多种有机成因类型天然气混合比例定量测试地球化学方法

摘要

本发明公开了一种多种有机成因类型天然气混合比例定量测试地球化学方法，该方法利用天然气组分碳同位素和色谱烃指纹技术相结合的方法及数学模拟计算，定量获得样品中的多种有机成因类型天然气的混合比例。本发明并以松辽盆地北部徐家围子断陷深层不同气井天然气样品中煤型气、油型气、有机深源气混合比例的定量测试为例进行了方法验证。本发明天然气混合比例地球化学测试方法，适合二种成因以上天然气混合比例的定量模拟计算，开创了多种成因天然气混合比例测试新方法，对于认识天然气来源及成因、地球化学特征、不同类型烃源岩及深部基岩气源层对天然气贡献与评价、天然气成藏、指导天然气勘探有重要意义。

说明书

技术领域

本发明涉及天然气勘探领域，具体涉及对深层天然气中不同有机成因类型的煤型气、油型气、有机深源气等多种成因类型天然气的混合比例进行测试的方法。

背景技术

松辽盆地北部深层天然气勘探2005年已提交探明储量1000×10⁸m³，为实现大庆油田深层天然气探明储量“3000×10⁸m³～5000×10⁸m³”的目标奠定了坚实的基础。深层天然气主要来源于下伏气源岩，天然气藏是以垂向运移为主的源控型气藏，主要是由煤型气、油型气、有机深源气3种成因类型组成的有机混合气，其混合比例一直是松辽盆地北部深层天然气勘探几十年来亟待解决的难题。搞清深层天然气中煤型气、油型气、有机深源气不同成因天然气混合比例，对认识松辽盆地北部深层天然气来源及成因、指导深层天然气勘探有重要意义。

有文献报道用组分碳同位素方法研究两种类型天然气的混合比例，参见傅宁.崖13-1气田混合气混合体积比例计算[J].中国海上油气(地质)，2000，14(4)：258～261；和夏新宇，李春园，赵林.天然气混源作用对同位素判源的影响[J].石油勘探与开发，1998，25(3)：89～90。但是，这些研究均不能解决三种成因类型或更多天然气混合比例计算问题。

发明创造内容

本发明的目的是提供一种可以定量测试多种有机成因类型天然气混合比例的地球化学方法。

本发明的提供的多种有机成因类型天然气混合比例定量测试地球化学方法，包含以下步骤：

1)采集天然气样品，分别按天然气烃指纹色谱分析方法和组分碳同位素分析方法定量检测，获得天然气样品的甲烷碳同位素、乙烷碳同位素、甲基环己烷指数、环己烷指数、iC₅/nC₅、iC₆/nC₆成因类型指标参数数据；

2)利用步骤1)得到的成因类型指标参数数据，依据成因分类指标判别值，确定3种成因的地球化学指标参数端员值；

3)利用步骤2)得到的地球化学指标参数端员值，按照不同混合配比模式得到各种成因天然气混合比例与其成因指标参数值之间的化学模型参数值；

4)利用步骤3)得到的化学模型参数，采用人工神经网络智能学习算法建立数学模型及测试模板；

5)将步骤1)得到的天然气样品分析结果的不同成因指标参数数据，导入步骤4)建立的数学模型及测试模板，计算得出所采集天然气样品中有机成因类型天然气混合比例。

其中，所述步骤4)人工神经网络智能学习算法，计算过程由正向传播和反向传播组成，在正向传播过程中，输入信息从输入层经隐含层逐层处理，并向输出层传播，每一层神经元的状态只影响下一层神经元的状态；如果在输出层不能得到期望的输出，则转入反向传播，将误差信号沿原来的连接通路逐层返回，通过误差信号来修改各层神经元的权值，使得误差减小，直至误差达到精度要求；所述输入信息为不同混合比例与甲烷碳同位素、乙烷碳同位素、甲基环己烷指数、环己烷指数、iC₅/nC₅、iC₆/nC₆值，即化学模型参数值；

误差函数公式如下：

$>>>E>k>>=>>\Sigma >>i>=>1>>>n>0>\; >\phi >>(>>e>>i>,>k>>>)>>=>>1>2>>>\Sigma >>i>=>1>>>n>0>\; >>>(>>y>>i>,>k>>>->ver>>y>^>>>i>,>k>>>)>>2>>=>>1>2>>>\Sigma >>i>=>1>>>n>0>\; sup>>e>>i>,>k>>2sup>>>s>$

