一种烃源岩排烃动力评价方法

1.本发明属于油气田开发技术领域，特别涉及一种烃源岩排烃动力评价方法。


背景技术：

2.烃源岩的排烃(即油气的初次运移)是非常复杂的地质问题。由于排烃多发生在地质历史时期运移过程难以进行观测和恢复，因此目前对于该问题的研究大多是根据地质资料的综合分析进行科学推理并结合实验结果提出理论上的认识，其中许多认识还存在争议。当下对烃源岩排烃的研究主要集中于排烃动力。
3.针对烃源岩排烃动力，前人进行了大量研究。早期，学者们就单一动力进行了诸多讨论。例如，烃源岩在一定埋深下，孔隙内部流体处于静水压力，当上覆地层再次发生沉积时，上覆地层压力增大，孔隙内部流体势必承担一部分压力，使得孔隙内部流体的压力超过静水压力，导致流体排出；有学者研究表明在沉积物快速沉降过程中，烃源岩内部流体排出受阻，使得烃源岩内部形成异常高的孔隙度和压力，随着压力不断的累计，当压力超过阻力时，油气向外排出。例如，烃源岩在埋深演化过程中，随着温度的升高，烃源岩骨架及内部的油、气、水都会发生膨胀；有学者通过对水随着温度、压力、密度的变化研究表明，假使地层处于完全封闭状态，地层孔隙空间不变，水的体积无法随着温度增加而变大，那么必然会导致孔隙内部压力的增加促使内部流体排出。例如，有学者研究表明，当岩石孔隙表面表现为亲水性时，毛细管力是油气初次运移的主要动力。此外，还有学者认为当地层发生构造运动时，构造应力导致岩石骨架发生变形，岩石内部孔隙空间减小，但是在岩石内部流体量未减小的情况下就会导致内部流体压力增加，也会导致流体的排出；但也有学者对此持反对观点，他们通过分析构造应力对孔隙压力的影响，拟合出构造应力驱动油气运移尺度的计算模型，结果表明构造应力驱动油气运移的距离对比烃源岩的厚度可忽略不计，不能够作为烃源岩排烃的动力。
4.除了对单一的动力进行分析外，也有学者对多种力进行综合分析。例如，有学者研究表明无论是构造应力、热膨胀力还是有机质热裂解这些地质作用实际上都是改变了流体压力形成了异常的地层压力，并将这种异常的地层压力认为是导致油气运移的最主要动力。部分学者认为油气初次运移的动力有八种，包括生烃增压、正常压实形成的剩余压力、欠压实导致的异常高压、构造应力、烃源岩与邻近岩层内部流体盐度的差异所导致的渗透作用力、内部流体浓度差导致的扩散作用力、毛细管力以及浮力，其中又以生烃增压和毛细管力差作为初次运移排烃最主要的动力。有学者将油气运移动力分为源内运移、初次运移以及二次运移三种，其中与源岩排烃相关的运移为前两类运移方式，生烃增压和扩散作用力被他们认为是形成页岩油、煤层气等类型油气的源内运移的主要排烃动力。
5.然而，目前对烃源岩排烃动力的研究普遍集中在较少的力的耦合评价，可靠性较差。如何能够可靠的确定烃源岩排烃动力是本领域技术人员急需解决的问题之一。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种能够比较可靠的确定烃源岩排烃动力的方法与系统。
7.为了实现上述目的，本发明提供了一种烃源岩排烃动力评价方法，其中，该方法包括：
8.构建各烃源岩排烃动力的计算模型；其中，所述烃源岩排烃动力包括岩石骨架热膨胀力、水热膨胀力、油热膨胀力、气热膨胀力、压实力、产物增容力、粘土矿物脱水力和扩散力中的一种或两种以上的组合；
9.获取目标层参数；
10.基于目标层参数，利用各烃源岩排烃动力的计算模型，确定目标层的各烃源岩排烃动力，从而实现目标层烃源岩排烃动力评价。
11.在上述方法中，优选地，所述烃源岩排烃动力包括岩石骨架热膨胀力、水热膨胀力、油热膨胀力、气热膨胀力、压实力、产物增容力、粘土矿物脱水力和扩散力。
12.在上述方法中，优选地，构建各烃源岩排烃动力的计算模型包括：
13.确定控制各烃源岩排烃动力的主要因素，根据所述主要因素构建各烃源岩排烃动力计算模型；
14.更优选地，确定控制各烃源岩排烃动力的主要因素包括：
15.分析不同埋藏深度下地层的温度、压力、渗透率、岩石热膨胀率、烃源岩孔隙度、密度、排出流体量、流体粘度、粘土矿物含量以及伊利石含量对各烃源岩排烃动力的影响，进而筛选出控制各烃源岩排烃动力的主要因素。
16.在上述方法中，优选地，岩石骨架热膨胀力的计算模型为岩石骨架热膨胀力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
17.更优选地，所述岩石骨架热膨胀力的计算模型为：
[0018][0019]
式中：f
岩
为岩石骨架的热膨胀力，单位pa；δq
岩
为单位体积烃源岩由于岩石骨架热膨胀排出的液体量，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s。
[0020]
在上述方法中，优选地，水热膨胀力的计算模型为水热膨胀力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0021]
更优选地，所述水热膨胀力的计算模型为：
[0022][0023]
式中：f
水
为水的热膨胀力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
水
为单位体积烃源岩由于水热膨胀力排出的液体量，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s。
[0024]
在上述方法中，优选地，油热膨胀力的计算模型为油热膨胀力关于排出流体的粘
度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0025]
更优选地，所述油热膨胀力的计算模型为：
[0026][0027]
式中：f
油
为油的热膨胀力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
