一種判識下伏地層構造的含油氣性的方法
【專利摘要】本發明涉及油氣勘探【技術領域】，公開了一種判識下伏構造的含油氣性的方法，包括收集已知油氣井樣品中的輕烴，并通過氣相色譜分析獲得輕烴相關參數；做所述輕烴相關參數的頻率分布圖，篩選頻率分布圖中具有右偏斜或雙峰特征的輕烴指標；將經過篩選的輕烴指標在過已知油氣井和干井剖面上做折線圖或在平面上做分級氣泡圖并進行比較；篩選出具相關性的輕烴內組成比值參數，所得輕烴內組成比值參數作為指標來判識未知下伏地層構造的含油氣性。相對于現有的油氣勘探技術，本發明所述方法具有勘探成本低、周期短、成功率高的優點，具有良好的工業應用前景。
【專利說明】一種判識下伏地層構造的含油氣性的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及油氣勘探【技術領域】，具體涉及一種判識下伏地層構造的含油氣性的方法。
【背景技術】
[0002]油氣勘探是指為了識別勘探區域或探明油氣儲量而進行的地質調查、地球物理勘探、鉆探活動以及其他相關活動，是油氣開采的第一個關鍵環節，是油氣開采工程的基礎，其目的是為了尋找和查明油氣資源，利用各種勘探手段了解地下的地質狀況，綜合評價含油氣遠景，確定油氣聚集的有利地區，找到儲油氣的圈閉，并探明油氣田面積，搞清油氣層情況和產出能力。
[0003]石油與天然氣主要由烴類物質組成，地層原油中的烴類由正構烷烴、異構烷烴、環烷烴、芳烴等四部分組成。輕烴是原油的重要組成部分，在原油中含量最高、組分最豐富、變化最大、最能反映儲集層流體、原油性質等的差異。
[0004]目前有關土壤或沉積物中輕烴的應用主要基于油氣藏輕烴微滲漏原理，即輕烴運移進入表層沉積物過程中，部分被粘土礦物吸附和次生碳酸鹽膠結物包裹，進而會在油氣藏上方表層土壤或沉積物中形成與下伏油氣藏正相關關系的輕烴異常。并且認為油氣藏輕烴微滲漏過程中，輕烴運移的方向總體上是垂直的，因而輕烴異常的范圍基本對應于地下油氣藏的油水/氣水邊界，形成“頂部異常”。但是，受區域不整合面或活動斷裂帶等地質條件的影響，會發生輕烴側向運移而出現異常偏移現象。而且表層土壤或沉積物中輕烴含量通常會受到地表特殊景觀、吸附介質性質(化學成分和酸堿度)、地下非油氣礦源以及其他污染源的影響。這都使得在運用表層土壤或沉積物中輕烴絕對值“圈定”與下伏油氣藏相關的輕烴異常區時出現偏移或誤差，產生假異常區。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種成功率高的判識下伏地層構造的含油氣性的方法，所述方法包括以下步驟:
[0006]步驟1:收集已知油氣井區和已知干井區樣品中的輕烴，通過氣相色譜分析獲得輕烴相關參數；做所述輕烴相關參數的頻率分布圖，篩選頻率分布圖中具有右偏斜或雙峰的特征的輕烴指標；
[0007]步驟2:將經過篩選的輕烴指標在過已知油氣井和干井剖面上做折線圖或在平面上做分級氣泡圖并進行比較；篩選出與正演模型有相關性的輕烴內組成比值參數，用該參數作為含油氣性指標來判識未知下伏地層構造的含油氣性。
[0008]作為優選，步驟I所述樣品為過已知油氣井區和已知干井區均勻采集測線或區域網格地表土壤或海底沉積物樣品。更優選地，所述樣品的采集深度為20cm?100cm。
[0009]作為優選，步驟I所述輕烴包括酸解烴、熱釋烴、溶解烴、游離烴和頂空間烴。
[0010]作為優選，所述步驟⑵中輕烴各內組成比值包括:SUM C2?c4、C1ZC2, (VC3、C1/C4、C1/ Σ (C「C4)、C2/C3、C2/C2 =、C1/ (C2+C3)及 C2/ (c3+c4)。
[0011]本發明發現了一種用表層土壤或沉積物中輕烴組成特征(SUM C2?C4、C1A^ C1/C3X1A^C1/ Σ (C1-C4),C2/C3>C2/C2 =,C1/ (c2+c3) &c2/(c3+q 等)來判識下伏構造的含油氣性的方法。本發明通過正演模型，選取過已知油氣井區和已知干井區的測線或區域，按照一定間隔采集地表土壤或海底沉積物，在實驗室解析并收集輕烴，通過色譜分析獲得輕烴相關數據(C1?C5)。對輕烴組成特征(絕對值及比值)進行分析，做輕烴各指標(內組成比值)的頻率分布圖和各輕烴指標與含油氣構造的相關圖。得到具有右偏斜或雙峰特征的輕烴指標頻率分布圖以及和下伏油氣藏即含油氣構造的邊界或區域相關性極好的各輕烴指標，可用該輕烴指標來判識未知區域的含油氣性。