其中，步骤4)建立数学模型，是指在模拟计算处理过程中，输入化学模型参数值，经过一系列的Sigmoid函数及矩阵运算、加权、平均，输出到第二个隐层，经过同样原理的一系列运算，输出到第一个隐层，再经过同样原理的一系列运算，输出到输出层，输出层即是合采气各分层的百分贡献率与实际配比的各层百分比对比，把误差按原来路径逐层反馈回去，在反馈的过程中，按误差的大小，依次调整各个节点的权向量矩阵；按照调整之后的权向量矩阵再次重复上面的步骤，如此循环往复，直到输出与实际配比之间的误差满足所要求的精度(模拟计算程序在训练模板时设计了各种成因类型天然气混合比例与混合配比之间的相对误差及精度控制设置，各种成因类型天然气贡献共分7个控制范围：＜1％不控制、1～5％、5～10％、10～25％、25～50％、50～75％、75～100％，在训练模板时分别输入各个控制范围的人为所要求的相对误差)为止；这时，存储各层各个单元的权值矩阵及相关参数，就建立了各种成因类型天然气混合比例计算的数学模型及测试模板；所述化学模型参数值为不同混合比例与甲烷碳同位素、乙烷碳同位素、甲基环己烷指数、环己烷指数、iC₅/nC₅、iC₆/nC₆值。

上述多种有机成因类型天然气混合比例定量测试地球化学方法，其特征在于，步骤3)所述不同成因类型为2种，2种成因类型混合配比为10/90和90/10；当所述不同成因类型为4种时，4种成因类型混合配比为10/10/10/70、10/10/70/10、10/70/10/10、70/10/10/10；当所述不同成因类型为3种时，3种成因类型混合配比为10/10/80、20/20/60、30/30/40、和40/40/20；当所述不同成因类型为5种时，5种成因类型混合配比为10/10/10/10/60、10/10/10/60/10、10/10/60/10/10、10/60/10/10/10、60/10/10/10/10。

上述多种有机成因类型天然气混合比例定量测试地球化学方法，所述输出与混合配比之间的相对误差人为控制。

本发明利用天然气组分碳同位素和色谱烃指纹技术相结合的方法及数学模拟计算，定量获得样品中的多种有机成因类型天然气的混合比例，该方法适合二种成因以上天然气混合比例的定量模拟计算，开创了多种成因天然气混合比例测试新方法，对于认识天然气来源及成因、地球化学特征、不同类型烃源岩及深部基岩气源层对天然气贡献与评价、天然气成藏、指导天然气勘探有重要意义。

附图说明

图1为本发明人工智能神经网络模拟计算示意图；

图2为本发明非对称Sigmoid函数示意图；

图3为实施例中深层天然气烃指纹气相色谱图；

具体实施方式

本发明主要提出了采用天然气组分碳同位素和色谱烃指纹技术相结合的地球化学方法，利用天然气组分碳同位素分析中的甲烷、乙烷碳同位素和色谱烃指纹分析中的甲基环己烷、环己烷指数等成因类型参数，根据检测结果选择3种成因气指标参数的端员值，按一定混合配比模式建立化学模型参数，再通过建立数学模型及测试模板实现多种成因类型混合比例模拟计算。