油
为单位体积烃源岩由于油热膨胀力排出的液体量，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s。
[0028]
在上述方法中，优选地，气热膨胀力的计算模型为气热膨胀力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0029]
更优选地，所述气热膨胀力的计算模型为：
[0030][0031]
式中：f
气
为气热膨胀力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
气
为单位体积烃源岩由于气热膨胀力排出的液体量，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s。
[0032]
在上述方法中，优选地，压实力的计算模型为压实力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于压实力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0033]
更优选地，所述压实力的计算模型为：
[0034][0035]
式中：f
压实力
为压实力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
压实力
为单位体积烃源岩由于压实力排出的液体量，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s。
[0036]
在上述方法中，优选地，产物增容力的计算模型为产物增容力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于产物增容力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0037]
更优选地，所述产物增容力的计算模型为：
[0038][0039]
式中：f
产物增容力
为产物增容力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；δq
生烃量
为单位体积烃源岩由于产物增容力排出的流体量(即烃源岩生成油气的量)，单位m3；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s。
[0040]
在上述方法中，优选地，粘土矿物脱水力的计算模型为粘土矿物脱水力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量以
及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0041]
更优选地，所述粘土矿物脱水力的计算模型为：
[0042][0043]
式中：f
粘土矿物脱水力
为粘土矿物脱水力，单位pa；δq
粘土矿物脱水力
为单位体积烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量(即单位体积的烃源岩所含蒙脱石随埋深增加脱出的水量)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s。
[0044]
在上述方法中，优选地，扩散力的计算模型为扩散力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于扩散力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0045]
更优选地，所述扩散力的计算模型为：
[0046][0047]
式中：f
扩散力
为扩散力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
扩散相
为单位体积烃源岩由于扩散力排出的流体量(即扩散相排烃量)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s。
[0048]
在上述方法中，优选地，所述烃源岩排烃动力进一步包括油水毛细管力；油水毛细管力的计算模型为：
[0049][0050]
式中：f
油水毛细管力
为油水毛细管力(即油与水之间的毛细管力差)，单位pa；δ(o)为油水界面的界面张力，单位n/m；θw为润湿角，单位
°
；r为岩石的孔隙半径，单位10-10
m。
[0051]
在上述方法中，优选地，所述烃源岩排烃动力进一步包括气水毛细管力：
[0052][0053]
式中：f
气水毛细管力
为气水毛细管力(即气与水之间的毛细管力差)，单位pa；δ(g)为气水界面的界面张力，单位n/m；θw为润湿角，单位
°
；r为岩石的孔隙半径，单位10-10
m。
[0054]
在上述方法中，优选地，所述获取目标层参数包括：
[0055]
获取目标层烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于压实力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于产物增容力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于扩散力排出的流体量；
[0056]
获取目标层排出流体的粘度、目标层烃源岩埋藏深度、目标层力作用的时间以及目标层烃源岩流体渗透率；
[0057]
更优选地，所述获取目标层烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于油热膨胀力排出的流体
