时间,s。
    需要补充说明的是,该方法在确定气态烃排出临界条件时,对于气态烃而言,其排出量还包括油溶相排气态烃量。油溶相态排出的气体量主要与气态烃在油中的溶解度、烃源岩的排出油量等地质要素相关,其计算公式为:
    Qeo=(Qr-Qro)×Σ14qo(i)]]>
    式中:Qeo-单位体积的烃源岩,以油溶相态排出的气体量,m3/m3;Qr-单位体积烃源岩生成的油量,m3/m3;Qro-单位体积烃源岩残存的油量,m3/m3;qo(i)-不同类型气态烃在油中的溶解度,m3/m3; i为代表CH4、C2H6、C3H8等气态烃组分。
    游离相排烃量计算,生烃量减去残留烃饱和量、水溶相排烃量以及扩散相排烃量之后,剩余即为游离相排烃量,其计算公式为:
    Qes=Qp-(Qrm+Qew+Qed)
    其中,Qp为单位体积烃源岩生烃量,kg/m3或者m3/m3;Qrm为单位体积烃源岩最大残留烃量,kg/m3或者m3/m3;Qew为单位体积烃源岩水溶相排烃量,kg/m3或者m3/m3;Qed为单位体积烃源岩扩散相排气态烃量,m3/m3;Qes为单位体积烃源岩游离相排烃量,kg/m3或者m3/m3。
    当Qes<0时,烃源岩未达到游离烃排出临界条件;当Qes=0时,烃源岩正处在游离烃排出临界条件,此时烃源岩对应的埋深Z或者镜质体反射率Ro均可用来表征烃源岩游离烃排出的临界条件,含油气盆地中,埋深Z与镜质体反射率Ro通常具有良好的相关性;当Qes>0时,烃源岩已经进入游离烃排出临界条件。
    对于总烃而言,游离相排烃量计算为以上所述;对于气态烃而言,游离相排气量的计算为生气量减去残留气饱和量、水溶相排气量、油溶相排气量和扩散相排气量四者之和;对于液态烃而言,游离相排油量的计算,则为生油量减去残留油饱和量。
    本方法可以确定烃源岩以游离相形式排出的各种主要组分的临界条件,如甲烷气排出临界条件、重烃气排出临界条件和液态烃排出临界条件等,见图3。
    实际应用中,本方法实现了烃源岩生、留、排烃量的定量计算,对游离烃排出临界地质条件的确定符合物质平衡的原理,具有非常重要的实用意义?!  ∧谌堇醋宰ɡ鴚ww.www.4mum.com.cn转载请标明出处

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