川中大安寨段页岩排烃效率及其勘探启示.pdf
《川中大安寨段页岩排烃效率及其勘探启示.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《川中大安寨段页岩排烃效率及其勘探启示.pdf(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、1958西南石油大学学报(自然科学版)2024 年 4 月 第 46 卷 第 2 期Journal of Southwest Petroleum University(Science&Technology Edition)Vol.46 No.2 Apr.2024DOI:10.11885/j.issn.1674 5086.2022.06.08.03文章编号:1674 5086(2024)02 0015 11中图分类号:TE122文献标志码:A川中大安寨段页岩排烃效率及其勘探启示张本健1,路俊刚2,3*,张 芮1,蒋奇君2,肖正录2,31.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院,四川 成都 6100
2、512.西南石油大学地球科学与技术学院,四川 成都 6105003.天然气地质四川省重点实验室,四川 成都 610500摘要:烃源岩的排烃效率是油气资源评价中的重要参数,排烃效率的研究既可以指导资源评价,又可以作为验证资源评价结果可靠性的重要科学手段。基于目前生烃潜力法的缺陷,提出了改进的生烃潜力法,并利用此方法求取了四川盆地中部侏罗系大安寨段页岩的排烃效率。研究结果表明,当前地质条件下,大安寨段页岩的排烃效率分布于 062.6%。随着有机质成熟度(Ro)的增加,排烃效率逐渐上升,含油饱和度指数先增加后降低。Ro处于0.95%1.72%,含油饱和度指数大于 100 mg/g,页岩层系的可动烃含
3、量较高。岩相组合对排烃效率具有明显的影响,在纵向上有页岩向介壳灰岩排烃的趋势,相较于纯页岩储层而言,互层型组合层间缝发育,有利于页岩油流动和产出。综合认为,Ro1.25%的大一亚段下部互层型组合是大安寨段页岩油的重点勘探目标。该成果可为川中侏罗系大安寨段页岩油的勘探开发提供理论指导。关键词:四川盆地;大安寨段;页岩油;排烃效率;生烃潜力法Hydrocarbon Expulsion Efficiency of Shale in the Daanzhai Memberof Central Sichuan Basin and Its Exploration EnlightenmentZHANG Be
4、njian1,LU Jungang2,3*,ZHANG Rui1,JIANG Qijun2,XIAO Zhenglu2,31.Research Institute of Exploration and Development,Southwest Oil and Gas Field Company,PetroChina,Chengdu,Sichuan 610051,China2.School of Geoscience and Technology,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan 610500,China3.Natural Gas G
5、eology Key Laboratory of Sichuan Province,Chengdu,Sichuan 610500,ChinaAbstract:The hydrocarbon expulsion efficiency of source rock is an important parameter in petroleum resources assessment.The study of hydrocarbon expulsion efficiency can not only guide the resource evaluation,but also be an impor
6、tant scientificmeans to verify the reliability of the resource evaluation results.To remedy the defects of current hydrocarbon generationpotential method,an improved hydrocarbon generation potential method is proposed,and the hydrocarbon expulsion efficiencyof shale in the Jurassic Daanzhai Member o
7、f central Sichuan Basin was obtained by using this method.The results showthat under the current geological conditions,the hydrocarbon expulsion efficiency of the shale in the Daanzhai Member isdistributed between 062.6%.With the increase of organic matter maturity,the hydrocarbon expulsion efficien
8、cy graduallyincreases,andtheoilsaturationindexincreasesfirstandthendecreases.WhenRoisintherangeof0.95%1.72%,oilsaturationindex is greater than 100 mg/g,and the movable hydrocarbon content of shale strata is higher.The lithofacies combination hasa significant effect on the hydrocarbon expulsion effic