量和/或目标层烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于压实力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于产物增容力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于扩散力排出的流体量包括：
[0058]
构建烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于压实力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于产物增容力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于扩散力排出的流体量的计算模型；
[0059]
基于烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于压实力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于产物增容力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于扩散力排出的流体量的计算模型，确定目标层烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于压实力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于产物增容力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于扩散力排出的流体量；
[0060]
进一步优选地，烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0061][0062]
式中：δq
岩
为单位体积烃源岩由于岩石骨架热膨胀排出的液体量，单位m3；
△ksr
(t)为随温度变化岩石热膨胀率的相对变化率，单位％；为烃源岩地表孔隙度，单位％，则为单位体积烃源岩中岩石骨架所占体积；
[0063]
进一步优选地，烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0064][0065]
式中：δq
水
为单位体积烃源岩由于水热膨胀力排出的液体量，单位m3；sw为含水饱和度，单位％；δk
rw
(t)为随温度变化的水热膨胀率的相对变化率，单位％；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0066]
进一步优选地，烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0067][0068]
式中：δq
油
为单位体积烃源岩由于油热膨胀力排出的液体量，单位m3；so为含油饱和度，单位％；δk
ro
(t)为随温度变化的油热膨胀率的相对变化率，单位％；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0069]
进一步优选地，烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0070][0071]
式中：δq
气
为单位体积烃源岩由于气热膨胀力排出的液体量，单位m3；sg为含气饱和度，单位％；δk
rg
(p,t)为气体体积恢复系数，单位无量纲；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0072]
进一步优选地，烃源岩由于压实力排出的流体量的计算模型为：
[0073][0074]
式中：δq
压实力
为单位体积烃源岩由于压实力排出的液体量，单位m3；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0075]
进一步优选地，烃源岩由于产物增容力排出的流体量的计算模型为：
[0076][0077]
式中：δq
生烃量
为单位体积烃源岩由于产物增容力排出的流体量(即烃源岩生成油气的量)，单位m3；ρ为烃源岩的密度，单位kg/m3；δtoc为地质历史时期单位质量烃源岩发生生烃转换反应的有机碳的量，单位％；ra为油气发生率，单位m3/t；
[0078]
进一步优选地，烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量的计算模型为：
[0079]
δq
粘土矿物脱水力
＝0.245
·
pc·
pm·
ρ
[0080]
式中：δq
粘土矿物脱水力
为单位体积烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量(即单位体积的烃源岩所含蒙脱石随埋深增加脱出的水量)，单位m3；pc为单位体积源岩中粘土矿物含量，单位％；pm为粘土矿物中发生转化脱水作用的蒙脱石的含量，单位％；ρ为烃源岩的密度，单位kg/m3；
[0081]
进一步优选地，烃源岩由于扩散力排出的流体量的计算模型为：
[0082][0083]
式中：δq
扩散相
为单位体积烃源岩由于扩散力排出的流体量(即扩散相排烃量)，单位m3；w为油气的浓度梯度，单位(m3/m3)/m；d为在地下的岩石中天然气的扩散系数，单位m2/s；s为发生扩散作用烃源岩的面积，单位m2；δt为力作用的时间，单位s。
[0084]
本发明提供的技术方案，能够实现对目标层石骨架热膨胀力、水热膨胀力、油热膨胀力、气热膨胀力、压实力、产物增容力、粘土矿物脱水力和/或扩散力进行定量评价，可用于分析确定不同演化阶段导致源岩排出烃量的排烃动力的相对大小，较为可靠的实现烃源岩的排烃动力评价。
