一種確定沉積盆地油氣成藏底限的方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種確定沉積盆地油氣成藏底限的方法，涉及沉積盆地深層油氣成藏領(lǐng)域。所述方法的技術(shù)方案主要包括：采集沉積盆地孔隙度及其對應(yīng)的束縛水飽和度的數(shù)據(jù)；利用孔隙度和束縛水飽和度數(shù)據(jù)，建立二者之間的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型和大量的孔隙度數(shù)據(jù)，計算沉積盆地束縛水飽和度；確定沉積盆地的束縛水飽和度隨深度變化趨勢，并建立平均束縛水飽和度二者之間的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)步驟（4）已建立的數(shù)學(xué)模型，確定沉積盆地油氣成藏底限；利用spss軟件中的逐步法分析影響儲層總孔隙空間和束縛孔隙空間演化的參數(shù)，并建立定量表征總孔隙空間和束縛孔隙空間變化的數(shù)學(xué)模型；結(jié)合實(shí)測總孔隙度數(shù)據(jù)與總孔隙空間和束縛孔隙空間的數(shù)學(xué)模型，建立不同參數(shù)作用下，沉積盆地油氣成藏底限。
【專利說明】一種確定沉積盆地油氣成藏底限的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沉積盆地深層油氣成藏領(lǐng)域，具體涉及利用孔隙度與束縛水飽和度以及束縛水飽和度與對應(yīng)的埋藏深度分別建立數(shù)學(xué)模型，確定沉積盆地油氣成藏底限，并確定不同參數(shù)作用下油氣成藏底限的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著沉積盆地中淺層油氣資源的勘探程度不斷提高，深層油氣資源潛力日益引起了人們的關(guān)注。國內(nèi)外學(xué)者及石油工作者從不同的角度證明了深層油氣的存在。
[0003]Price (1993)通過實(shí)驗證明“C15+的重?zé)N在Ro遠(yuǎn)大于1.35%時仍是穩(wěn)定的，甚至在Ro達(dá)到7.0-8.0%時仍然有可能檢測到液態(tài)烴的存在”;Behar等(1996)證實(shí)n_C25在高于180°C的地溫條件下至少要經(jīng)過I千萬年以上才會有可檢測到的裂解作用發(fā)生。這些實(shí)驗證實(shí)了油氣存在的深度超過了傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論的界限，深層孕育著巨大的油氣勘探潛力。
[0004]與此同時，國內(nèi)外的深層油氣勘探實(shí)例也向人們證實(shí)了油層油氣的存在性。通過對俄羅斯西西伯利亞秋明SG-6超深井和北美別爾塔歲杰斯超深井和拉利夫歲夫-1超深井的勘探和有機(jī)地球化學(xué)研究，學(xué)者認(rèn)為深層石油地質(zhì)條件滿足油氣的聚集。在我國，深層油氣資源具有巨大的勘探潛力。塔里木盆地油氣勘探目標(biāo)逐漸由中淺層向深層轉(zhuǎn)移，探井完井深度達(dá)到7000-8000m，并在深層取得了重大的工業(yè)油氣流。
[0005]姜福杰(2010)通 過對儲層的流體分析建立了油氣充注中止門限的概念模型和理論模型。此模型主要是建立孔隙度與埋藏深度之間的關(guān)系建立孔隙度計算模型，并推導(dǎo)出束縛水體積分?jǐn)?shù)的計算模型，計算利用對鄂爾多斯盆地上古生界致密砂巖氣的成藏下限進(jìn)行了預(yù)測。
[0006]但是，很少學(xué)者系統(tǒng)的提出沉積盆地油氣成藏底限和深層油氣勘探的下限，以及沉積盆地油氣成藏底限的計算方法、應(yīng)用模型和和變化規(guī)律。這些問題的研究對于未來油氣勘探具有十分重要的實(shí)踐意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]沉積盆地油氣成藏底限是指，隨著儲層埋藏深度的增加，能容納自由流體的孔隙空間逐漸減小，當(dāng)儲層自由孔隙空間減小為O時，儲層就失去了容納自由流體的能力，將此時對應(yīng)的深度或孔隙度定義為沉積盆地油氣成藏底限。
[0008]針對所述的沉積盆地油氣成藏底限的問題，本發(fā)明利用大量的測試數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型，建立沉積盆地油氣成藏底限的計算方法，所述方法包括:
[0009]采集沉積盆地已有的孔隙度及其對應(yīng)的束縛水飽和度的數(shù)據(jù)；
[0010]利用已有的數(shù)據(jù)以及擬合關(guān)系，建立孔隙度和束縛水飽和度的數(shù)學(xué)模型為:
[0011]當(dāng)O < Swi < 100 時 Swi=a.eb" φ+ο ；
[0012]當(dāng)Swi ^ 100 時 Swi=IOO ；[0013]其中Swi為束縛水飽和度，%, φ為孔隙度，%, a, b, c為常數(shù)。
[0014]根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型和大量的孔隙度數(shù)據(jù)，計算沉積盆地束縛水飽和度；
[0015]統(tǒng)計沉積盆地的束縛水飽和度隨深度的變化規(guī)律，并建立平均束縛水飽和度與深度二者之間最佳的數(shù)學(xué)模型為:
