地下生物降解稠油油藏充注期次的判别方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油地质勘探领域，具体的说涉及一种地下生物降解稠油油藏充注期次的判别方法。
【背景技术】
[0002]原油的生物降解指原油在活体生物如细菌等作用下的蚀变现象。原油的生物降解作用是自然界沉积盆地中十分普遍的一个现象。世界上大部分原油都遭受过细菌的破坏及改造。生物降解原油将会是未来社会中的一种重要非常规能源类型。
[0003]中国的生物降解型稠油油藏分布非常广泛。以西部的准噶尔盆地为例，其生物降解型稠油资源占有相当大的比例，大规模的地面油砂、天然沥青和浅层稠油油藏是该盆地西北缘的重要特色。2010年，在该区基本落实了中国最大的整装超稠油油藏一3.6亿吨资源量的风城超稠油油藏。
[0004]由于生物降解原油成藏过程和后期保存的复杂性以及油源对比指标的约束，对于恢复生物降解原油充注史这一科学问题，并未得到很好解决。中国的很多盆地如西部的准噶尔盆地、塔里木盆地和东部的渤海湾盆地，其油气成藏过程都表现出多源、多期充注特征，尤其对于很多稠油油藏而言，更是如此。
[0005]针对油藏充注期次的现有技术，基本都是建立在对储层流体包裹体均一温度的分析基础上，利用均一温度分布特征，来分析油藏发生了几期充注，再利用镜下含烃包裹体的荧光特征等，来判别油藏中的油气属于哪一期的油气充注。然而由于油藏内的流体非均质性以及多期流体的混合特征，现有这些技术实际上很难将油藏内的不同期次充注的原油准确识别，对于生物降解型稠油的镜下特征更模糊，依据现有技术更难以判别，对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问题，现有的技术更是无法解决。即，传统技术解决的研宄区宏观油气成藏期次问题，但针对油藏内原油等流体的非均质性和混合特征问题，传统技术不能很好解决；尤其是针对生物降解稠油，由于后期发生了复杂的生物降解变化，传统的技术更难以判断具体的原油是哪一期成藏，或哪几期混合成藏。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是根据不同降解程度下的生标序列变化，筛选抗生物降解能力强、对原油充注具有良好敏感度的生标及其相关参数，通过这些分子生标参数研宄生物降解原油多期充注历史响应，指明生物降解原油在不同期次成藏过程中的生标地球化学演变，提供一种地下生物降解稠油油藏充注期次的判别方法，对预测地下稠油资源有重要的意义。
[0007]为了达到上述目的，本发明的技术方案为:
[0008]包括如下步骤:
[0009]一、油源对比研宄，确定同一套油源；
[0010]对研宄区目标层系的生物降解稠油进行饱和烃和芳烃的色谱、质谱分析，通过不同降解级别原油的生标响应，确定不同生物降解稠油中烃类的选择性蚀变，定量划分降解级别，选择抗生物降解能力强的对生源敏感的生标及相关参数。具体而言，根据原油遭受的生物降解程度不同，采取不同的研宄方法，并且用多参数、多指标进行综合油源对比。对于严重生物降解的原油样品，结合沥青质中包裹体烃类的分离、沥青质水化热解法、沥青质钌离子催化-氧化法技术方法，利用芳烃类和三芳留烃类等的生标进行油源对比，从中探索良好的生标参数。对研宄地区的原油样品和可能的源岩进行谱图指纹和生标参数交汇图分析，确定来自同一目标源岩的原油样品。
[0011]对于单一源岩的研宄区，该步骤可以省略。
[0012]二、根据传统方法，确定某一源岩的排烃期次和对研宄区存在可能的原油充注期次；
[0013]在判断研宄区存在几期原油充注期，传统技术已比较成熟。成熟的方法是在对研宄区构造演化史、断层活动史和源岩热演化史、生排烃史等的研宄基础上，对实测地质剖面中的一些储层流体包裹体进行分析，结合流体包裹体均一温度和镜下荧光特征，可判断发生了几期油气充注。这部分技术比较成熟，因此不详细介绍。
[0014]本发明的重点在于步骤三，其筛选生标，并与常规成熟度参数Ro进行定量标定进行关系确定，运用生标参数进行充注期次判定。
[0015]三、筛选生物降解稠油的分子成熟度参数，并用常规成熟度参数Ro进行定量标定；具体的包括以下步骤:
[0016](I)生标的筛选:成熟度敏感性筛选、抗生物降解性筛选；