附图说明
[0085]
图1为本发明一实施例提供的烃源岩排烃动力评价方法的流程图。
[0086]
图2为本发明实施例1中目标层不同埋藏深度处烃源岩分别由于各排烃动力排出
的流体量图。
[0087]
图3为本发明实施例1中目标层不同埋藏深度范围内烃源岩分别由于各排烃动力累积排出的流体量图。
[0088]
图4为本发明实施例1中目标层各排烃动力随埋深变化趋势图。
具体实施方式
[0089]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0090]
参见图1，本发明一具体实施方式提供了烃源岩排烃动力评价方法，其中，该方法包括：
[0091]
步骤s1：构建各烃源岩排烃动力的计算模型；其中，所述烃源岩排烃动力包括岩石骨架热膨胀力、水热膨胀力、油热膨胀力、气热膨胀力、压实力、产物增容力、粘土矿物脱水力和扩散力中的一种或两种以上的组合；
[0092]
步骤s2：获取目标层参数；
[0093]
步骤s3：基于目标层参数，利用各烃源岩排烃动力的计算模型，确定目标层的各烃源岩排烃动力，从而实现目标层烃源岩排烃动力评价。
[0094]
进一地，所述烃源岩排烃动力包括岩石骨架热膨胀力、水热膨胀力、油热膨胀力、气热膨胀力、压实力、产物增容力、粘土矿物脱水力和扩散力。
[0095]
进一地，步骤s1包括：
[0096]
确定控制各烃源岩排烃动力的主要因素，根据所述主要因素构建各烃源岩排烃动力计算模型；
[0097]
更进一地地，确定控制各烃源岩排烃动力的主要因素包括：
[0098]
分析不同埋藏深度下地层的温度、压力、渗透率、岩石热膨胀率、烃源岩孔隙度、密度、排出流体量、流体粘度、粘土矿物含量以及伊利石含量对各烃源岩排烃动力的影响，进而筛选出控制各烃源岩排烃动力的主要因素。
[0099]
进一地，岩石骨架热膨胀力的计算模型为岩石骨架热膨胀力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0100]
更进一地，岩石骨架热膨胀力的计算模型为：
[0101][0102]
式中：f
岩
为岩石骨架的热膨胀力(即埋藏深度z处的岩石骨架的热膨胀力)，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
岩
为单位体积烃源岩由于岩石骨架热膨胀排出的液体量(即埋藏深度z处的单位体积烃源岩由于岩石骨架热膨胀排出的液体量)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分(不同埋藏深度处的烃源岩排出流体渗透率不同，烃源岩排出流体渗透率的微分即为烃源岩排出流体渗透率在埋藏深度z处的变化量)，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间(即烃源岩从初始埋深至现今埋深所需的时间)，
单位s。
[0103]
进一地，水热膨胀力的计算模型为水热膨胀力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0104]
更进一地，所述水热膨胀力的计算模型为：
[0105][0106]
式中：f
水
为水的热膨胀力(即埋藏深度z处的水的热膨胀力)，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
水
为单位体积烃源岩由于水热膨胀力排出的液体量(即埋藏深度z处的单位体积烃源岩由于水热膨胀力排出的液体量)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分(不同埋藏深度处的烃源岩排出流体渗透率不同，烃源岩排出流体渗透率的微分即为烃源岩排出流体渗透率在埋藏深度z处的变化量)，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间(即烃源岩从初始埋深至现今埋深所需的时间)，单位s。
[0107]
进一地，油热膨胀力的计算模型为油热膨胀力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0108]
更进一地，所述油热膨胀力的计算模型为：
[0109][0110]
式中：f
油
为油的热膨胀力(即埋藏深度z处的油的热膨胀力)，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
油
为单位体积烃源岩由于油热膨胀力排出的液体量(即埋藏深度z处的单位体积烃源岩由于油热膨胀力排出的液体量)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分(不同埋藏深度处的烃源岩排出流体渗透率不同，烃源岩排出流体渗透率的微分即为烃源岩排出流体渗透率在埋藏深度z处的变化量)，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间(即烃源岩从初始埋深至现今埋深所需的时间)，单位s。
[0111]
进一地，气热膨胀力的计算模型为气热膨胀力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0112]
更进一地，所述气热膨胀力的计算模型为：
[0113][0114]
式中：f
气
为气热膨胀力(即埋藏深度z处的气热膨胀力)，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
气
