[发明专利]泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法及其应用

说明书

本发明提供了一种泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法，包括以下步骤：获取研究区目标层位的泥质碳酸盐岩样品；对所述泥质碳酸盐岩的全烃有机碳含量进行分析；获取进行泥质碳酸盐岩生烃模拟实验的样品并进行实验，生成有机质丰度恢复系数图版；根据得到的全烃有机碳含量和有机质丰度恢复系数图版恢复所述泥质碳酸盐岩的原始有机质丰度。本发明提供的方法有效弥补了高演化、低丰度的泥质碳酸盐岩有机质丰度恢复方法的空白，适用于不同地区、不同热演化程度和不同有机质类型的碳酸盐岩原始有机质丰度的恢复，具有很强的地质适用性。

技术领域

本发明涉及一种泥质碳酸盐岩原始有机质丰度恢复的方法及其应用。

背景技术

烃源岩评价是油气资源评价的重要内容之一，而烃源岩中的有机质丰度(有机碳含量，TOC)是评价烃源岩生烃能力的最重要的依据之一。中国碳酸盐岩具有时代老、有机质丰度低、热演化程度高等特点，有机碳含量一般小于0.2％，远低于一般学者所采纳TOC＝0.5％的碳酸盐岩烃源岩标准的下限值，许多学者不把其作为烃源岩，但近年来勘探实践证明，塔里木盆地海相最大油田塔河油田的发现、鄂尔多斯下古生界天然气的规模发现以及四川盆地的海相下组合天然气取得勘探再突破，充分证明了碳酸盐岩烃源岩对油气的贡献，但如何评价高演化、低有机质丰度的碳酸盐岩一直是许多石油地质学者争论的焦点。目前，石油地质工作者已经认识到在地质历史过程中，随生、排烃作用的进行，烃源岩的残余有机质丰度是一个逐渐减小的过程，因此，反应其丰度的有机碳含量逐渐降低。前人研究认为，对于有机质类型为I型海相泥页岩而言，海相烃源岩残余TOC最高能降低到原来的一半还多(秦建中，2012)，对海相烃源岩进行评价时，应依据有机质类型和成熟度对样品中残余TOC进行恢复，而且对于生烃转化率高的碳酸盐岩烃源岩，在生烃演化过程中，其有机碳含量损失更大。对高、过成熟且有机质类型好的碳酸盐岩烃源岩来说，若用残余有机碳含量进行烃源岩评价或计算油气资源量，结果可能就会失真，直接影响着海相油气精细勘探和资源评价。而要客观评价碳酸盐岩烃源岩的生烃能力必须对原始有机碳进行恢复。

以往关于残余有机碳恢复的方法较多，如热压生烃模拟实验法、自然地质演化剖面法、物质平衡法、数值模拟法、生烃动力学法和图版法。其中热压生烃模拟实验法如专利1CN 201510492890.7“一种地质约束下高成熟烃源岩原始有机碳恢复方法”，是选用低成熟、同类型有机质烃源岩样品进行热解实验，测量生烃量和热解参数随热演化的变化关系，用于自然高成熟样品的有机碳恢复。该方法的不足是：所采用的实验条件下的热成熟度指标(Tmax，Ro)与自然地质剖面下的变化趋势存在明显差异，且Tmax与样品成熟度Ro之间相关性不好，会造成恢复结果的偏差；而且不同研究区的碳酸盐岩烃源岩的沉积环境、成烃生物、母质类型、有机质丰度都不同，每种类型烃源岩都要分别进行生烃模拟实验，工作量大。物质平衡法如专利CN 201810705166.1“一种用于计算生物气源岩有机碳恢复系数的方法”，认为生物气中含量较少的重烃可以忽略，原始有机碳含量等于剩余有机碳含量与生成甲烷中的碳含量和生成二氧化碳中的碳含量三者之和，进而获得了有机碳恢复系数。该方法的不足之处在于：仅适用于未成熟的生成生物气的烃源岩，无法用于广泛发育的成熟-高过成熟碳酸盐岩烃源岩；该评价方法只适用于菌解型生物气的气源岩有机碳恢复，烃源岩生烃演化过程长，在不同演化阶段，重烃气含量变化比较大，重烃的物质组成也比较复杂，不能忽略；加上水也有可能参与生烃反应、CO₂的散失和转化等因素，该方法适用范围很窄，不具备普遍的推广应用价值。