以下从几方面详细说明本发明。

一、地球化学测试理论方法与数学模拟计算方法

1、测试理论

松辽盆地北部深层天然气按烃源岩生烃母质及成因存在腐殖型气、腐泥型气、有机深源气、无机气4类。腐泥型母质生成的天然气富含正构烷烃，甲烷、乙烷碳同位素分别一般介于-55‰～-40‰、-40‰～-29‰；腐殖型母质的富含异构烷烃和芳烃，甲烷、乙烷碳同位素分别介于-40‰～-25‰、-29‰～-22‰；有机深源气是深部基岩气源层生成的天然气(冯子辉1991，1998；李永康1997)，气组分以甲烷为主及碳同位素偏重-21‰～-23‰、负碳系列同位素等为主要地化特征；无机气是地球深部原始气体或有无机反应合成的非生物气体，一般以甲烷碳同位素不小于-20‰、负碳系列同位素等为主要地球化学特征。松辽盆地北部深层天然气绝大多数是腐殖型、腐泥型和有机深源气成因组成的混合气，混合发生在天然气的运移聚集等过程，即不同母质烃源岩生排烃后，通过断裂或不整合面等运移到储气层(藏)混合(也包括不同成藏期次产生的天然气的混合)，由于天然气的易运移性、易混合性和深层天然气处于高-过成熟演化阶段，深层天然气(气藏)往往是多种有机成因组成的“混合干气”，在钻采过程中难以采集到单一的腐殖型气、腐泥型气、有机深源气。在实验室采用天然气组分碳同位素和色谱烃指纹技术结合的方法，选择C₁～C₇多个烃类母质类型指标和根据分析结果确定3种有机成因类型指标参数的端员值，利用混合配比确定地球化学指标模型参数，通过数学模型的数学模拟计算实现多种有机成因天然气混合比例定量测试。

2、测试方法

(1)天然气烃指纹色谱检测方法

天然气烃指纹色谱检测方法：在冷冻条件下(温度-75℃～-65℃)，将气样注入富集管，使样品中烃得到富集，再加热解吸，通过六通阀切入气相色谱仪分析。气相色谱烃指纹分析条件：有程序升温功能的气相色谱仪和数据处理机，50m弹性石英毛细色谱柱，氢火焰离子化检测器，载气为氦气，燃气为氢气，助燃气为空气，柱起始温度35℃，恒温5min，以2℃/min升到180℃，恒温至组分出完。

(2)天然气组分碳同位素检测方法

天然气中氢碳氧同位素制样方法(廖永胜，曾辛英.天然气中氢碳氧同位素制样方法[S].中华人民共和国石油天然气行业标准，SY 5238-91，北京：石油工业出版社，1991：1～4.)和石油和沉积有机质的氢碳同位素分析方法(廖永胜.石油和沉积有机质的氢碳同位素分析方法[S].中华人民共和国石油天然气行业标准，SY 5239-91，北京：石油工业出版社，1991：1～3.)。

3、天然气成因指标及地球化学指标模型参数的确定方法

虽然深层天然气烃指纹色谱技术能够检测出甲烷、乙烷和丙烷以上100多种微量烃指纹化合物，但能够作为烃类成因指标的为C₅～C₇化合物，而组分碳同位素技术一般能测定出深层“干气”中的甲烷和乙烷碳同位素值，因此，深层天然气组分碳同位素(δ¹³C₁、δ¹³C₂)和烃指纹色谱技术(C₅～C₇)配合使用，才能全面反映和有效识别天然气多种成因特征。选择甲烷、乙烷碳同位素和甲基环己烷指数、环己烷指数、脂烃族(iC₅/nC₅、iC₆/nC₆)等成因指标参数。

根据所采集天然气样品的母质类型指标检测结果和不同成因气的判别值，确定煤型气、油型气、有机深源气3种成因的地球化学指标参数端员值，将其按不同混合配比模式得到一系列成因指标参数值，作为用于数学模拟训练建立测试模板的地球化学指标模型参数，该地球化学指标模型参数为不同混合比例的甲烷碳同位素、乙烷碳同位素、甲基环己烷指数、环己烷指数、iC₅/nC₅、iC₆/nC₆值。

4、数学模拟计算方法

本发明采用非线性的人工神经网络智能学习算法建立数学模型(图1)及软件，寻找并确定不同混合配比条件下3种成因气与混合气之间的规律，即确定不同混合配比条件下3种成因气不同成因指标参数值与混合气不同成因指标参数值的规律。该模型计算过程见图1。该计算过程由正向传播和反向传播组成，在正向传播过程中，输入信息从输入层经隐含层逐层处理，并向输出层传播，每一层神经元的状态只影响下一层神经元的状态。如果在输出层不能得到期望的输出，则转入反向传播，将误差信号沿原来的连接通路逐层返回，通过误差信号来修改各层神经元的权值，使得误差减小，直至误差达到精度要求。

