專利名稱：一種碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巖石熱解分析方法，尤其是應(yīng)用于高熟和過成熟碳酸鹽烴源巖的 油氣特性評價的一種碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法。
背景技術(shù)：
巖石熱解分析方法是目前常用的測定地質(zhì)沉積物的石油特性的方法，法國石油研 究院CN1158993A公開了涉及Rock-Evaie巖石熱解儀測定地質(zhì)沉積物的石油特性的方法， 其專利 US5811308 (1998)、EP0767375 (2002)、US6629086 (2003)也公開了一種分析方法，該 方法是加熱地質(zhì)沉積物(巖石、煤、浙青等)至60(TC (或850°C )，定量測定熱解烴，計算 出其產(chǎn)烴潛量(mg烴/g巖石)等參數(shù)，獲得成熟度、有機質(zhì)類型等評價烴源巖的參數(shù)、含 油氣總量等評價油氣儲集巖的參數(shù)，以上專利方法僅用于分析沉積物的游離烴S1 (mg烴/g 巖石)、熱解烴S2 (mg烴/g巖石)和有機二氧化碳S3 (mgC02/g巖石)以及S2峰的峰頂溫度 Tmax (。C ) ο世界上大油氣田中的40 %的石油產(chǎn)自碳酸鹽巖油藏，碳酸鹽巖既是油氣儲集巖又 是烴源巖。由于碳酸鹽巖是多成因的沉積巖，與油氣有關(guān)的有機質(zhì)由于在碳酸鹽巖中賦存 形式以及與礦物結(jié)合形態(tài)的不同，而表現(xiàn)為多種存在形式的分散有機質(zhì)，這些有機質(zhì)分為 (1)游離可溶有機質(zhì)，主要為油氣和膠質(zhì)浙青質(zhì)等，屬烴類和極性有機化合物；(2)晶包有 機質(zhì)，在碳酸鹽巖沉積時封閉在碳酸鹽礦物晶體中的原生有機質(zhì)，在成熟度高時可演化為 油和氣；(3)干酪根，分布于碳酸鹽礦物晶粒間及縫洞中的不溶大分子有機質(zhì)，是油氣生成 的母體?；谏鲜隼碛桑趲r石熱解分析時，熱解烴S2峰會出現(xiàn)多峰，在主峰之前有時出現(xiàn) 多個前峰，在主峰之后有時出現(xiàn)多個后峰。其中有雙峰形=S2分為兩個峰，前峰與后峰的峰 頂溫度TmaxCC )相差較大；還有叁峰形S2的叁個峰呈連峰狀，它們的TmaxCC )值依次 遞增；另有極多峰形在主峰之前，階梯式地出現(xiàn)幾個前峰，極多峰形多為油氣儲集巖。上述方法和結(jié)論均沒有解決高成熟度碳酸鹽烴源巖的有機質(zhì)種類的定性和定量 分析，也不能判斷碳酸鹽烴源巖或油氣儲集巖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種解決高成熟度碳酸鹽烴源巖的有機質(zhì)種類的定性和定 量分析判斷碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)，包括如下步驟1)用熱解爐加熱碳酸鹽巖樣，熱蒸發(fā)其中的烴類并熱裂解其中的干酪根，用氦氣 作載氣，把氣態(tài)蒸發(fā)烴和熱裂解烴引入氫火焰離子化檢測器測定； 2)在300-600°C或300-800°C溫度范圍內(nèi)程序升溫30-50°C /min，分別檢測和記錄 熱解烴S2中的峰；3)以S2中的峰頂溫度Tmaxrc )值確定對應(yīng)的有機物，以峰面積計算其烴含量(mg烴/g巖石)；
烴含量(mg烴/g巖石)=標
P標X W巖式中Pg-巖樣熱解烴峰面積；Pe-標樣熱解烴峰面積；Qe-標樣熱解烴含量，(mg烴/g巖石)；W標-標樣質(zhì)量，mg;W巖-巖樣質(zhì)量，mg。所述的確定對應(yīng)的有機物是當S2峰為雙峰時，Tmax < 450 (°C )的峰為重質(zhì)可溶 有機質(zhì)，Tmax > 450 (°C )的峰為干酪根。所述的確定對應(yīng)的有機物是當S2峰為叁峰時，Tmax < 450 (°C )的峰為重質(zhì)可溶 有機質(zhì)，Tmax > 450 (°C )為干酪根；Tmax 480-500 (°C )的峰為晶包有機質(zhì)。所述的確定成熟烴源巖的油氣特征是從干酪根峰的峰頂溫度Tmax > 450 500°C 為高成熟，Tmax > 500°C為過成熟。4)確定碳酸鹽烴源巖性質(zhì)。所述的確定碳酸鹽烴源巖性質(zhì)是具有干酪根峰的碳酸鹽巖是烴源巖。所述的確定碳酸鹽烴源巖性質(zhì)是同時具有重質(zhì)可溶有機質(zhì)峰和干酪根峰的碳酸 鹽巖為油氣儲集巖和烴源巖復(fù)合體。本發(fā)明可解決高成熟度碳酸鹽烴源巖的有機質(zhì)種類的定性和定量判斷碳酸鹽烴 源巖的油氣。


