一种多旋回叠合盆地二次生烃研究方法

技术领域

本发明属于石油天然气勘探开发技术领域，具体涉及一种多旋回叠合盆地二次生烃研究方法。

背景技术

二次生烃指烃源岩在地质历史过程中所受温度降低后，导致生烃作用一次生烃作用停止，当所受温度再次升高，达到合适的热动力学条件时，烃源岩再次生烃的过程。中国的多旋回叠合盆地中，烃源岩时代古老，受构造沉积及热演化史的控制，具有间歇性、多期次、多阶段的动态生烃过程，二次生烃作用普遍发生，其对油气聚集成藏的贡献，越来越受重视。因此，开展烃源岩二次生烃的研究不仅具有理论探索意义，对指导多旋回叠合盆地中的油气勘探也具有重要的实际意义。

目前针对二次生烃的研究有两个方面，一方面是通过盆地的构造－热演化史和烃源岩分布、地化特征等来分析二次生烃的发生条件、分布范围以及对油气藏的影响，另一方面通过热模拟实验方法，研究烃源岩二次生烃的生烃过程、生烃量、反应机制以及化学动力学等机理和生烃规律。但大都局限于两者中的某一种方法，很少将两者结合，这也导致其研究成果的实际指导意义较小。如，CN106153666A公开了一种不同埋藏史条件下烃源岩多次生烃特点的模拟方法，所述方法包括：步骤1，选择岩芯样品：步骤2，进行样品成熟度的测定：步骤3，进行盆地沉积埋藏史的恢复；步骤4，进行模拟生烃实验；以及步骤5，根据样品在各模拟阶段生成物资的种类和数量的统计分析，总结其不同的生烃特点。该方法主要解决不同成熟度烃源岩二次生烃过程中不同阶段生成物资的差异性和特点，可以对不同埋藏史条件下的烃源岩的生烃过程及特点进行恢复，计算资源潜力。CN107870373A公开了一种叠合盆地多期非连续性生烃潜力评价方法，该方法包括：步骤1，建立地层格架，评价烃源岩上覆地层展布情况；步骤2，分析盆地构造演化史，划分构造演化单元；步骤3，计算烃源岩上覆被剥蚀地层的剥蚀量，逐层恢复原型盆地；步骤4，利用以上分析结果，结合盆地模拟技术，确定烃源岩埋藏史、地热史、生烃史，确定二次生烃模式；步骤5，计算构造单元不同时期生烃量，评价现今生烃能力，确定有利二次生烃中心。

发明内容

针对上述背景技术存在的问题，本发明旨在提供一种多旋回叠合盆地二次生烃研究方法，在明确其二次生烃起始点的基础上，有针对性的开展二次生烃热模拟实验，准确揭示不同构造单元烃源岩的二次生烃动力学机制，进而建立具有实际指导意义的二次生烃模式。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种多旋回叠合盆地二次生烃研究方法，所述方法包括以下步骤：利用基础有机地化数据评价不同构造单元内的烃源岩品质；选择不同构造单元多口井，恢复其埋藏史、生烃热演化史，利用盆地模拟软件对其热演化史进行模拟；基于热演化史模拟结果，确定二次生烃分布范围、二次生烃起始门限；在发生二次生烃的地区，选择有机质丰度高、成熟度低的样品进行二次生烃热模拟实验，进行研究区烃源岩二次生烃强度、二次生烃特征分析，结合二次生烃动力学参数建立研究区烃源岩二次生烃模式。

进一步地，所用有机地化数据包括总有机碳含量、氯仿沥青“A”含量、镜质体反射率、有机显微组份、干酪根元素以及岩石热解参数：生烃潜量、降解率、最高热解峰温、总烃含量和氢指数。

进一步地，埋藏史的恢复方法为：利用声波时差法、Ro法、地层趋势法恢复地层剥蚀厚度；利用回剥法进行地层压实校正，最终恢复地层埋藏史。

进一步地，热史的恢复方法为：通过调研现有研究成果、收集油井资料确定现今地温场的地温梯度、热导率、生热率及大地热流值特征；利用不同深度的多个样品Ro数据共同确定该时刻的古地温梯度；通过磷灰石/锆石裂变径迹和磷灰石/锆石法，确定样品经历的古温度演化过程，确定研究区古地温场演化过程。

进一步地，盆地模拟使用Basin Mod 1D盆地模拟软件。

进一步地，二次生烃分布范围的确定方法为：通过恢复的生烃热演化史，确定不同构造单元的生烃模式，进而确定二次生烃分布范围。

进一步地，所述二次生烃门限起始门限为一次生烃停滞时的埋深。

进一步地，选择有机质丰度高、成熟度低的样品进行二次生烃热模拟实验方法为：选择有机质丰度高、成熟度低的样品先进行一次生烃模拟，当温度达到一次生烃截至温度时，停止加热，恢复至室温，反应残渣去除已有产物，再进行二次生烃模拟。