局部误差函数公式如下：

$>>>E>k>>=>>\Sigma >>i>=>1>>>n>0>\; >\phi >>(>>e>>i>,>k>>>)>>=>>1>2>>>\Sigma >>i>=>1>>>n>0>\; >>>(>>y>>i>,>k>>>->ver>>y>^>>>i>,>k>>>)>>2>>=>>1>2>>>\Sigma >>i>=>1>>>n>0>\; sup>>e>>i>,>k>>2sup>>>s>$

在上述数学模拟计算处理过程中，输入信息为不同混合配比的地球化学指标模型参数，经过一系列的Sigmoid函数及矩阵运算、加权、平均，输出到第二个隐层，经过同样原理的一系列运算，输出到第一个隐层，再经过同样原理的一系列运算，输出到输出层，输出层即是混合天然气中不同成因气计算的混合比例与不同成因气的混合比例的对比，把误差按原来路径逐层反馈回去，在反馈的过程中，按误差的大小，依次调整各个节点的权向量矩阵。按照调整之后的权向量矩阵再次重复上面的步骤，如此循环往复，直到输出与混合配比之间的误差满足所要求的精度为止。这时，存储各层各个单元的权值矩阵及相关参数，就训练形成多种成因天然气混合比例的测试模板。

Sigmoid函数为神经元的非线性作用函数，非对称Sigmoid函数为 $>>f>>(>x>)>>=>>1>>1>+>>e>>->x>>>>>,>>s>函数值范围为(0，1)，对称Sigmoid函数$ >>f>>(>x>)>>=>>>1>->>e>>->x>>>>>1>+>>e>>->x>>>>>,>>s>函数值为(-1，1)。由于混合气与各种成因气的贡献百分比范围在[0，100％]，因此这里采用非对称Sigmoid函数(图2)。$$

在应用该测试模板时，只需将分析的混合天然气地球化学指标参数值导入训练形成的测试模板，即可实现不同成因天然气混合比例的模拟计算。

二、本发明方法的具体实施例

以下以松辽盆地北部徐家围子断陷深层天然气为例说明本发明方法的实施过程。

1、地质背景与实验样品

徐家围子断陷属西断东超箕状断陷，断陷西侧控陷断层为一沿早期糜棱岩带活化的低角度断裂，东边界为缓坡带，并向东逐步进入肇东-朝阳沟隆起带，由断陷周边伸入断陷内的升平、肇州、薄荷台等鼻状构造将徐家围子断陷分隔为几个向斜区。深部有泉头组(泉一、泉二段)、登娄库组(k₁d)、营城组(k₁yc)、沙河子组(k₁sh)、火石岭组(J₃hs)、石炭-二叠系(C-P)等地层，深层烃源岩以沙河子组为主，深湖、半深湖相暗色泥岩、煤系地层发育，烃源岩有机质母质成因以III型为主、II型次之，均处于高成熟-过成熟阶段，提供了充足的气源；深层主要气藏类型包括登娄库构造型气藏、营城组火山岩岩性气藏、基底岩性气藏等，已发现升平-汪家屯、昌德、兴城气藏等。由于徐家围子断陷泉四段天然气主要来自深层烃源岩，故主要采集泉四段及以下地层的天然气共29块作为实验样品。

2、测试结果及讨论

2.1深层天然气地球化学特征及成因指标参数端员值

对采集的深层天然气样品进行色谱烃指纹母质类型指标分析和同位素分析，结果参见图3和表1。从色谱烃指纹母质类型指标(MCyC₆，CyC₆，iC₅/nC₅，iC₆/nC₆)和成因判别值看，徐深1、徐深2、徐深4、徐深6、芳深5等绝大部分天然气母质类型指标甲基环己烷指数(MCyC₆)大于54％反映出腐殖型特征，脂烃族iC₅/nC₅和iC₆/nC₆参数一般大于1.5反映出腐殖型特征；环己烷指数(CyC₆)介于0.24％～76.59％反映出多种成因特征，可见，色谱烃指纹多数母质类型指标反映出深层天然气以腐殖型成因为主的多种成因特征。