9、iency.In the longitudinal direction,there is a tendency for shale to expelhydrocarbon from shell limestone,the development of interlayer fractures in interbedded combinations is conducive to shale oilflow and production.It is concluded that the interbedded assemblage in the lower part of the first s
10、ubmember in the area withRo1.25%is the key exploration target for shale oil in the Daanzhai Member.The results can provide theoretical guidance forthe exploration and development of shale oil in the Jurassic Daanzhai Member of central Sichuan Basin.Keywords:Sichuan Basin;Daanzhai Member;shale oil;ex
11、pulsion efficiency;hydrocarbon generation potential method网络出版地址:http:/ 芮,等.川中大安寨段页岩排烃效率及其勘探启示J.西南石油大学学报(自然科学版),2024,46(2):15 25.ZHANG Benjian,LU Jungang,ZHANG Rui,et al.Hydrocarbon Expulsion Efficiency of Shale in the Daanzhai Member of Central Sichuan Basin andIts Exploration EnlightenmentJ.Journa
12、l of Southwest Petroleum University(Science&Technology Edition),2024,46(2):1525.*收稿日期:2022 06 08网络出版时间:2024 01 12通信作者:路俊刚,E-mail:基金项目:中国石油 西南石油大学创新联合体科技合作项目(2020CX050000)16西南石油大学学报(自然科学版)2024 年引言排烃效率对于计算和评价油气资源量,指导页岩油气的勘探开发都有重要的意义。因此,自 20 世纪 60 年代以来,学者们对此进行了大量探索研究,提出了很多表征泥页岩排烃效率的方法,但每一种方法均有其局限性。Dura
13、nd 等1提出多相渗流法,该方法要求烃的最低临界饱和度一般大于 20%,因此,在多相渗流条件下,要大量排烃是比较困难的;陶一川等2提出演化趋势面差减法,该方法难以确定烃源岩是否未排烃;柳广弟等3提出生排烃热模拟实验法,当地质条件极其复杂,实验条件下的排烃效率难以与地质条件下的排烃效率对应起来;邬立言等4提出的原始生烃潜力恢复法及周杰等5提出的生烃潜力法,避免了复杂排烃过程的模拟,但忽略了样品本身属性对排烃效率的影响;李汶国6提出了物质平衡法,此方法难以直观体现排烃过程;庞雄奇等7在此基础上提出残留烃量法,但其经验方程忽略了排烃临界条件及残余烃量的大小,以及不能研究气态烃的排运量;田世澄等8提出
14、含烃饱和度法,但排出流体总量难以确定且烃是否与水成比例排出存在疑问;Jarvie 等9提出地质类比法,但只能计算盆地级总排烃效率,储层中地质储量比实际排出量要小得多。总体上,页岩油排烃效率的计算方法较多,目前使用最广的方法为生烃潜力法10。生烃潜力法虽然具有实验数据获取较容易、逻辑简单且操作方便的优点,但同层位不同页岩样品的原始生烃潜量被设置为固定值,原始生烃潜量的代表性较差。本文在前人研究的基础上,提出改进的生烃潜力法,以规避目前生烃潜力法在设置原始生烃潜量方面的缺陷。利用川中地区大安寨段页岩样品的岩石热解、有机质丰度和热成熟度等数据,运用改进后的生烃潜力法计算排烃效率,分析岩相组合及成熟度
15、对排烃效率的影响机制,以期对该区页岩油的勘探提供理论支撑。1 区域地质背景四川盆地中部地区主要位于南充、遂宁和广安一带,东部以龙泉山为界,西至华蓥山深断裂带,北达米仓山大巴山前缘,南抵峨眉宜宾一带,地理区域面积约为 6104km211 12。区域构造上位于川中古隆起平缓带,区域地层呈北倾单斜构造,构造形态相对完整,为东西向展布的平缓短轴背斜,西宽东窄,中轴略微向北凸起,高点位置在公山庙附近,两翼平缓对称,倾角 25 13 14。本次研究的重点井多集中在公山庙和龙岗地区(图 1)。!#$%&89:;8?ABCD88EF;GA8HIJF;PC1G10RA1LA1Q25KLMABN(NC2HX 1C
16、L 3SL 47G)*+,-./04567123O=PMQ=;FJITOP图 1研究区位置Fig.1Location of the study area四川盆地中部侏罗系地层发育完整,地层层序正常,从下至上发育自流井组、凉高山组、沙溪庙组、遂宁组和蓬莱镇组,无沉积间断,呈整合接触,总厚度在 2 0004 000 m,其中,自流井组大安寨段厚度在 60100 m。大安寨段为淡水湖泊沉积,沉积演化经历滨湖、浅湖、湖坡及深半深湖后,又折回湖坡、浅湖、滨湖和暴露状态,形成完整湖侵湖退旋回,据此可自上而下将大安寨段划分为大一亚段、大二亚段和大三亚段 3 个亚段15 17,其中,大二亚段又可分为大二a、大
17、二b和大二c等 3 个小层。大一第 2 期张本健,等:川中大安寨段页岩排烃效率及其勘探启示17亚段主要为块状灰岩、灰褐色块状介壳灰岩;大二亚段以厚层暗色泥页岩为主,通常上部为黑色泥页岩与介壳灰岩不等厚互层,下部为厚层块状黑色泥页岩;大三亚段以灰色介壳灰岩为主(图 2)18 19。!#$%&$%!#(%()#*%#$%26502655266026652670267526802685269026952700270527102715+,/mGR API/25125ACsm/()-130120RLLD/()m110000110000%-./010#$%&?*+,-*./-2345(26262789:+