为单位体积烃源岩由于气热膨胀力排出的液体量(即埋藏深度z处的单位体积烃源岩由于气热膨胀力排出的液体量)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分(不同埋藏深度处的烃源岩排出流体渗透率不同，烃源岩排出流体渗透率的微分即为烃源岩排出流体渗透率在埋藏深度z处的变化量)，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间(即烃源岩从初始埋深至现今埋深所需的时间)，单位s。
[0115]
进一地，压实力的计算模型为压实力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作
用的时间、烃源岩由于压实力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0116]
更进一地，所述压实力的计算模型为：
[0117][0118]
式中：f
压实力
为压实力(即埋藏深度z处的压实力)，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
压实力
为单位体积烃源岩由于压实力排出的液体量(即埋藏深度z处的单位体积烃源岩由于压实力排出的液体量)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分(不同埋藏深度处的烃源岩排出流体渗透率不同，烃源岩排出流体渗透率的微分即为烃源岩排出流体渗透率在埋藏深度z处的变化量)，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间(即烃源岩从初始埋深至现今埋深所需的时间)，单位s。
[0119]
进一地，产物增容力的计算模型为产物增容力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于产物增容力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0120]
更进一地，所述产物增容力的计算模型为：
[0121][0122]
式中：f
产物增容力
为产物增容力(即埋藏深度z处的产物增容力)，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分(不同埋藏深度处的烃源岩排出流体渗透率不同，烃源岩排出流体渗透率的微分即为烃源岩排出流体渗透率在埋藏深度z处的变化量)，μm2；δq
生烃量
为单位体积烃源岩由于产物增容力排出的流体量(即埋藏深度z处的单位体积烃源岩由于产物增容力排出的流体量，由于产物增容力排出的流体量即烃源岩生成油气的量)，单位m3；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间(即烃源岩从初始埋深至现今埋深所需的时间)，单位s。
[0123]
进一地，粘土矿物脱水力的计算模型为粘土矿物脱水力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0124]
更进一地，所述粘土矿物脱水力的计算模型为：
[0125][0126]
式中：f
粘土矿物脱水力
为粘土矿物脱水力(即埋藏深度z处的粘土矿物脱水力)，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
粘土矿物脱水力
为单位体积烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量(即埋藏深度z处的单位体积烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量，由于粘土矿物脱水力排出的流体量即蒙脱石随埋深增加脱出的水量，)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分(不同埋藏深度处的烃源岩排出流体渗透率不同，烃源岩排出流体渗透率的微分即为烃源岩排出流体渗透率在埋藏深度z处的变化量)，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间(即烃源岩从初始埋深至现今埋深所需的时间)，单位s。
[0127]
进一地，扩散力的计算模型为扩散力关于排出流体的粘度、烃源岩埋藏深度、力作用的时间、烃源岩由于扩散力排出的流体量以及烃源岩流体渗透率的计算模型；
[0128]
更进一地，所述扩散力的计算模型为：
[0129][0130]
式中：f
扩散力
为扩散力(即埋藏深度z处的扩散力)，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
扩散相
为单位体积烃源岩由于扩散力排出的流体量(即埋藏深度z处的单位体积烃源岩由于扩散力排出的流体量，由于扩散力排出的流体量即扩散相排烃量)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分(不同埋藏深度处的烃源岩排出流体渗透率不同，烃源岩排出流体渗透率的微分即为烃源岩排出流体渗透率在埋藏深度z处的变化量)，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间(即烃源岩从初始埋深至现今埋深所需的时间)，单位s。
[0131]
进一地，烃源岩排烃动力进一步包括油水毛细管力；油水毛细管力的计算模型为：
[0132][0133]
式中：f
油水毛细管力
为油水毛细管力(即油与水之间的毛细管力差)，单位pa；δ(o)为油水界面的界面张力，单位n/m；θw为润湿角，单位
°
；r为岩石的孔隙半径，单位10-10
m。
[0134]
进一地，所述烃源岩排烃动力进一步包括气水毛细管力：
[0135][0136]
式中：f
气水毛细管力
为气水毛细管力(即气与水之间的毛细管力差)，单位pa；δ(g)为气水界面的界面张力，单位n/m；θw为润湿角，单位
°