从表1天然气组分同位素分析结果(δ¹³C₁，δ¹³C₂)和成因判别值看，甲烷碳同位素值(δ¹³C₁)绝大部分介于-25.61‰～-34‰，反映出腐殖型特征，只有宋11井为-41.13‰反映出腐泥型特征；乙烷碳同位素(δ¹³C₂)介于-24.23‰～-34.19‰反映出多种成因特征，如徐深1、徐深2井甲烷碳同位素为-26.54‰～-29.45‰反映出腐殖型特征，乙烷碳同位素为-30.31‰～-34.19‰反映出腐泥型特征。可见，组分碳同位素指标反映出深层天然气以腐殖型成因为主的多种成因特征。芳深1、芳深2井天然气甲烷碳同位素值分别为-21.15‰、-22.51‰，甲烷、乙烷碳同位素倒序，主要具有有机深源气特征。

综上所述，母质类型参数反映出深层天然气有多种成因及混合气特征，尤其是同一天然气样品的不同母质类型参数，因此，地球化学指标模型参数必须采用C₁～C₇多个母质类型指标才能全面反映天然气的多种成因特性，模拟计算混合比例才会准确。

                                  表1  天然气地球化学分析母质类型指标数据

  井号  井深  m  层位  δ¹³C₁  ‰  δ¹³C₂  ‰  MCyC₆  ％  CyC₆  ％  iC₅/nC₅  iC₆/nC₆  升58  宋11  宋18  汪7-17  升66  升69  升深1  升深2-1  汪深1  卫深501  芳深1  芳深2  芳深4  芳深5  芳深6  芳深8  芳深10  徐深1  徐深1  徐深1  徐深1-1  徐深2  徐深2  徐深2  徐深2  徐深4  徐深5  徐深6  徐深6  1696.4～1953.0  1034.6～1071.4  1693～1872.8  1802.0～1813.0  1786.0～2107.4  1741.6～2236.4  2727.4～2824.2  2970.0～2983.0  2987.4～2998.4  3197.0～3207.0  2926.0～2940.0  2768.8～3038.4  2823.6～3229.8  3045.0  3210.4～3409.8  3546.0～3723.0  3490.6～3450  3364.0～3379.0  3447～3573.8  3578.4～3705.2  3424.0～3416.0  3740.0～3732.0  4002.0～3985.5  4084.0～4076.0  4266.0～4273.0  3881.0～3873.0  3629.0～3611.0  3561.0～3570.0  3629.0～3637.0  K1q4  k1q4  k1q4  k1q4  K1q4  K1q4～k1q3  K1d3～K1d2  K1yc  k1yc  k1d1  k1d3  k1d3  k1d3  k1d2  k1d1～k1yc  k1yc～k1sh  k1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  -29.88  -41.13  -34.00  -27.58  -28.62  -29.07  -27.06  -25.61  -26.39  -26.84  -21.15  -22.51  -29.13  -26.88  -27.78  -27.53  -29.01  -28.43  -26.54  -26.82  -28.13  -29.95  -27.88  -29.45  -26.62  -28.80  -27.69  -28.14  -26.33  -26.65  -33.26  -32.31  -24.16  -24.94  -27.29  -24.23  -25.92  -27.94  -27.33  -22.98  -23.32  -30.11  -27.64  -30.32  -30.15  -26.93  -30.46  -31.68  -30.31  -30.00  -33.82  -31.27  -34.19  -32.13  -29.14  -30.42  -29.49  -28.90  54.11  46.16  49.11  50.55  64.76  64.56  62.33  67.23  86.17  89.36  4.51  4.84  72.29  90.13  89.56  85.97  64.56  81.38  87.27  86.43  56.84  69.62  75.41  78.12  80.97  58.13  84.34  77.41  68.43  32.40  37.92  43.39  46.84  54.48  50.66  61.86  51.21  63.12  76.31  0.24  4.18  60.17  76.59  64.42  69.80  72.67  63.10  35.35  33.98  28.59  54.90  3.52  4.76  8.30  27.68  23.62  7.32  24.84  0.75  1.18  0.75  1.21  1.27  1.49  2.23  3.36  2.48  2.30  0.47  0.51  2.75  2.99  3.72  2.95  2.27  2.86  3.93  3.58  2.83  3.18  2.26  2.38  4.91  2.38  4.25  3.02  4.90  1.48  1.47  1.23  2.50  3.28  3.92  2.63  11.59  13.98  5.70  0.20  0.41  4.21  6.07  11.50  9.21  4.58  6.17  11.14  10.46  15.35  12.08  5.26  4.91  6.72  10.53  10.89  16.74  16.71