[0012]在本發明的【具體實施方式】中，所述方法主要包括四個步驟:
[0013](I)樣品采集:按照一定間距(根據目標區域大小，間隔10m-20km不等)過已知油氣井均勻采集測線或區域網格地表土壤或海底沉積物樣品或直接現場采集土壤中游離輕烴；
[0014](2)實驗分析:實驗室用物理化學方法解析并收集樣品中輕烴，并通過氣相色譜分析獲得輕烴相關數據(Cl?C5)；
[0015](3)數據處理:做輕烴各內組成比值的頻率分布圖，篩選頻率分布圖具有右偏斜或雙峰特征的輕烴指標；
[0016](4)參數的驗證與確定:篩選出在測線或區域與已知油氣井(下伏構造邊界)及干井極具相關性的輕烴內組成比值參數，則該參數即可作為判識下伏地層構造含油氣性指標；
[0017]相對于現有的油氣勘探技術，本發明所述方法具有以下優點:
[0018](I)勘探成本低；
[0019](2)勘探周期短；
[0020](3)成功率高。
[0021]術語與定義:
[0022]輕烴是石油和天然氣的重要組成部分。一般認為，輕烴是沉積物中的分散有機質在生物特別是微生物的化學降解、合成作用和熱力降解作用過程中形成的，或者是由煤、石油中重質有機組分熱變形成的。C1-C7往往是輕烴的重要組成部分，包括了近三十種單體烴類。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為中國西部某地區地表土壤輕烴參數C2/C3+C4頻率直方圖；
[0024]圖2為中國西部某地區地表土壤輕烴參數(:2/(:3+(；平面氣泡圖；實心菱形、實心三角、空心菱形、星號以及圓形分別代表(:2/(:3+(；值由低到高遞增，每個分級占總數據量的20% ；
[0025]圖3為中國某海域海底沉積物輕烴參數C1Zt2在過已知油氣井和已知干井區測線上對比折線圖；
【具體實施方式】
[0026]本發明公開了一種判識下伏地層構造的含油氣性的方法，本領域技術人員可以借鑒本文內容，適當改進工藝參數實現。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發明。本發明的方法已經通過較佳實施例進行了描述，相關人員明顯能在不脫離本
【發明內容】
、精神和范圍內對本文所述的方法和應用進行改動或適當變更與組合，來實現和應用本發明技術。
[0027]為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0028]實施例1:中國西部地區某區域地表土壤輕烴特征與下伏構造含油氣性關系
[0029]根據項目設計選取過已知油氣井一百多平方公里區域，固定間距網格采樣共一千余站位。
[0030](I)樣品采集:專用紙袋包裝后，用烘箱隔夜干燥并運回實驗室。
[0031](2)實驗分析(以土壤輕烴中的酸解吸附烴為例):
[0032]酸解烴(acidolysis hydrocarbon):自油氣儲層中遷移到地表疏松層中的烴，即以自由氣體存在于土壤礦物顆粒之間空隙中的氣態烴(吸附烴)和被土壤礦物表面吸附而固定下來的吸附烴(吸留烴)。酸解烴的提取主要是通過酸萃取技術，從樣品中可獲取足夠量的烴類氣體，輔以氣相色譜等現代分析手段，有效地豐富了觀測參數和評價指標，提高了勘查效果。
[0033]酸解烴脫附的反應機理如下:
[0034]樣品+2H+ —個真空壓 / (40 V ) Σ CnH2n+2+ Σ CnH2n+C02+H20+2X+
[0035]氣體+20Γ-H2CHCO32-+ Σ CnH2n+2+ Σ CnH2n
[0036]利用排堿集氣法計量所脫出的氣體體積并將其保存在密封的密封容器中備用
[0037]①使用器材及試劑:
[0038]器材:水浴鍋、萬用電爐、ΡΑ-9925真空泵、鐵架臺、帶塞玻璃反應瓶(250ml)、圓底燒瓶(5000ml)、量筒(500ml、100ml)、容量瓶(500ml、1000ml)、蛇形回流冷凝管、玻璃珠、醫用注射器(10ml)、輸液器、電子天平、一次性PE手套、封口膜、燒杯和玻璃棒、Agilent7890A 氣相色譜儀(FID)、Agilent J&ff PLOT 色譜柱(30mX0.25mmX0.5 μ m)、Agilent化學工作站、高純氫氣發生器、空氣發生器、三聯氣體凈化器、精密凈化交流穩壓電源、Iml進樣針和酸解烴標準氣體(Cl?C5)。
[0039]試劑:Κ0Η溶液(濃度30% )、鹽酸溶液(V:V = 5:1)、飽和食鹽水和蒸餾水。
[0040]注:GB622_89化學試劑優級純鹽酸
[0041]GB/T2306-2008化學試劑分析純氫氧化鉀
[0042]②試劑制備:
[0043]鹽酸溶液配制及純化:取優級純鹽酸與蒸餾水按V:V = 1:5配制鹽酸溶液3000ml，充分攪拌后轉入事先裝入玻璃珠的5000ml圓底燒瓶中。在盛有鹽酸溶液的圓底燒瓶口接入蛇形冷凝管，通冷凝水并將圓底燒瓶置于萬用電爐上加熱至沸騰后調整至最適宜溫度，使保持溶液沸騰狀態煮沸6-7h。關閉電爐，待冷卻后將溶液轉入100ml容量瓶中保存待用。
[0044]堿液制備:使用蒸餾水和分析純KOH配制濃度為30%的溶液冷卻待用。
[0045]③酸解脫氣:
[0046]樣品稱量與分裝:用電子天平稱取50±0.5g經預處理(土壤樣品粗碎，去除草根和石子等雜物以保證樣品的均質性)的樣品(注:海底沉積物須戴一次性PE手套取樣，以防止樣品交叉污染)，裝入250ml已編號的干燥玻璃反應瓶中，蓋好橡膠塞并用封口膜密封后抒緊瓶蓋。
[0047]反應瓶抽真空:將裝有樣品并密封的反應瓶接入PA-9925真空泵，抽真空至接近-0.1MPa。
[0048]脫氣裝置搭建:向10ml注射器中裝滿V:V= 1:5的鹽酸溶液并固定于鐵架臺上，在實驗記錄表中記錄酸液的初始量。在500ml玻璃瓶中裝入濃度為30%的KOH溶液，蓋好瓶塞與瓶蓋后用堿液排出其中空氣并將之倒置固定于鐵架臺上。接入500ml反應瓶收集廢液，連接其他氣路管道。
[0049]酸解脫氣:將裝有樣品并抽真空的反應瓶置于40°C恒溫水浴中，向反應瓶中緩緩注入鹽酸溶液，同時緩慢搖動反應瓶，待反應瓶中壓力變大致使裝有酸液的注射器有回彈現象時，關閉酸液控制閥，打開并調節集氣瓶閥門使得反應瓶中氣體緩慢且勻速地進入裝滿堿液的集氣瓶中，持續震蕩反應瓶使樣品充分反應。
[0050]氣體收集:待反應至震蕩反應瓶無任何氣體產生時，關閉酸液控制閥與氣體控制閥，停止實驗。取下集氣瓶并倒置，記錄酸液使用量與氣體收集量(排出堿液量)。
[0051]④酸解烴氣體加壓純化:
[0052]震蕩集氣瓶，使得氣體中的酸性氣體被充分吸收。使用50ml注射器向倒置的集氣瓶中邊注入堿液邊震蕩，待集氣瓶中的壓力增大至注射器出現回彈現象時停止注堿，倒置集氣瓶待分析。
[0053]⑤輕烴色譜分析:
[0054]氣路檢查:檢查氫氣發生器電解液刻度，確認其在安全線之上。打開各氣源，確認各氣體發生器正常運行，待氣壓穩定，氫氣產生速率顯示為O時，用發泡劑檢查載氣流路、色譜柱各連接處，直到確定不漏氣為止。
[0055]色譜儀準備:色譜儀必須經檢定合格方可使用。接通色譜儀和積分儀(色譜工作站)電源，色譜條件設置(可根據酸解烴組分多少來確定色譜條件):a)注溫:初始溫度80°C，恒溫6min，以5°C /min升溫速率升至110°C，恒溫lmin。b)氣化室溫度:150°C。c)檢測器溫度:220°C。d)氣體流速:載氣(N2):30mL/min ?50mL/min ;氫氣:30mL/min ?50mL/min ;空氣:250mL/min?30mL/min。確認檢測器點火成功,待儀器穩定(各氣體流速及色譜基線等穩定)。根據色譜工作站說明書，標準物質濃度和采用的定量方法制定數據記錄表。