；r为岩石的孔隙半径，单位10-10
m。
[0137]
进一地，步骤s2包括：
[0138]
步骤s21：获取目标层排出流体的粘度、目标层烃源岩埋藏深度、目标层力作用的时间以及目标层烃源岩流体渗透率；
[0139]
步骤s22：获取目标层烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于压实力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于产物增容力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于扩散力排出的流体量；
[0140]
更进一地，步骤s22包括：
[0141]
构建烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于压实力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于产物增容力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于扩散力排出的流体量的计算模型；
[0142]
基于烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于压实力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于产物增容力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于
粘土矿物脱水力排出的流体量的计算模型和/或烃源岩由于扩散力排出的流体量的计算模型，确定目标层烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于压实力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于产物增容力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量和/或目标层烃源岩由于扩散力排出的流体量；
[0143]
再进一地，烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0144][0145]
式中：δq
岩
为单位体积烃源岩由于岩石骨架热膨胀排出的液体量，单位m3；
△ksr
(t)为随温度变化岩石热膨胀率的相对变化率，单位％；为烃源岩地表孔隙度，单位％，则为单位体积烃源岩中岩石骨架所占体积；
[0146]
再进一地，烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0147][0148]
式中：δq
水
为单位体积烃源岩由于水热膨胀力排出的液体量，单位m3；sw为含水饱和度，单位％；δk
rw
(t)为随温度变化的水热膨胀率的相对变化率，单位％；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0149]
再进一地，烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0150][0151]
式中：δq
油
为单位体积烃源岩由于油热膨胀力排出的液体量，单位m3；so为含油饱和度，单位％；δk
ro
(t)为随温度变化的油热膨胀率的相对变化率，单位％；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0152]
再进一地，烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0153][0154]
式中：δq
气
为单位体积烃源岩由于气热膨胀力排出的液体量，单位m3；sg为含气饱和度，单位％；δk
rg
(p,t)为气体体积恢复系数，单位无量纲；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0155]
再进一地，烃源岩由于压实力排出的流体量的计算模型为：
[0156][0157]
式中：δq
压实力
为单位体积烃源岩由于压实力排出的液体量，单位m3；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0158]
再进一地，烃源岩由于产物增容力排出的流体量的计算模型为：
[0159][0160]
式中：δq
生烃量
为单位体积烃源岩由于产物增容力排出的流体量(即烃源岩生成油气的量)，单位m3；π为烃源岩的密度，单位kg/m3；δtoc为地质历史时期单位质量烃源岩发生生烃转换反应的有机碳的量，单位％；ra为油气发生率，单位m3/t；
[0161]
再进一地，烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量的计算模型为：
[0162]
δq
粘土矿物脱水力
＝0.245
·
pc·
pm·
ρ
[0163]
式中：δq
粘土矿物脱水力
为单位体积烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量(即单位体积的烃源岩所含蒙脱石随埋深增加脱出的水量)，单位m3；pc为单位体积源岩中粘土矿物含量，单位％；pm为粘土矿物中发生转化脱水作用的蒙脱石的含量，单位％；ρ为烃源岩的密度，单位kg/m3；
[0164]
再进一地，烃源岩由于扩散力排出的流体量的计算模型为：
[0165][0166]
式中：δq
扩散相