进一步地，研究区烃源岩二次生烃强度、二次生烃特征分析包括不同起始成熟度、升温速率条件下的二次生烃高峰期、迟滞效应、产率演化规律。

进一步地，利用KINETICS软件进行生烃动力学分析，获取样品的活化能和频率因子，计算不同样品油气产率，并与实验结果对比，最终建立的二次生烃模式。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

本发明所述方法首先利用盆地模拟的手段恢复了不同构造单元的生烃演化史，确定了二次生烃范围，起始条件，在此基础上有针对性的进行二次生烃热模拟实验，这样得出的结果更加符合实际地质情况，更具有实际指导意义。

附图说明

图1叠合盆地某构造单元的埋藏史图；

图2叠合盆地某构造单元的生烃热演化史图；

图3叠合盆地不同构造单元生烃演化模式图：a为持续生烃模式；b为生烃停滞模式；c为二次生烃模式；

图4叠合盆地某构造单元确定二次生烃起始点的示意图；

图5样品在不同温度下进行二次生烃热模拟实验的烃类产率图，a为20℃/h升温速率下的气态烃产率；b为℃/h升温速率下的气态烃产率；c为20℃/h升温速率下的液态烃产率；d为2℃/h升温速率下的液态烃产率；

图6二次生烃动力学模拟结果，a为气态烃活化能和频率因子计算结果；b为气态烃产率的模拟结果与实验结果对比；

图7二次生烃过程油气生成模式图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”、“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作以及它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例

一种多旋回叠合盆地二次生烃研究方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：利用基础有机地化数据评价不同构造单元内的烃源岩品质。

有机地化数据包括总有机碳含量(TOC)、氯仿沥青“A”含量、镜质体反射率(Ro)、有机显微组份、干酪根元素以及岩石热解参数：生烃潜量(S

步骤二：选择不同构造单元多口井，恢复其埋藏史、热史，在此基础上利用盆地模拟软件对其热演化史进行模拟。

埋藏史的恢复，利用声波时差法、Ro法、地层趋势法恢复等方法恢复地层剥蚀厚度；利用回剥法进行地层压实校正，最终恢复地层埋藏史，如图1所示。

热史的恢复，通过调研前人研究成果、收集油井资料确定现今地温场的地温梯度、热导率、生热率及大地热流值特征；利用不同深度的多个样品Ro数据共同确定该时刻的古地温梯度；通过磷灰石/锆石裂变径迹和磷灰石/锆石(U-Th)/He法，确定样品经历的古温度演化过程，确定研究区古地温场演化过程。

在埋藏史、热史恢复的基础上，利用Basin Mod 1D盆地模拟软件绘制研究区生烃热演化史图，如图2所示。

步骤三：基于第二步的模拟结果，确定二次生烃分布范围、二次生烃门限。

不同构造单元的生烃演化过程不同，根据前人研究成果分为持续生烃、二次生烃、生烃停滞三种模式，不同模式生烃演化史图如图3所示。

二次生烃门限的确定，二次生烃指烃源岩经历一期或多期生烃后，因抬升剥蚀或地温梯度降低造成地温降低而停止生烃，此后经再次埋深或特殊地质热事件，地温超过之前最高地温而再次生烃的现象，即二次生烃的起始门限为一次生烃停滞时的埋深，如图4所示。

步骤四：基于以上步骤，在发生二次生烃的地区，选择有机质丰度高、成熟度在二次生烃门限附近的样品进行二次生烃热模拟实验。

样品选择根据步骤一、三的结果，选择有机质丰度高、成熟度低的样品，先进行一次生烃模拟，当温度达到一次生烃截至温度时，停止加热，恢复至室温，反应残渣去除已有产物，再进行二次生烃模拟。

两次生烃热模拟实验均采用封闭体系的黄金管热模拟仪进行，实验过程参考中华人民共和国石油天然气行业标准《黄金管生烃热模拟实验方法》(SY/T 7035-2016)。

步骤五：根据实验结果探究研究区烃源岩二次生烃强度、二次生烃特征，结合二次生烃动力学参数建立研究区烃源岩二次生烃模式。

烃源岩二次生烃强度、二次生烃特征分析包括不同起始成熟度、升温速率条件下的二次生烃高峰期、迟滞效应、产率等演化规律，如图5所示。

生烃动力学参数利用KINETICS软件进行生烃动力学分析，获取样品的活化能和频率因子，计算不同样品油气产率，并与实验结果对比(图6)；最终建立的二次生烃模式(图7)。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。