[0056]酸解烴氣體測定:正式測定酸解烴氣體之前，測定5?7次標準氣體，直到標準氣體測定相對誤差=3%時，方可測定酸解烴氣體。在測定過程中要定期用標準氣體檢查儀器運行狀態。用Iml進樣針準確抽取500μ 1±0.5μ I氣體，迅速注入氣相色譜儀，啟動儀器，繪制色譜圖和采集數據。待色譜峰完全出完，并按照設定注溫程序高溫“驅趕”重組分后，進行定性和定量分析。
[0057]結果計算:
[0058]樣品中組分含量的計算:
[0059]Xi= (Csi X Ai) /As1------------------------------------------(I)
[0060]其中:Xi—氣樣中酸解烴組分i的含量(保留兩位小數)，ppm ;
[0061]Cs1-標準氣體組分i的濃度，ppm ；
[0062]A1-氣樣中酸解烴組分i的峰面積，mV.s ；
[0063]As1-標準氣體組分i的峰面積，mV.S。
[0064](3)數據處理:
[0065]通過數據分析計算出輕烴各內組成參數，做各參數的頻率分布圖并選出具有明顯雙峰特征的參數(:2/(:3+(；(圖1)，做該參數的分級平面氣泡圖(圖2)并與該地區正演油氣井及空井進行對比，得出參數C2/C3+C4與正演井在平面上的分布吻合很好，尤其是在該區東部某層位的巖性-地層圈閉上方C2/C3+C4具有高異常特征。
[0066]因此，該地表土壤輕烴參數C2/C3+C4即可單獨用來判識下伏構造含油氣性質，特別適用于用來判識下伏含油或凝析油構造單元。
[0067]實施例2:中國某海域海底沉積物輕烴特征與下伏構造含油氣性關系
[0068]根據項目設計選取過已知油氣井長約248km的測線，固定間距均勻采樣共三十余站位。樣品采集與實驗分析操作與實施例1相同。
[0069]獲得土壤輕烴數據后，通過數據分析計算出輕烴各內組成參數，做各參數的頻率分布圖并選出具有明顯雙峰特征的參數(VC2，該參數與已知油氣井和干井在測線上的對比折線圖見圖3，顯示某海域一測線土壤沉積物酸解烴內組成參數C1/C2值與正演井對應關系，結果顯示參數C1ZiC2與下伏構造邊界有很好的對應關系。
[0070]因此，該輕烴參數C1Zt2即可單獨用來判識下伏構造含油氣性質，特別適用于判識下伏含干氣構造單元。
[0071]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種判識下伏地層構造的含油氣性的方法，包括以下步驟: 步驟1:收集已知油氣井區和已知干井區樣品中的輕烴，通過氣相色譜分析獲得輕烴相關參數；做所述輕烴相關參數的頻率分布圖，篩選頻率分布圖中具有右偏斜或雙峰特征的輕烴指標； 步驟2:將經過篩選的輕烴指標在過已知油氣井和干井剖面上做折線圖或在平面上做分級氣泡圖并進行比較；篩選出與正演模型有相關性的輕烴內組成比值參數，用該參數作為含油氣性指標判識未知下伏地層構造的含油氣性。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟I所述樣品為過已知油氣井區和已知干井區均勻采集測線或區域網格地表土壤或海底沉積物樣品。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟I所述輕烴包括酸解烴、熱釋烴、溶解烴、游離烴和頂空間烴。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(I)所述樣品的采集深度為20cm ?100cm。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(2)中輕烴各內組成比值包括:SUM C2 ?C4, C1ZC2, CVC3' C1ZC4, C2/C3, C1/ Σ (C1-C4)、C2/C2 =、C1/ (C2+C3)及 C2/ (c3+c4)。
【文檔編號】G01N30/86GK104133242SQ201410374561
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】徐榮德, 郝純, 鄧詩財, 梅海 申請人:盎億泰地質微生物技術（北京）有限公司