一种确定油气运移与成藏期次的新方法

摘要

一种确定油气运移期次与成藏期次的方法，通过油包裹体的高分辨率高精度显微荧光光谱测试与数据分析确定油气运移，含油气充注的期次，通过孔隙油的原位高分辨率高精度显微荧光光谱测试与数据分析确定油气成藏期次。

说明书

技术领域

本发明属于石油地质勘探领域，尤其是油气地球化学方法。 

背景技术

烃源岩生成的油气经初次运移进入输导体（储层、不整合面、断层），在输导体中经二次运移进入圈闭富集起来，便形成油气藏。二次运移（油气充注）的期次与成藏期次，尤其是关键运移期和关键成藏期，对于油气勘探而言十分重要。截止目前，人们主要通过盐水包裹体、伊利石定年等矿物形成的年龄数据，间接推断油气运移的期次，而且还将运移期次当作成藏期次使用。其依据是油气注入储层后，会阻止矿物的生长。这些矿物的停滞生长期被当作油气充注期、运移期，甚至成藏期。实际上，造成矿物生长停滞的原因除了油气充注外，还有pH值和矿物生长所需要的离子。如果不具备这些矿物生长的pH或离子条件，矿物也不会生长。因此，根据矿物推断油气的运移（充注）期次有较多的不确定性。另一方面，注入储层的油气不一定都能成藏。因此，也不能将充注期次或运移期次当作成藏期次。

油气运移具有幕式特征，必然造成油气与水之间的频繁交替。油包裹体是油水交替活动的产物，可在油气运移过程中伴随晶体生长或裂隙愈合而形成。油气运移过程中所形成的油包裹体记录了原油成熟度信息，是获取油气运移期次的直接证据。通过单个油包裹体的成熟度测试，可直接获取油气运移或充注期次。油气藏是运移-聚集的产物。其中，孔隙油的成熟度是确定成藏期次的直接证据。开采出的原油是多期成藏的混合物，很难通过原油的成熟度确定成藏期，除非只发生了一次成藏作用。不同期次注入储层的原油仅靠扩散作用不能完全混合，在低渗透储层中尤为如此。因此，通过测试储层中孔隙不同部位的原油成熟度可获得成藏期次。总之，对油包裹体和储层孔隙中的油进行原位测试是获得运移与成藏期次的重要途径。这种原位测试需要高分辨率、高精度的测试手段。

单个油包裹体和相同尺度的孔隙油的原位测试，是长期以来遗留下来的难题。将高灵敏度和高精度荧光光谱仪与显微镜相连接，使得空间分辨率达到了微米级，同时还确保了较高的测试精度。只要是在光学显微镜下能够发现的油包裹体和孔隙油，都可以通过这一手段进行原位测试。

过去，由于分辨率较低，主要应用体积较大的油包裹体或油包裹体群的荧光光谱参数划分油气充注期次。这些参数主要包括主峰波长λmax、红绿商Q_650/500和Q_f535等光谱参数。其中，红绿商Q_650/500为650nm波长与500nm波长处的荧光强度比；Q_f535为发射波长535～750nm范围内的光谱积分面积与发射波长430～535nm范围内的积分面积之比。红绿商Q_650/500和Q_f535代表荧光中红色部分与绿色部分的比值。该比值越大，原油中的大分子组分越多，荧光光谱的主峰波长λmax相应变大，呈现“红移”的特征；反之，荧光光谱的主峰波长λmax则呈现“蓝移”的特征。这些荧光光谱参数多基于人们对荧光颜色的认识，并没有进行过深入的研究，因而多解性较强。例如，λmax和Q_650/500等光谱参数反映的不仅是芳烃的含量变化，还可能受到N、O、S等化合物的影响。在过去的工作中，均应用芳烃进行解释，因此容易得出错误的结论。 

发明内容

本发明目的在于，提出了确定油气运移与成藏期次的方法，为揭示油气分布规律和发现有利的油气运聚区提供重要的支撑。

在高分辨率和高精度显微荧光光谱测试技术的基础上，对各种原油中的荧光物质进行了测试，进而找到了能够反映成熟度的荧光光谱参数。通过这些荧光光谱参数可以确定油气运移的期次和成藏期次。

一种确定油气运移期次与成藏期次的新方法；通过油包裹体的高分辨率和高精度显微荧光光谱测试与数据分析确定油气运移（含油气充注）的期次，步骤如下：

1：确定油气运移期次的方法；

（1）采集岩心（或岩屑）样品，制作包裹体薄片；

（2）在研究区开发井的井口，采集新鲜的原油样品，密封包装、运输；

（3）定量测试原油样品的饱和烃和芳香烃，计算原油成熟度参数与原油成熟度；分析成熟度参数和原油成熟度之间的相关性，选出可靠的成熟度数据；

（4）对原油样品进行高分辨率高精度显微荧光光谱测试，并用光谱数据计算成熟度方面的荧光光谱参数，包括I₄₂₅/I₄₃₃，I₄₁₉/I₄₂₉、I₄₂₅/I₄₃₅、I₄₅₄/I₇₀₀、I₄₄₇/I₇₀₀、I₄₇₀/I₇₀₀、I₄₃₆/I₇₀₀、I₄₃₉/I₇₀₀和I₄₅₀/I₇₀₀荧光光谱强度比值参数，以及A_427-442/A_400-700、A_430-435/A_400-700、A_429-437/A_400-700、A_463-503/A_400-700、A_431-437/A_400-700、A_433-438/A_400-700、A_424-444/A_400-700、A_421-428/A_400-700荧光光谱面积比值参数；