18、5(23;=1=45(45(0?2?3?11?4?5ITOC/%03 04IS1/()mgg-101?AB“”A/%EFGH/%01!IJ10IKaIKbIKcRLLS/()mIL1045图 2研究区大安寨段地层柱状图(G10 井)Fig.2Stratigraphic histogram of Daanzhai Member in the study area(Well G10)侏罗系大安寨段在多个构造单元中均有工业油气流产出,但之前的勘探重点主要聚焦于大一亚段及大三亚段的致密介壳灰岩,对于页岩油的勘探开发还处于起步阶段。大安寨段页岩有机碳含量中等,平均值为 1.35%,有机质类型整体以 II
19、 型为主,有机质成熟度平均值为 1.11%,处于成熟阶段。其中,大二亚段页岩的生烃潜力最好,含油性最高,是页岩油开发的优选层段。2 目前的生烃潜力法庞雄奇等5,20提出的生烃潜力法以排烃门限理论与物质平衡原理为理论基础,认为有机质在生、排烃过程中质量保持不变,原始的有机质总量包括排出的烃类、残留在源岩中的烃类及尚未转化成烃的残余有机质。但有机碳的含量会随着生排烃过程而变小,基于此,付秀丽等21对有机质丰度进行校正,但并未指明校正系数的求取方法。祝厚勤等22利用无机碳守恒的方法对源岩有机碳进行恢复,并据此对苏北盆地海安凹陷排烃特征进行研究。马中振等23提出在剥蚀区应用该方法,先要进行源岩“深度归
20、位”,并建立了松辽盆地北部排烃模式。之后大量学者应用该方法在辽东湾地区、库里拗陷、鄂尔多斯盆地及四川盆地等地区建立了排烃模式,计算了排烃量,并对资源潜力进行了评价24 28。生烃潜力法通常用生烃潜力指数(IS1+IS2)/ITOC来反映有机质含量5,26。基于物质平衡原理,烃源岩从生烃门限到排烃门限期间没有油气排出,此时生烃潜量保持不变,称为原始生烃潜量(IS0);当烃源岩发生生烃与排烃作用时,生成烃类中的一部分被排出烃源岩,另一部分则被残留在烃源岩中,此时的热解 IS1和 IS2分别代表残留烃量和残余生烃量,因而其残余生烃潜量 IS=IS1+IS2(图 3)。根据残余生烃潜量的变化特征,即可
21、计算烃源岩的排烃效率18西南石油大学学报(自然科学版)2024 年P=IS0 ISIS0(1)式中:P排烃效率,%;IS0原始生烃潜量,mg/g;IS残余生烃潜量,mg/g。基于此方法,绘制大安寨段页岩生烃潜力指数IS/ITOC随热演化变化趋势图,由图 4a 可以看出,当最大热演化温度 Tmax为 445C时,原始生烃潜力指数最大。基于此最大值,计算得大安寨段页岩的原始生烃潜量 IS0为 8.04 mg/g。将相关数据代入式(1),计算大安寨段页岩的排烃效率,从图 4c 可以看出,整体上大安寨段页岩的排烃效率随着热演化温度的增加而增加。在 450C时,排烃速率达到最大(图 4d)。目前,大安寨
22、段页岩的 Tmax主要分布在438465C。据此计算可得,大安寨段页岩对应的排烃效率为 081.3%。很明显,目前这种排烃效率的计算方法中原始生烃潜量 IS0值是在热演化剖面中生烃潜力指数IS/ITOC最大值的基础上回乘 ITOC所获得,忽略了不同岩性、不同沉积相带和不同样品条件对 IS0的影响,所以据此计算的排烃效率误差很大。3*+,#-$!#$%(#./01!#$!%,#-$!%!#$23!#$()#$456()#$#$%,789/!#$!%()#$图 3岩石热解物质平衡法计算烃源岩生排烃效率方法29Fig.3Calculation of hydrocarbon generatio
23、n and expulsion efficiencyof source rocks by rock pyrolysis material balance method4304404504604704804900200400600,1/()mg g-123456?/b 389:;,14304404504604704804900200 400 600 800 1000)*%&,/()mgg-1a=!,?!#$%&/()mgg-1!#$%&!#$%()*+,-+./023456?/,AB490,C1/%020406080 100c 389:;,C123456/43044045046047048046
24、581.3%,D1/()mg g-1490d 389:;,D143044045046047048023456/100200300图 4四川盆地中部大安寨段页岩的排烃模式(改进前)Fig.4Hydrocarbon expulsion model of shale in the Daanzhai Member of central Sichuan Basin(before improvement)3 改进的生烃潜力法基于上述缺陷,本文提出改进的生烃潜力法,用原始生烃潜力指数(IS0/ITOC0)代替 IS0计算排烃效率,以消除目前生烃潜力法中 IS0所对应的样品本身属性对排烃效率的影响(目前的生烃
25、潜力法中回乘 ITOC来求取 IS0,本质上没有考虑样品本身 ITOC对 IS0的影响),故排烃效率的公式可变换为P=IS0/ITOC0 IS/ITOCIS0ITOC0(2)式中:ITOC0原始有机碳含量,%;ITOC残余有机碳含量,%。这样一来,直接取生烃潜力指数随热演化变化趋势图中的最大值作为原始生烃潜力指数,重新计算大安寨段页岩的排烃效率。由图 5 可以看出,四川盆地中部大安寨页岩在 Tmax为 432C时进入生烃门限,此时生烃量不足以满足自身存留的需要,故不发生排烃作用,该阶段残余生烃潜力指数与原始生烃潜力指数相等,为 600 mgg1;当 Tmax达到第 2 期张本健,等:川中大安寨
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大安 页岩 效率 及其 勘探 启示
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。