根据深层天然气母质类型指标分析数据(表1)和成因分类指标判别值(表2，表2为判别标准，参考文献：1、张居和，李景坤，冯子辉，等.根据天然气烃分析对比松辽盆地北部深层气[J].地质地球地球化学，1997，52(4)：50～55.2、戴金星.天然气碳氢同位素特征和各类天然气鉴别[J].天然气地球科学，1993，4(2～3)：232～240.3、冯子辉，李永康.松辽盆地北部天然气运移方式及其展布[J]。大庆石油勘探与开发，1998，17(3)：1～3.等等)，确定3种成因的地球化学指标参数端员值，如表3所示，表3中，腐殖型气(煤型气)端员值为表1天然气检测数值中处于表2判别数值范围中的最高值；腐泥型气(油型气)端员值为表1天然气检测数值中处于表2判别数值范围中的最低值；有机深源气碳同位素和烃指纹参数端员值分别为表1天然气检测数值中处于表2判别数值范围中的最高值和最低值。

                         表2  天然气成因类型指标判别值

  成因  类型                             成因类型参数判别值  MCyC₆  ％  CyC₆  ％  iC₅/nC₅  iC₆/nC₆  δ¹³C₁  ‰  δ¹³C₂  ‰  腐殖型气  腐泥型气  有机深源气  ＞50  ＜50  /  ＞27  ＜27  /  ＞1  ＜1.5  /  ＞1  ＜1.5  /  -40～-25  -55～-40  -21～-23  -29～-22  -40～-29  -22～-24

                        表3  深层天然气成因类型指标参数端员值

  成因  类型                                 成因类型参数端员值  MCyC₆  ％  CyC₆  ％  iC₅/nC₅  iC₆/nC₆  δ¹³C₁  ‰  δ¹³C₂  ‰  腐殖型气  腐泥型气  有机深源气  90.13  46.16  4.51  76.59  3.52  0.24  4.91  0.75  0.47  16.74  1.23  0.20  -25.61  -41.13  -21.15  -24.16  -34.19  -22.98

2.2模拟测试模板及回归计算结果

将天然气成因类型指标参数端员值(表3)，按照不同混合配比模式得到一系列地球化学指标模型参数值(表4)，将表4中的参数值及混合比例导入模拟计算(参见第一部分之4)，训练结束后存储各层各个单元的权值矩阵及相关参数，就形成了多种成因天然气混合比例的模拟测试模板。

                               表4  不同混合配比地球化学指标模型参数值

                  不同混合配比成因类型指标参数值                 混合比例％  δ¹³C₁  δ¹³C₂  MCyC₆  CyC₆  iC₅/nC₅  iC₆/nC₆  煤型气  油型气  有机深源气  -23.59  -37.58  -26.72  -26.04  -34.03  -27.82  -28.48  -30.48  -28.93  -30.93  -26.93  -30.03  -24.22  -32.07  -25.05  -25.46  -29.94  -25.93  -26.70  -27.82  -26.82  -27.94  -25.69  -27.70  17.24  46.39  77.17  29.96  46.62  64.21  42.69  46.86  51.25  55.42  47.09  38.29  8.20  10.50  61.65  16.17  17.48  46.71  24.13  24.46  31.76  32.09  31.44  16.82  0.84  1.04  3.27  1.22  1.33  2.60  1.59  1.62  1.94  1.97  1.91  1.27  1.96  2.68  13.54  3.71  4.13  10.33  5.47  5.57  7.13  7.23  7.02  3.92  10.00  10.00  80.00  20.00  20.00  60.00  30.00  30.00  40.00  40.00  40.00  20.00  10.00  80.00  10.00  20.00  60.00  20.00  30.00  40.00  30.00  40.00  20.00  40.00  80.00  10.00  10.00  60.00  20.00  20.00  40.00  30.00  30.00  20.00  40.00  40.00