圖UH-P1灰?guī)r熱解烴S2圖譜；圖22HAmP1灰?guī)r酸化后熱解烴S2圖譜；圖32144!!^灰?guī)r先酸化后經(jīng)二硫化碳沖洗后熱解烴S2圖譜；圖4碳酸鹽烴源巖包含干酪根峰、晶包有機質(zhì)峰S2多峰圖譜(碳酸鹽烴源巖S2譜 圖)；圖5碳酸鹽巖有重質(zhì)可溶烴S2多峰圖譜(碳酸鹽油氣儲集巖S2譜圖)；圖6碳酸鹽巖油氣儲集巖和烴源巖復(fù)合體S2極多峰圖譜(碳酸鹽油氣儲集巖和 烴源巖復(fù)合體S2譜圖)。
具體實施例方式本發(fā)明目的在于提供一種通過各個峰的峰頂溫度Tmax (V )范圍來定性各個峰所 代表的有機物性質(zhì)，并以每個峰的峰面積通過標樣定量它們所含的熱解烴量(mg烴/g巖 石)和它們在總熱解烴S2中所占的相對百分率的碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法。高成熟度和過成熟碳酸鹽烴源巖的熱解烴S2峰大多數(shù)以上述多峰形態(tài)出現(xiàn)，每個 峰代表一種有機物的熱解烴。對出現(xiàn)S2多峰的高熟碳酸鹽烴源巖通過鹽酸酸化前后熱解 分析圖譜對比和先酸化后用二硫化碳洗沖后的熱解分析圖譜對比，來定性每個峰所代表的有機物如圖1、2、3所示。圖1為2144米井下二迭統(tǒng)灰?guī)r的熱解烴S2圖譜共有三個峰，它 們的峰頂溫度TmaxCC )依次為433°C、494°C和530°C，代表著叁種不同有機物熱解烴。圖 2為同一塊灰?guī)r樣經(jīng)鹽酸酸化后的熱解烴S2圖譜，只有TmaX365(°C)和Tmax533 (°C )兩個 峰，圖1的TmaX494(°C )峰消失了，證明消失峰是晶包有機質(zhì)熱解烴。圖3為同一塊灰?guī)r樣 先經(jīng)鹽酸酸化后經(jīng)二硫化碳洗沖后的熱解烴S2圖譜，只余下TmaX539(°C )單峰，而圖2的 Tmax365(°C )峰消失了，證明消失峰是可溶于二硫化碳的重質(zhì)可溶有機質(zhì)，保留下來的是 Tmax539(°C )峰是不溶于酸和有機溶劑的干酪根熱解烴。上述結(jié)果證明可通過S2中各峰 的Tmax (V )范圍定性和定量所代表的有機物，對S2雙峰或叁峰的定性按表1的Tmax (V ) 范圍進行。高熟和過成熟碳酸鹽烴源巖按TmaxCC)判斷所含有機物種類可參照下表。 本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)，包括如下步驟1)用熱解爐加熱碳酸鹽巖樣，熱蒸發(fā)其中的烴類并熱裂解其中的干酪根，用氦氣 作載氣，把氣態(tài)蒸發(fā)烴和熱裂解烴引入氫火焰離子化檢測器測定；2)在300 600°C或300 800°C溫度范圍內(nèi)程序升溫30 50°C/min，分別檢測 和記錄熱解烴S2中的峰；3)以S2中的峰頂溫度Tmax (V )值確定對應(yīng)的有機物，以峰面積計算其烴含量(mg
烴/g巖石)；
烴含量(mg烴/g巖石)=P巖*Q標*W標/P標*W巖式中Pg_巖樣熱解烴峰面積；Pe-標樣熱解烴峰面積；Qe-標樣熱解烴含量，(mg烴/g巖石)；W標-標樣質(zhì)量，mg;W巖-巖樣質(zhì)量，mg。所述的確定對應(yīng)的有機物是當S2峰為雙峰時，Tmax < 450 (°C )的峰為重質(zhì)可溶 有機質(zhì)，Tmax > 450 (°C )的峰為干酪根。所述的確定對應(yīng)的有機物是當S2峰為叁峰時，Tmax < 450 (°C )的峰為重質(zhì)可溶 有機質(zhì)，Tmax > 450 (°C )為干酪根；Tmax 480 500 (°C )的峰為晶包有機質(zhì)。所述的確定成熟烴源巖的油氣特征是從干酪根峰的峰頂溫度Tmax > 450 500°C 為高成熟，Tmax > 500°C為過成熟。4)確定碳酸鹽烴源巖性質(zhì)。所述的確定碳酸鹽烴源巖性質(zhì)是具有干酪根峰的碳酸鹽巖是烴源巖。