为单位体积烃源岩由于扩散力排出的流体量(即扩散相排烃量)，单位m3；w为油气的浓度梯度，单位m3/m3/m；d为在地下的岩石中天然气的扩散系数，单位m2/s；s为发生扩散作用烃源岩的面积，单位m2；δt为力作用的时间(即烃源岩从z1初始埋深至z2现今埋深所需的时间)，单位s。
[0167]
实施例1
[0168]
以某地区上奥陶统碳酸盐岩烃源岩排烃动力评价为例，阐述本发明提供的烃源岩排烃动力评价方法；具体按照如下步骤进行：
[0169]
1、构建岩石骨架热膨胀力、水热膨胀力、油热膨胀力、气热膨胀力、压实力、产物增容力、粘土矿物脱水力、扩散力、油水毛细管力和气水毛细管力的计算模型；
[0170]
具体而言：岩石骨架热膨胀力的计算模型为：
[0171][0172]
式中：f
岩
为岩石骨架的热膨胀力，单位pa；δq
岩
为单位体积烃源岩由于岩石骨架热膨胀排出的液体量，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s；
[0173]
水热膨胀力的计算模型为：
[0174][0175]
式中：f
水
为水的热膨胀力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
水
为单位体积烃源岩由于水热膨胀力排出的液体量，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s；
[0176]
油热膨胀力的计算模型为：
[0177]
[0178]
式中：f
油
为油的热膨胀力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
油
为单位体积烃源岩由于油热膨胀力排出的液体量，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s；
[0179]
气热膨胀力的计算模型为：
[0180][0181]
式中：f
气
为气热膨胀力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
气
为单位体积烃源岩由于气热膨胀力排出的液体量，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s；
[0182]
压实力的计算模型为：
[0183][0184]
式中：f
压实力
为压实力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s；
[0185]
产物增容力的计算模型为：
[0186][0187]
式中：f
产物增容力
为产物增容力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；δq
生烃量
为单位体积烃源岩由于产物增容力排出的流体量(即烃源岩生成油气的量)，单位m3；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s；
[0188]
粘土矿物脱水力的计算模型为：
[0189][0190]
式中：f
粘土矿物脱水力
为粘土矿物脱水力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
粘土矿物脱水力
为单位体积烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量(即单位体积的烃源岩所含蒙脱石随埋深增加脱出的水量)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s；
[0191]
扩散力的计算模型为：
[0192][0193]
式中：f
扩散力
为扩散力，单位pa；μ为排出流体的粘度，单位pa﹒s；δq
扩散相
为单位体积烃源岩由于扩散力排出的流体量(即扩散相排烃量)，单位m3；
△kw
为烃源岩排出流体渗透率的微分，μm2；z为烃源岩埋藏深度，单位m；
△
t为力作用的时间，单位s。
[0194]
油水毛细管力的计算模型为：
[0195][0196]
式中：f
油水毛细管力
为油水毛细管力(即油与水之间的毛细管力差)，单位pa；δ(o)为油水界面的界面张力，单位n/m；θw为润湿角，单位
°
；r为岩石的孔隙半径，单位10-10
m；
[0197]
烃源岩排烃动力进一步包括气水毛细管力：
[0198][0199]
式中：f
气水毛细管力
为气水毛细管力(即气与水之间的毛细管力差)，单位pa；δ(g)为气水界面的界面张力，单位n/m；θw为润湿角，单位
°
；r为岩石的孔隙半径，单位10-10
m。
[0200]
2、获取目标层不同埋藏深度处的参数；
[0201]
具体而言：获取目标层排出流体的粘度、目标层烃源岩埋藏深度、目标层不同埋藏深度处的力作用的时间、目标层不同埋藏深度处烃源岩流体渗透率、目标层不同埋藏深度处的气水界面的界面张力、目标层不同埋藏深度处的油水界面的界面张力、目标层不同埋藏深度处的润湿角和目标层不同埋藏深度处的岩石的孔隙半径；
[0202]
