地下生物降解稠油油藏充注期次的判別方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于石油地質勘探領域，具體的說涉及一種地下生物降解稠油油藏充注期次的判別方法。
【背景技術】
[0002]原油的生物降解指原油在活體生物如細菌等作用下的蝕變現象。原油的生物降解作用是自然界沉積盆地中十分普遍的一個現象。世界上大部分原油都遭受過細菌的破壞及改造。生物降解原油將會是未來社會中的一種重要非常規能源類型。
[0003]中國的生物降解型稠油油藏分布非常廣泛。以西部的準噶爾盆地為例，其生物降解型稠油資源占有相當大的比例，大規模的地面油砂、天然瀝青和淺層稠油油藏是該盆地西北緣的重要特色。2010年，在該區基本落實了中國最大的整裝超稠油油藏一3.6億噸資源量的風城超稠油油藏。
[0004]由于生物降解原油成藏過程和后期保存的復雜性以及油源對比指標的約束，對于恢復生物降解原油充注史這一科學問題，并未得到很好解決。中國的很多盆地如西部的準噶爾盆地、塔里木盆地和東部的渤海灣盆地，其油氣成藏過程都表現出多源、多期充注特征，尤其對于很多稠油油藏而言，更是如此。
[0005]針對油藏充注期次的現有技術，基本都是建立在對儲層流體包裹體均一溫度的分析基礎上，利用均一溫度分布特征，來分析油藏發生了幾期充注，再利用鏡下含烴包裹體的熒光特征等，來判別油藏中的油氣屬于哪一期的油氣充注。然而由于油藏內的流體非均質性以及多期流體的混合特征，現有這些技術實際上很難將油藏內的不同期次充注的原油準確識別，對于生物降解型稠油的鏡下特征更模糊，依據現有技術更難以判別，對于多期混合后的生物降解稠油充注期次和不同期次充注原油的比例問題，現有的技術更是無法解決。即，傳統技術解決的研宄區宏觀油氣成藏期次問題，但針對油藏內原油等流體的非均質性和混合特征問題，傳統技術不能很好解決；尤其是針對生物降解稠油，由于后期發生了復雜的生物降解變化，傳統的技術更難以判斷具體的原油是哪一期成藏，或哪幾期混合成藏。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是根據不同降解程度下的生標序列變化，篩選抗生物降解能力強、對原油充注具有良好敏感度的生標及其相關參數，通過這些分子生標參數研宄生物降解原油多期充注歷史響應，指明生物降解原油在不同期次成藏過程中的生標地球化學演變，提供一種地下生物降解稠油油藏充注期次的判別方法，對預測地下稠油資源有重要的意義。
[0007]為了達到上述目的，本發明的技術方案為:
[0008]包括如下步驟:
[0009]一、油源對比研宄，確定同一套油源；
[0010]對研宄區目標層系的生物降解稠油進行飽和烴和芳烴的色譜、質譜分析，通過不同降解級別原油的生標響應，確定不同生物降解稠油中烴類的選擇性蝕變，定量劃分降解級別，選擇抗生物降解能力強的對生源敏感的生標及相關參數。具體而言，根據原油遭受的生物降解程度不同，采取不同的研宄方法，并且用多參數、多指標進行綜合油源對比。對于嚴重生物降解的原油樣品，結合瀝青質中包裹體烴類的分離、瀝青質水化熱解法、瀝青質釕離子催化-氧化法技術方法，利用芳烴類和三芳留烴類等的生標進行油源對比，從中探索良好的生標參數。對研宄地區的原油樣品和可能的源巖進行譜圖指紋和生標參數交匯圖分析，確定來自同一目標源巖的原油樣品。
[0011]對于單一源巖的研宄區，該步驟可以省略。
[0012]二、根據傳統方法，確定某一源巖的排烴期次和對研宄區存在可能的原油充注期次；
[0013]在判斷研宄區存在幾期原油充注期，傳統技術已比較成熟。成熟的方法是在對研宄區構造演化史、斷層活動史和源巖熱演化史、生排烴史等的研宄基礎上，對實測地質剖面中的一些儲層流體包裹體進行分析，結合流體包裹體均一溫度和鏡下熒光特征，可判斷發生了幾期油氣充注。這部分技術比較成熟，因此不詳細介紹。
[0014]本發明的重點在于步驟三，其篩選生標，并與常規成熟度參數Ro進行定量標定進行關系確定，運用生標參數進行充注期次判定。
[0015]三、篩選生物降解稠油的分子成熟度參數，并用常規成熟度參數Ro進行定量標定；具體的包括以下步驟:
[0016](I)生標的篩選:成熟度敏感性篩選、抗生物降解性篩選；