将测试模板回归计算，结果见表5。

                 表5  三种成因气混合比例测试模板回归计算结果

  配比号  成因  类型  混合比例  ％  模板回归计算  ％  绝对误差  ％  相对误差  ％  1    2    3    4    5    6    7    8    9    10    11    12    煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  煤型气  油型气  有机深源气  10.00  10.00  80.00  10.00  80.00  10.00  80.00  10.00  10.00  20.00  20.00  60.00  20.00  60.00  20.00  60.00  20.00  20.00  30.00  30.00  40.00  30.00  40.00  30.00  40.00  30.00  30.00  40.00  40.00  20.00  40.00  20.00  40.00  20.00  40.00  40.00  10.82  8.90  80.27  11.07  78.21  10.70  78.41  10.82  10.75  18.03  19.92  62.03  17.32  63.72  18.95  61.03  18.34  20.62  26.18  29.66  44.14  31.42  36.30  32.27  41.24  31.09  27.65  37.15  40.80  22.03  38.65  22.59  38.74  20.56  37.72  41.71  0.82  1.10  0.27  1.07  1.79  0.70  1.59  0.82  0.75  1.97  0.08  2.03  2.68  3.72  1.05  1.03  1.66  0.62  3.82  0.34  4.14  1.42  3.70  2.27  1.24  1.09  2.35  2.85  0.80  2.03  1.35  2.59  1.26  0.56  2.28  1.71  3.94  5.82  0.17  5.08  1.13  3.38  1.00  3.94  3.61  5.18  0.20  1.66  7.18  3.01  2.70  0.85  4.33  1.53  6.80  0.57  4.92  2.31  4.85  3.65  1.53  1.78  4.08  3.69  0.99  4.83  1.72  6.08  1.60  1.38  2.93  2.09

从表5数值看，回归计算绝对误差最大为4.14％、相对误差最大为7.18％。

2.3不同成因天然气的混合比例

将深层天然气样品分析中的6个成因指标参数数据(表1，登娄库组以下地层的天然气样品)导入训练形成的测试模板，经模拟计算得到不同成因天然气混合比例(表6)。

                 表6  深层天然气不同成因类型混合比例计算结果

  井号  井深  m  层位  煤型气  ％  油型气  ％  有机深源气  ％  升深1  升深2-1  汪深1  卫深501  芳深1  芳深2  芳深4  芳深5  芳深6  芳深8  芳深10  徐深1  徐深1  徐深1  徐深1-1  徐深2  徐深2  徐深2  徐深2  徐深4  徐深5  徐深6  徐深6  2727.4～2824.2  2970.0～2983.0  2987.4～2998.4  3197.0～3207.0  2926.0～2940.0  2768.8～3038.4  2823.6～3229.8  3045.0  3210.4～3409.8  3546.0～3723.0  3490.6～3450  3364.0～3379.0  3447～3573.8  3578.4～3705.2  3424.0～3416.0  3740.0～3732.0  4002.0～3985.5  4084.0～4076.0  4266.0～4273.0  3881.0～3873.0  3629.0～3611.0  3561.0～3570.0  3629.0～3637.0  K1d3～K1d2  K1yc  k1yc  k1d1  k1d3  k1d3  k1d3  k1d2  k1d1～k1yc  k1yc～k1sh  k1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  K1yc  63.16  69.76  82.59  83.36  10.67  10.75  76.45  83.58  83.97  82.80  77.87  81.42  82.09  81.53  74.31  75.15  52.55  51.27  60.79  52.93  77.81  56.41  60.17  14.78  15.76  9.65  9.04  7.32  7.46  12.61  8.95  9.08  9.42  13.10  10.29  11.66  12.18  18.53  13.79  45.46  46.87  37.03  43.84  16.39  41.20  33.09  22.05  14.46  7.74  7.59  81.99  81.78  10.92  7.45  6.94  7.77  9.01  8.27  6.23  6.28  7.14  11.04  1.97  1.84  2.17  3.22  5.78  2.37  6.73

从深层3种成因气混合比例模拟计算结果(表6)看，升平-汪家屯地区的升深1、升深2-1、汪深1井从登三段到营城组不同成因天然气混合比例中煤型、油型、有机深源气平均分别占75.17％、13.40％、11.42％，煤型气占绝对优势。