构建烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于压实力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于产物增容力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于扩散力排出的流体量的计算模型；基于烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于压实力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于产物增容力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量的计算模型、烃源岩由于扩散力排出的流体量的计算模型，确定目标层不同埋藏深度处烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量、目标层不同埋藏深度处烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量、目标层不同埋藏深度处烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量、目标层不同埋藏深度处烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量、目标层不同埋藏深度处烃源岩由于压实力排出的流体量、目标层不同埋藏深度处烃源岩由于产物增容力排出的流体量、目标层不同埋藏深度处烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量、目标层不同埋藏深度处烃源岩由于扩散力排出的流体量；
[0203]
其中，烃源岩由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0204][0205]
式中：δq
岩
为单位体积烃源岩由于岩石骨架热膨胀排出的液体量，单位m3；
△ksr
(t)为随温度变化岩石热膨胀率的相对变化率，单位％；为烃源岩地表孔隙度，单位％，则为单位体积烃源岩中岩石骨架所占体积；
[0206]
烃源岩由于水热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0207][0208]
式中：δq
水
为单位体积烃源岩由于水热膨胀力排出的液体量，单位m3；sw为含水饱
和度，单位％；δk
rw
(t)为随温度变化的水热膨胀率的相对变化率，单位％；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0209]
烃源岩由于油热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0210][0211]
式中：δq
油
为单位体积烃源岩由于油热膨胀力排出的液体量，单位m3；so为含油饱和度，单位％；δk
ro
(t)为随温度变化的油热膨胀率的相对变化率，单位％；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0212]
烃源岩由于气热膨胀力排出的流体量的计算模型为：
[0213][0214]
式中：δq
气
为单位体积烃源岩由于气热膨胀力排出的液体量，单位m3；sg为含气饱和度，单位％；δk
rg
(p,t)为气体体积恢复系数，单位无量纲；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0215]
烃源岩由于压实力排出的流体量的计算模型为：
[0216][0217]
式中：δq
压实力
为单位体积烃源岩由于压实力排出的液体量，单位m3；为烃源岩地表孔隙度，单位％；为烃源岩原始孔隙度，单位％；为烃源岩现今孔隙度，单位％；
[0218]
烃源岩由于产物增容力排出的流体量的计算模型为：
[0219][0220]
式中：δq
生烃量
为单位体积烃源岩由于产物增容力排出的流体量(即烃源岩生成油气的量)，单位m3；ρ为烃源岩的密度，单位kg/m3；δtoc为地质历史时期单位质量烃源岩发生生烃转换反应的有机碳的量，单位％；ra为油气发生率，单位m3/t；
[0221]
烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量的计算模型为：
[0222]
δq
粘土矿物脱水力
＝0.245
·
pc·
pm·
ρ
[0223]
式中：δq
粘土矿物脱水力
为单位体积烃源岩由于粘土矿物脱水力排出的流体量(即单位体积的烃源岩所含蒙脱石随埋深增加脱出的水量)，单位m3；pc为单位体积源岩中粘土矿物含量，单位％；pm为粘土矿物中发生转化脱水作用的蒙脱石的含量，单位％；ρ为烃源岩的密度，单位kg/m3；
[0224]
烃源岩由于扩散力排出的流体量的计算模型为：
[0225][0226]
式中：δq
扩散相
为单位体积烃源岩由于扩散力排出的流体量(即扩散相排烃量)，单
位m3；w为油气的浓度梯度，单位m3/m3/m；d为在地下的岩石中天然气的扩散系数，单位m2/s；s为发生扩散作用烃源岩的面积，单位m2；δt为力作用的时间，单位s；
[0227]
目标层不同埋藏深度处烃源岩由于热膨胀力排出的流体量(即由于岩石骨架热膨胀力、水热膨胀力、油热膨胀力、气热膨胀力排出的流体量的和)、由于岩石骨架热膨胀力排出的流体量、由于压实力排出的流体量、由于产物增容力排出的流体量、由于粘土矿物脱水力排出的流体量、由于扩散力排出的流体量结果如图2所示，目标层不同埋藏深度范围烃源岩由于热膨胀力累积排出的流体量(即由于岩石骨架热膨胀力、水热膨胀力、油热膨胀力、气热膨胀力累积排出的流体量的和)、由于压实力排出的流体量、由于产物增容力累积排出的流体量、由于粘土矿物脱水力累积排出的流体量、由于扩散力累积排出的流体量结果如图3所示。
[0228]
3、基于目标层不同埋藏深度处的参数，利用岩石骨架热膨胀力、水热膨胀力、油热膨胀力、气热膨胀力、压实力、产物增容力、粘土矿物脱水力、扩散力、油水毛细管力和气水毛细管力的计算模型，确定目标层不同埋藏深度处的岩石骨架热膨胀力、水热膨胀力、油热膨胀力、气热膨胀力、压实力、产物增容力、粘土矿物脱水力、扩散力、油水毛细管力和气水毛细管力；
[0229]
结果如图4所示。
[0230]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。