[0017](2)选定抗降解的生标成熟度参数；
[0018](3)源岩热演化模拟实验，确定并建立生标成熟度参数与常规成熟度参数Ro的定量关系:
[0019](4)利用选定生标参数判定生物降解原油充注期次；
[0020]对从油源对比中确定出来的相同成因的原油样品的组分变化、生标绝对浓度变化和系列成熟度参数进行综合统计分析。考察的生标成熟度参数包括常规的留烧(如C2920S/(20S+20R)等)、萜烷(如Ts/(Ts+Tm)等)和藿烷(如C3122S/(22S+22R)等)、芳烃类成熟度参数(如MPI等)。除此之外，还考察其他类，如三芳留族类成熟度参数，如单芳留类的芳构化参数MA( I )/(MA( I + II )和三芳甾类成熟度参数TA( I )/TA( I + II )。除此之外，还有 C2。/ (C28+C20)、C26S/ (C26S+C28S)、C28/ (C26+C27+C28)等。
[0021]生物降解作用对分子生标成熟度参数的影响可通过对分子生标的谱图以及参数值的大小进行分析。另外在分子成熟度参数和原油粘度图版上也可显示生物降解作用对分子成熟度参数的影响。在正常情况下，随着分子生标成熟度参数的增加，原油粘度会减小，然而有些参数会出现异常增大现象，表明受到了生物降解作用影响。研宄发现，常规的甾烷(如 C29 β β / ( β β + α a )、C2920S/ (20S+20R)和藿烷(如 C3122S/ (22S+22R)等)成熟度参数明显受到生物降解作用影响，而三芳留烷成熟度参数系列不受生物降解作用影响。
[0022]我们通过筛选对比，提出了三芳甾烷成熟度参数TA( I )/TA( I +II)，该参数具体表征为(C20+C21) / (C20+C21+C26+C27+C28)，其中 C20为 C 20pregnane (孕甾烷)；C21:为C20-methylpregnane (甲基孕甾烧)；C26为 C26Cholestane (胆甾烧)；(^27为 C27ergostane (麦角甾烷)；C2AC28stigmaStane(20R+20S)(豆甾烷)，该参数在国内外还很少得到应用。研宄发现三芳留烷化合物具有很强的抗生物降解能力，在发生最严重的生物降解时(降解级别达到10左右)，这些化合物仍能保持未被改造的状态，因而原油在经历其他的饱和烃都被改造或被全部消耗性的生物降解作用下，这些三芳留烷化合物对于成熟度评价显得极其有用。这是由于长链的三芳留烷同系物会比短链的三芳留烷同系物优先进行热裂解，热模拟实验显示三芳留烷参数TA( I )/TA( I + II )会随热演化程度增高而增大，因而可以作为判别成熟度的良好参数。
[0023]对生标成熟度参数进行R。定量标定，可采用自然地质剖面分析结合实验模拟的方法。选取典型泥岩分布连续的地质剖面，分析该剖面的地质地球化学演化。利用自然地质剖面中的源岩样品检测到的R。和生标检测结果，进行R。和生标成熟度参数定量关系分析。也可利用高温下热解等模拟实验手段，检测源岩中的干酪根在不同温度下的生标成熟度参数和对应的R。，建立两者间的定量关系。
[0024]四、利用分子生物标志物分析不同充注期次原油的混合属性，计算混合油中不同充注期原油相应比例。
[0025]所述步骤一中，包括对研宄区目标层系的生物降解稠油进行饱和烃和芳烃的色、质谱分析，通过不同降解级别原油的生标响应，确定不同生物降解稠油中烃类的选择性蚀变，定量划分降解级别，选择抗生物降解能力强的对成熟度敏感的生标及相关参数。
[0026]所述步骤二中，对研宄区包括构造演化史、断层活动史和源岩热演化史、生排烃史的研宄基础上，对实测地质剖面中的一些储层流体包裹体进行分析，结合流体包裹体均一温度和镜下荧光特征，判断发生的油气充注期数。
[0027]所述步骤三中，对从油源对比中确定出来的相同成因的原油样品的组分变化、生标绝对浓度变化和系列成熟度参数进行综合统计分析，通过筛选对比，提出了三芳留烷成熟度参数TA( I )/TA( I + II )，并采用自然地质剖面分析结合实验模拟的方法，对生标成熟度参数进行Ro定量标定，建立两者间的定量关系为:R。= 231.13x 2-2.1776x+0.7137 (R2= 0.9966)，上式中X