[0016]d=a.In (Swi) +b ；
[0017]其中Swi為平均束縛水飽和度，％，d為深度，m, a, b為常數(shù)。
[0018]根據(jù)已建立的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測當(dāng)束縛水飽和度達(dá)到100%時對應(yīng)的臨界埋深，即為沉積盆地油氣成藏下限。
[0019]在沉積盆地油氣成藏底限分析方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確立了不同參數(shù)作用下油氣成藏底限的研究方法。
[0020]利用spss軟件逐步法確定儲層總孔隙空間和束縛孔隙空間演化的影響因素，并建立定量表征總孔隙空間和束縛孔隙空間變化的數(shù)學(xué)模型，總孔隙度演化模型為:
[0021 ] Φ =ax1+bx2+cx3+......+nxn
[0022]其中，φ為總孔隙空間，Xl，X2, X3, Xn為影響某沉積盆地總孔隙度演化的因素，a, b，c，η為常數(shù)。
[0023]束縛孔隙空間與總孔隙空間的關(guān)系為
[0024]Φ Swi=Swi.Φ
[0025]其中，tpSwi為束縛孔隙空間，Swi為束縛水飽和度，％，Φ為總孔隙空間。
[0026]束縛孔隙空間的演化模型為:
[0027]</>Swi = (axx + bx: + αν,, + ……+ ηχη)./".ed<ax'+bx:地3+
[0028]其中，(pSwi為束縛孔隙空間岬為總孔隙空間^^^卩^為影響某沉積盆地總孔隙度演化的因素，a、b、C、d、m、n為常數(shù)。
[0029]結(jié)合總孔隙空間和束縛孔隙空間變化的數(shù)學(xué)模型，確定各個因素作用下沉積盆地油氣成藏底限。
[0030]本發(fā)明建立了沉積盆地油氣成藏底限的概念，利用巖心的孔隙度數(shù)據(jù)、核磁共振測井測量的束縛水飽和度數(shù)據(jù)，建立的數(shù)學(xué)模型計算了均勻分布于沉積盆地的束縛水飽和度，并利用該數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的深度建立了油氣成藏底限的計算模型，解決了確定沉積盆地油氣成藏底限的問題；通過建立總孔隙空間和束縛孔隙空間的演化模型，確定不同因素作用下沉積盆地油氣成藏底限。本專利可操作性，適用性廣泛，為沉積盆地，特別是為復(fù)雜構(gòu)造條件下的疊合盆地油氣成藏底限問題提供了解決方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是砂巖儲層孔隙空間類型圖；
[0032]圖2是計算沉積盆地油氣成藏底限的原理圖；
[0033]圖3是本發(fā)明建立的塔里木盆地庫車坳陷束縛水飽和度與孔隙度關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；
[0034]圖4是本發(fā)明建立的塔里木盆地庫車坳陷束縛水飽和度與深度關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；
[0035]圖5是本發(fā)明分析的在不同儲層砂巖粒徑作用下，塔里木盆地庫車坳陷油氣成藏底限；
[0036]圖6是本發(fā)明實(shí)施的確定沉積盆地油氣成藏底限的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0038]本發(fā)明的原理參照圖1~圖2，根據(jù)儲層流體的成分，可以將其劃分束縛水，自由水和烴流體，其中后兩者合稱為自由流體。沉積物沉積時為未固結(jié)的顆粒，由于顆粒的吸附作用，巖石顆粒表面會包裹一層不能自由移動的水膜，稱之為束縛水。束縛水通常情況下是地層孔隙中不能自由移動的水。隨著沉積物埋藏深度的加深，在壓實(shí)作用下，沉積物顆粒之間接觸逐漸變得緊密，單位體積內(nèi)巖石顆粒的表面積增大，導(dǎo)致儲層巖石束縛水孔隙度緩慢增加，直至儲層巖石所有孔隙中充填的都為束縛水為止。在束縛水變化過程中，自由孔隙空間即自由流體活動的空間逐漸減小，當(dāng)儲層孔隙空間全部被束縛水所充填時，儲層自由孔隙空間消失，儲層孔 隙中也就沒有了可自由流動的自由流體，此時對應(yīng)的深度就是該地質(zhì)條件下油氣成藏底限。所以，本專利利用束縛水飽和度的變化規(guī)律計算孔隙空間完全被束縛水占據(jù)時，即束縛水飽和度達(dá)到100%所對應(yīng)的埋深為沉積盆地油氣成藏底限。
[0039]圖1是砂巖儲層孔隙空間類型圖，其中包括支撐巖石的骨架顆粒，自由水、烴類流體和束縛水。
[0040]圖2為砂巖孔隙演化模型，橫坐標(biāo)為孔隙度，縱坐標(biāo)為埋藏深度。隨著儲層埋深的逐漸增大，自由流體所占的比例相對減小，而束縛水所占的比例相對逐漸增大，當(dāng)束縛水完全占據(jù)孔隙空間時即為，油氣成藏底限。
[0041]圖3是以塔里木盆地庫車坳陷為例，利用塔里木盆地庫車坳陷已有的束縛水飽和度數(shù)據(jù)和孔隙度數(shù)據(jù)建立的束縛水飽和度計算模型，其中橫坐標(biāo)為孔隙度，縱坐標(biāo)為束縛水飽和度。建立的數(shù)學(xué)模型為:
[0042]y = 114.86一 1072!￡(I)
[0043]其中y為束縛水飽和度，χ為孔隙度。