[0017](2)選定抗降解的生標成熟度參數；
[0018](3)源巖熱演化模擬實驗，確定并建立生標成熟度參數與常規成熟度參數Ro的定量關系:
[0019](4)利用選定生標參數判定生物降解原油充注期次；
[0020]對從油源對比中確定出來的相同成因的原油樣品的組分變化、生標絕對濃度變化和系列成熟度參數進行綜合統計分析。考察的生標成熟度參數包括常規的留燒(如C2920S/(20S+20R)等)、萜烷(如Ts/(Ts+Tm)等)和藿烷(如C3122S/(22S+22R)等)、芳烴類成熟度參數(如MPI等)。除此之外，還考察其他類，如三芳留族類成熟度參數，如單芳留類的芳構化參數MA( I )/(MA( I + II )和三芳甾類成熟度參數TA( I )/TA( I + II )。除此之外，還有 C2。/ (C28+C20)、C26S/ (C26S+C28S)、C28/ (C26+C27+C28)等。
[0021]生物降解作用對分子生標成熟度參數的影響可通過對分子生標的譜圖以及參數值的大小進行分析。另外在分子成熟度參數和原油粘度圖版上也可顯示生物降解作用對分子成熟度參數的影響。在正常情況下，隨著分子生標成熟度參數的增加，原油粘度會減小，然而有些參數會出現異常增大現象，表明受到了生物降解作用影響。研宄發現，常規的甾烷(如 C29 β β / ( β β + α a )、C2920S/ (20S+20R)和藿烷(如 C3122S/ (22S+22R)等)成熟度參數明顯受到生物降解作用影響，而三芳留烷成熟度參數系列不受生物降解作用影響。
[0022]我們通過篩選對比，提出了三芳甾烷成熟度參數TA( I )/TA( I +II)，該參數具體表征為(C20+C21) / (C20+C21+C26+C27+C28)，其中 C20為 C 20pregnane (孕甾烷)；C21:為C20-methylpregnane (甲基孕甾燒)；C26為 C26Cholestane (膽甾燒)；(^27為 C27ergostane (麥角甾烷)；C2AC28stigmaStane(20R+20S)(豆甾烷)，該參數在國內外還很少得到應用。研宄發現三芳留烷化合物具有很強的抗生物降解能力，在發生最嚴重的生物降解時(降解級別達到10左右)，這些化合物仍能保持未被改造的狀態，因而原油在經歷其他的飽和烴都被改造或被全部消耗性的生物降解作用下，這些三芳留烷化合物對于成熟度評價顯得極其有用。這是由于長鏈的三芳留烷同系物會比短鏈的三芳留烷同系物優先進行熱裂解，熱模擬實驗顯示三芳留烷參數TA( I )/TA( I + II )會隨熱演化程度增高而增大，因而可以作為判別成熟度的良好參數。
[0023]對生標成熟度參數進行R。定量標定，可采用自然地質剖面分析結合實驗模擬的方法。選取典型泥巖分布連續的地質剖面，分析該剖面的地質地球化學演化。利用自然地質剖面中的源巖樣品檢測到的R。和生標檢測結果，進行R。和生標成熟度參數定量關系分析。也可利用高溫下熱解等模擬實驗手段，檢測源巖中的干酪根在不同溫度下的生標成熟度參數和對應的R。，建立兩者間的定量關系。
[0024]四、利用分子生物標志物分析不同充注期次原油的混合屬性，計算混合油中不同充注期原油相應比例。
[0025]所述步驟一中，包括對研宄區目標層系的生物降解稠油進行飽和烴和芳烴的色、質譜分析，通過不同降解級別原油的生標響應，確定不同生物降解稠油中烴類的選擇性蝕變，定量劃分降解級別，選擇抗生物降解能力強的對成熟度敏感的生標及相關參數。
[0026]所述步驟二中，對研宄區包括構造演化史、斷層活動史和源巖熱演化史、生排烴史的研宄基礎上，對實測地質剖面中的一些儲層流體包裹體進行分析，結合流體包裹體均一溫度和鏡下熒光特征，判斷發生的油氣充注期數。
[0027]所述步驟三中，對從油源對比中確定出來的相同成因的原油樣品的組分變化、生標絕對濃度變化和系列成熟度參數進行綜合統計分析，通過篩選對比，提出了三芳留烷成熟度參數TA( I )/TA( I + II )，并采用自然地質剖面分析結合實驗模擬的方法，對生標成熟度參數進行Ro定量標定，建立兩者間的定量關系為:R。= 231.13x 2-2.1776x+0.7137 (R2= 0.9966)，上式中X