所述的確定碳酸鹽烴源巖性質(zhì)是同時具有重質(zhì)可溶有機質(zhì)峰和干酪根峰的碳酸鹽巖為油氣儲集巖和烴源巖復(fù)合體。本發(fā)明應(yīng)用于高熟和過成熟碳酸鹽烴源巖的油氣特性確定，其中包括(1)有機 質(zhì)成熟度的判斷，從S2多峰中的干酪根的峰頂溫度TmaxCC )值可判別其成熟度；(2)烴源 巖的判別多峰中有干酪根峰便是烴源巖；圖4碳酸鹽烴源巖S2多峰中的干酪根峰頂溫度 Tmax為545°C屬過成熟度，其中有晶包有機質(zhì)峰(Tmax 493°C )。(3)油氣儲集巖的判別 多峰中只有重質(zhì)可溶有機質(zhì)峰便是油氣儲集巖，圖5碳酸鹽巖S2多峰中只有重質(zhì)可溶烴， 判斷為油氣儲集巖。若存在極多峰和干酪根峰則是油氣儲集巖和烴源巖復(fù)合體，圖6碳酸 鹽巖S2極多峰存在有干酪根峰(Tmax為520°C )，判斷是油氣儲集巖和烴源巖復(fù)合體。(4) 晶包有機質(zhì)峰在烴源巖和油氣儲集巖中均會出現(xiàn)，它對生烴有貢獻，可歸入產(chǎn)烴潛量計算。
權(quán)利要求
一種碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法，其特征在于包括如下步驟1)用熱解爐加熱碳酸鹽巖樣，熱蒸發(fā)其中的烴類并熱裂解其中的干酪根，用氦氣作載氣，把氣態(tài)蒸發(fā)烴和熱裂解烴引入氫火焰離子化檢測器測定；2)在300-600℃或300-800℃溫度范圍內(nèi)程序升溫30-50℃/min，分別檢測和記錄熱解烴S2中的峰；3)以S2中的峰頂溫度Tmax(℃)值確定對應(yīng)的有機物，以峰面積計算其烴含量(mg烴/g巖石)；式中P巖-巖樣熱解烴峰面積；P標-標樣熱解烴峰面積；Q標-標樣熱解烴含量，(mg烴/g巖石)；W標-標樣質(zhì)量，mg；W巖-巖樣質(zhì)量，mg。4)確定碳酸鹽烴源巖性質(zhì)。F2009100803254C0000011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法，其特征在于步驟3)所述的 確定對應(yīng)的有機物是當S2峰為雙峰時，Tmax < 450 (°C )的峰為重質(zhì)可溶有機質(zhì)，Tmax > 450 (0C)的峰為干酪根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法，其特征在于步驟3)所述的 確定對應(yīng)的有機物是當S2峰為叁峰時，Tmax < 450 (°C )的峰為重質(zhì)可溶有機質(zhì)，Tmax > 450 (°C )為干酪根；Tmax 480-500 (°C )的峰為晶包有機質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法，其特征在于步驟3)所述的 確定成熟烴源巖的油氣特征是從干酪根峰的峰頂溫度Tmax > 450 500°C為高成熟，Tmax > 500°C為過成熟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法，其特征在于步驟4)所述的確 定碳酸鹽烴源巖性質(zhì)是具有干酪根峰的碳酸鹽巖是烴源巖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法，其特征在于步驟4)所述的確 定碳酸鹽烴源巖性質(zhì)是同時具有重質(zhì)可溶有機質(zhì)峰和干酪根峰的碳酸鹽巖為油氣儲集巖 和烴源巖復(fù)合體。
全文摘要
本發(fā)明涉及巖石熱解分析，是一種碳酸鹽烴源巖的油氣分析方法，實現(xiàn)步驟是加熱碳酸鹽巖樣，熱蒸發(fā)其中的烴類并熱裂解其中的干酪根，用氦氣作載氣，把氣態(tài)蒸發(fā)烴和熱裂解烴引入氫火焰離子化檢測器測定；在300-600℃或300-800℃溫度范圍內(nèi)程序升溫30-50℃/min，分別檢測和記錄熱解烴S2中的峰；以S2中的峰頂溫度值確定對應(yīng)的有機物，以峰面積計算其烴含量(mg烴/g巖石)，繼而確定碳酸鹽烴源巖性質(zhì)。本發(fā)明可解決高成熟度碳酸鹽烴源巖的有機質(zhì)種類的定性和定量判斷碳酸鹽烴源巖的油氣。
文檔編號G01N30/68GK101839899SQ20091008032
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者張振苓 申請人:中國石油天然氣股份有限公司