[0044]圖4是利用上述數(shù)學(xué)模型，計算塔里木盆地庫車坳陷束縛水飽和度數(shù)據(jù)后，利用該數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的埋深建立的束縛水飽和度和埋深的數(shù)學(xué)模型，如式(2)，并利用模型計算塔里木盆地庫車坳陷油氣成藏底限。
[0045]y=1840.Ln(χ)-558.16(2)
[0046]其中χ為平均束縛水飽和度，％，y為深度，m。
[0047]利用spss軟件逐步法分析塔里木盆地庫車坳陷儲層總孔隙空間和束縛孔隙空間演化的影響因素，表1為spss逐步法分析的影響塔里木盆地庫車坳陷總孔隙空間演化的參數(shù)。
[0048]表1
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種確定沉積盆地油氣成藏底限的方法，其步驟包括: (1)采集沉積盆地孔隙度及其對應(yīng)的束縛水飽和度等數(shù)據(jù)； (2)利用孔隙度和束縛水飽和度數(shù)據(jù)，建立二者之間的數(shù)學(xué)模型； (3)根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型和大量的孔隙度數(shù)據(jù)，計算沉積盆地束縛水飽和度； (4)確定沉積盆地的束縛水飽和度隨深度變化趨勢，并建立平均束縛水飽和度二者之間的數(shù)學(xué)模型； (5)根據(jù)步驟(4)已建立的數(shù)學(xué)模型，確定沉積盆地油氣成藏底限； (6)利用spss軟件中的逐步法分析影響儲層總孔隙空間和束縛孔隙空間演化的參數(shù)，并建立定量表征總孔隙空間和束縛孔隙空間變化的數(shù)學(xué)模型； (7)結(jié)合總孔隙空間和束縛孔隙空間變化的數(shù)學(xué)模型，建立不同參數(shù)作用下，沉積盆地油氣成藏底限。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔隙度、束縛水飽和度以及深度在所述的沉積盆地中均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的方法，其特征在于，所述的孔隙度數(shù)據(jù)是利用巖心分析實(shí)驗測量獲得的，束縛水飽和度數(shù)據(jù)是從核磁共振測井資料采集所得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)建立的孔隙度和束縛水飽和度的數(shù)學(xué)模型為:
當(dāng) O < Swi < 100 時 Swi=a.eb.φ+ο ； 當(dāng) Sw > 100 時 Swi=IOO ； 其中Swi為束縛水飽和度，％，φ為孔隙度，％，a, b，c為常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)建立束縛水飽和度與深度的數(shù)學(xué)模型為:
d=a.In (Swi)+b 其中Swi為平均束縛水飽和度，％，d為深度，m, a, b為常數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)當(dāng)束縛水飽和度為100%所對應(yīng)的深度為所述盆地的油氣成藏底限。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)影響總空隙空間和束縛孔隙空間演化的參數(shù)包括:儲層砂巖分選系數(shù)、粒徑、孔喉半徑、儲層年齡、儲層埋藏深度、地溫場、欠壓實(shí)作用、儲層泥質(zhì)含量、儲層碎屑含量、儲層膠結(jié)物含量、儲層石英含量、長石含量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)利用回歸分析模型，采用逐步法分析影響總孔隙空間和束縛孔隙空間的參數(shù)，建立總孔隙空間的數(shù)學(xué)模型為 Φ =ax1+bx2+cx3+......+nxn 其中，φ為總孔隙空間，X1, x2, X3, χη為影響某沉積盆地總孔隙度演化的參數(shù)，a, b，c，η為常數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)中束縛孔隙空間與總孔隙空間的關(guān)系為
Φ Swi=Swi.Φ其中，Φ-為束縛孔隙空間，無量綱，Swi為束縛水飽和度，％，Φ為總孔隙空間，無量綱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)中束縛孔隙空間的數(shù)學(xué)模型為:
φ5νι -- [cn + In' +αν,+..…+ m ).ηι.ed'(ax^ix^+..…+?") 其中，Cps'為束縛孔隙空間，無量綱，φ為總孔隙空間，無量綱，χι，χ2，χ3，χη為影響某沉積盆地總孔隙度演化的參數(shù)，a, b，c，d，m, η為常數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(7)結(jié)合總孔隙空間、束縛孔隙空間的數(shù)學(xué)模型，分析不同參數(shù)作用下沉積盆地油氣成藏底限。
【文檔編號】G01V9/00GK103926631SQ201310009080
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月10日
【發(fā)明者】龐雄奇, 王鵬威, 姜福杰, 陳筱, 郭迎春, 馬中振 申請人:中國石油大學(xué)(北京)