（5）应用上述荧光光谱参数和选出的原油成熟度数据，进行回归分析，找到相关性最显著的1到9个光谱参数； 

（6）对岩心样品中的单个油包裹体进行高分辨率高精度显微荧光光谱测试，其测试条件与上述原油样品的测试条件相同；根据得到的光谱数据，计算上述1到9个光谱参数；

（7）用1到9个光谱参数和回归方程，计算油包裹体的成熟度，得到每个油包裹体的1到9个成熟度数据；

（8）计算油包裹体1到9个成熟度数据的平均值，由此得到可靠性更高的一组成熟度数据，绘制油包裹体成熟度数据的直方图或累积概率图，并根据这些图件中的次总体特征划分油气运移（充注）期次；

（9）如果工区内没有开发井，直接对岩心样品中的单个油包裹体进行高分辨率高精度显微荧光光谱测试，计算I₄₂₅/I₄₃₃，I₄₁₉/I₄₂₉和I₄₂₅/I₄₃₅荧光光谱强度比值，并通过下式计算成熟度；

按照步骤（8），确定油气运移（充注）期次；也可直接应用I₄₂₅/I₄₃₃，I₄₁₉/I₄₂₉和I₄₂₅/I₄₃₅荧光光谱强度比值绘制直方图或累积概率图，划分运移（充注）期次。

按照上述方法，将所有的观测到的油包裹体进行期次划分。应用划分了期次的油包裹体，可有效实现分期次追踪油气运移。

2：油气成藏期次的确定方法

通过孔隙油的原位高分辨率高精度显微荧光光谱测试与数据分析确定油气成藏期次，步骤如下：

（1）采集岩心（或岩屑）样品，制作荧光薄片；

（2）按照油气运移期次确定方法中的步骤（2）~（9），对孔隙油进行荧光光谱测试，计算荧光光谱参数，划分期次，得到成藏期次。其中，频率最高的期次确定为关键成藏期。

本发明的优点是，通过成熟度测试直接划分油气的运移、成藏期次，解决了过去间接确定成藏期次的不确定性问题。

附图说明图

图1 东营凹陷胜坨地区油气运移期次；

图2 东营凹陷胜坨地区油气成藏期次。

实施例

 东营凹陷北带的胜坨地区，是胜利油田的重要产油区。胜坨油田的油气运移成藏特征对于断陷盆地陡坡带的油气勘探具有较大的启示作用。在胜坨地区，对100多件砂砾岩样品中的332个油包裹体，进行了高分辨率高精度微束荧光光谱测试。利用每一个油包裹体的荧光光谱测试数据，计算了I₄₂₅/I₄₃₃ 、I₄₂₅/I₄₃₃ 和I₄₁₉/I₄₂₉荧光光谱强度比参数，并按照式（1）~（3）计算了油包裹体的原油成熟度，取三者的平均值为油包裹体的Ro值（%），其直方图绘于图1。图中，胜坨地区油包裹体的成熟度可分为两个次总体，Ro的分布范围分别为0.49%-0.56%和0.56%-0.71%。这种特征表明该区经历了两期油气运移。Ro=0.56%为划分界限值。

对这些样品荧光薄片中的孔隙油也进行了原位高分辨率高精度微束荧光光谱测试。同样地，利用每个荧光光谱的测试数据，计算了I₄₂₅/I₄₃₃、I₄₂₅/I₄₃₃和I₄₁₉/I₄₂₉荧光光谱强度比参数，并按照式（1）~（3）计算了孔隙油的原油成熟度，取三者的平均值为Ro值（%）。图2 示出该区孔隙油成熟度的直方图。尽管孔隙中不同期次原油之间存在扩散作用，但是其多期次性特征仍然保留了下来，而且与油包裹体的成熟度有较好的对映性。图中的两个次总体反映两期成藏。与图1对比还可以发现，每期注入的原油均能在一定程度上富集成藏。其中，第二期的规模远大于第一期。这表明第二期是关键成藏期。通过成岩流体活动的绝对年龄，及其与油气充注、成藏间的时间关系研究，得出新近纪明化镇时期以来的时间段是关键成藏期。也就是说，关键的成藏作用就发生在近期，甚至现在。成藏作用发生的时间晚，有利于保存油气。现今的储层分布和构造形态对油气的富集起重要的控制作用，可直接用于勘探目标的确定或优选。