兴城地区的徐深1营城组3个井段的3种成因气混合比例接近，煤型气占81.42％～82.09％平均为81.68％，油型气占10.29％～12.18％平均为11.38％，有机深源气6.23％～8.27％平均为6.93％，煤型气是油型气的7.2倍；开发评价井徐深1-1营城组的为74.31％、18.53％、11.04％，煤型气是油型气的4.0倍；徐深2营城组的为59.94％、35.29％、4.26％，煤型气是油型气的1.7倍；徐深4营城组的为52.93％、43.84％、3.32％，煤型气是油型气的1.2倍；徐深5营城组的为77.81％、16.39％、5.78％，煤型气是油型气的4.7倍；徐深6营城组的为58.29％、37.15％、4.55％，煤型气是油型气的1.6倍。可见，徐深1、徐深1-1、徐深5井中煤型气占绝对优势，徐深2、徐深4、徐深6井中油型气占比例与煤型气趋于接近，但仍以煤型气为主。兴城地区营城组不同成因天然气混合比例中煤型、油型、有机深源气平均分别占67.51％、27.18％、5.31％，煤型气占绝对优势。

昌德气藏的芳深1、芳深2井天然气中有机深源气分别占81.99％、81.78％、煤型气和油型气分别占10.67％、10.75％和7.32％、7.46％，有机深源气占绝对优势；芳深4、芳深5、芳深6、芳深8、芳深10井的煤型气占76.45％～83.97％平均80.93％、油型气和有机深源气分别占8.95％～13.10％平均10.63和6.94％～9.01％平均8.42％，煤型气占绝对优势。

卫深501井中煤型、油型、有机深源气分别占83.36％、9.04％、7.59％，煤型气占绝对优势。

综上所述，从所取徐家围子断陷深层天然气样品定量测试结果看，除昌德气藏的芳深1、芳深2井外煤型气、油型气、有机深源气平均分别占73.13％、19.85％、7.02％，煤型气占绝对优势、油型气有一定贡献、有机深源气贡献较小。

以上实施例以3种成因类型进行了详细说明(3种成因类型混合配比为10/10/80、20/20/60、30/30/40、和40/40/20)，对于其它多种成因类型混合也采用同样的方法进行测试，如当不同成因类型为2种时，2种成因类型混合配比为10/90和90/10；当所述不同成因类型为4种时，4种成因类型混合配比为10/10/10/70、10/10/70/10、10/70/10/10、70/10/10/10；当所述不同成因类型为5种时，5种成因类型混合配比为10/10/10/10/60、10/10/10/60/10、10/10/60/10/10、10/60/10/10/10、60/10/10/10/10，用与实施例相同的步骤可以一一验证本发明方法，在此不再一一例举。

本发明具有下述特点：

(1)本发明确立了不同成因天然气混合比例定量测试地球化学方法的基本理论和模拟计算方法。利用天然气组分碳同位素和色谱烃指纹技术相结合的方法及数学模拟计算，在国内外首先完成了松辽盆地北部徐家围子断陷深层不同气井天然气中煤型气、油型气、有机深源气混合比例的地球化学定量测试。

(2)不同成因天然气混合比例定量测试结果表明，松辽盆地北部徐家围子断陷深层天然气除昌德气藏的芳深1、芳深2井外，煤型气、油型气和有机深源气混合比例都呈现煤型气＞油型气＞有机深源气的规律，平均分别占73.13％、19.85％、7.02％。

徐家围子断陷不同地区及气井不同成因天然气混合比例有差别，兴城地区营城组天然气混合比例中煤型、油型、有机深源气平均分别占67.51％、27.18％、5.31％，但随埋深增加油型气所占比例呈增大趋势，尤其是3800m以下储层天然气中油型气贡献接近47％，说明其地层II型有机质较发育且产气贡献相对增多，但煤型气仍占优势，较其它地区的油型气贡献最大、有机深源气贡献最小；升平-汪家屯地区不同成因天然气混合比例中煤型、油型、有机深源气平均分别占75.17％、13.40％、11.42％，较其它地区的油型气和有机深源气贡献比例处于中等；昌德气藏除芳深1、芳深2井有机深源气占82％外，其它5口井煤型气、油型气、有机深源气平均分别占80.93％、10.63％、8.42％，7口井煤型气、油型气、有机深源气平均分别占34.12％、8.47％、57.42％。这对于认识松辽盆地北部深层天然气来源及成因、地球化学特征、不同类型烃源岩及深源有机深源气对天然气贡献与评价、天然气成藏、指导天然气勘探有重要意义。

(3)本发明天然气混合比例地球化学测试方法，适合2种成因以上天然气混合比例的定量模拟计算，开创了多种成因天然气混合比例测试新方法。