确定烃源岩再次生烃的盐岩沉积厚度下限值的方法及系统与流程

本发明涉及石油勘探，尤其涉及一种确定烃源岩再次生烃的盐岩沉积厚度下限值的方法及系统。

背景技术：

1、含盐盆地广泛发育，盆内油气藏的形成多与膏盐层有关。尽管膏盐层在盆地沉积岩系中所占的比例较小，但具有良好的致密性能，从而使许多大型、特大型油气田的重要盖层，对油气聚集成藏与保存具有重要的影响和控制作用。此外，膏盐岩还具有可塑性，它会引起盆地地层构造变形样式发生变化，形成不同性质和类型的盐相关构造，成为盆地重要的构造圈闭类型和运聚通道。

2、此外，膏盐岩还具有高热导率和低生热率的特殊的热物理性质。实测表明，膏盐岩热导率高达6w/(m k)，为普通沉积岩的2～3倍，生热率低至0.01～0.23μw/m3，为普通沉积岩的1/20～1/30。油气的生成和保存与地层温度的分布和演化过程息息相关，膏盐岩与周围岩层的热物性强烈差异势必会造成盆地热体制变化。研究海相盆地膏岩层的热效应对揭示盆地热状态特征和油气资源评价均具有重要意义。

3、温度是影响有机质热演化及油气生成的关键因素之一，构造运动导致地层抬升剥蚀或盐岩的特殊热物理性质均可导致地层温度的变化，从而影响烃源岩成熟度的演化。非含盐盆地的烃源岩成熟度处于生烃期时，构造运动导致地层抬升遭受剥蚀，地层温度降低，成熟度不再增加，生烃停止，只有当地层再次沉降后温度达到之前的最高温度后，成熟度继续增加。但是相对于含盐盆地，因盐岩热物理性质的特殊性，盐层厚度的增加开始会导致盐下生烃期烃源岩温度首先降低，成熟度不再增加，从而生烃停止，当盐岩厚度达到一定下限值时，盐下烃源岩的温度又会重新升高并超过前期生烃期温度，成熟度继续增加，再次生烃。

4、含膏盐层盆地，下伏烃源岩有机质的温度降低幅度取决于地层的含盐量和厚度情况。膏盐层热导率相对周边地层偏高，形成热流的快速通道，类似水体向阻力最小的方向流动，膏盐层因热阻低，会造成其下部和周边的热流快速流向盐层，具有“吸热”功能，导致下伏岩层的温度迅速降低，构成了上覆层的“烟囱效应”，造成盐下地层的温度相对较低、盐上地层的温度相对较高。但是随着盐岩厚度的增加，盐下烃源岩顶面的温度达到或高于盐岩沉积前的温度时，盐下烃源岩的成熟度将再次升高，明确该下限值，能够定量表征盐下烃源岩的热状态，明确烃源岩成熟度变化过程，为进一步研究盐下烃源岩演化及油气成藏过程提供基础性依据。

5、以上现有技术分析表明，关于盐岩沉积对盐下烃源岩的降温影响，主要采用数值模拟和盆地模拟的方法，假定盐岩厚度一定，明确膏盐层热导率变化对盐上、下地层温度异常的影响及膏盐层几何形态对地温异常的影响，现有的相关研究仅仅研究了盐岩的沉积对盐下地层的降温效果，然而随着盐岩沉积厚度的增加，盐下烃源岩温度也将继续增加，而未有相关研究对这一下限值进行计算及研究。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种确定烃源岩再次生烃的盐岩沉积厚度下限值的方法及系统，通过明确研究区盐岩厚度、盐岩热物性参数及地表热流，能够定量表征盐下烃源岩的热状态，明确烃源岩成熟度，为进一步研究盐下烃源岩演化及油气成藏过程提供基础性依据。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、一方面，本发明提供了一种确定烃源岩再次生烃的盐岩沉积厚度下限值的方法，所述方法包括如下步骤：

3、基于盐岩沉积前烃源岩上覆地层沉积厚度z1，计算盐岩沉积前烃源岩顶面温度t1；

4、基于盐岩沉积前烃源岩上覆地层沉积厚度z1和盐岩沉积厚度z2，计算盐岩沉积后烃源岩顶面温度t2；

5、基于所述盐岩沉积前烃源岩顶面温度t1和所述盐岩沉积后烃源岩顶面温度t2，计算盐岩沉积厚度下限值z3。

6、进一步地，当t2≥t1时，烃源岩将再次生烃；

7、令t2＝t1>生烃门限温度，计算盐岩沉积厚度下限值z3。

8、进一步地，所述盐岩沉积前烃源岩顶面温度的计算公式为：

9、t1＝t0+q1z1/k1-a1z12/(2k1)，

10、式中，t1为盐岩沉积前烃源岩顶面温度，单位为℃；t0为地表温度，单位为℃；q1为盐岩沉积前地表热流，单位为mw/m2；z1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层沉积厚度，单位为m；k1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石热导率，单位为w/m·k；a1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石生热率，单位为μw/m3。

11、进一步地，所述盐岩沉积后烃源岩顶面温度的计算公式为：

12、t2＝t0+q2z2/k2-a2z22/(2k2)+q2’z1/k1-a1z12/(2k1)，

13、式中，t2为盐岩沉积后烃源岩顶面温度，单位为℃；t0为地表温度，单位为℃；q2为盐岩沉积后地表热流，单位为mw/m2；q2’为盐岩沉积后盐下热流，单位为mw/m2；z1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层沉积厚度，单位为m；z2为盐岩沉积厚度，单位为m；k1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石热导率，单位为w/m·k；k2为盐岩的岩石热导率，单位为w/m·k；a1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石生热率，单位为μw/m3，a2为盐岩生热率，单位为μw/m3。

14、进一步地，所述盐岩沉积后盐下热流的计算公式为：

15、q2’＝q2-a2z2，

16、式中，q2’为盐岩沉积后盐下热流，单位为mw/m2；q2为盐岩沉积后地表热流，单位为mw/m2；a2为盐岩生热率，单位为μw/m3；z2为盐岩沉积厚度，单位为m。

17、进一步地，所述盐岩沉积厚度下限值的计算公式为：

18、

19、式中，z3为盐岩沉积厚度下限值，单位为m；q1为盐岩沉积前地表热流，单位为mw/m2；q2为盐岩沉积后地表热流，单位为mw/m2；k1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石热导率，单位为w/m·k；k2为盐岩的岩石热导率，单位为w/m·k；a1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石生热率，单位为μw/m3；a2为盐岩生热率，单位为μw/m3；z1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层沉积厚度，单位为m。

20、基于上述方法，另一方面，本发明提供了一种确定烃源岩再次生烃的盐岩沉积厚度下限值的系统，所述系统包括：第一计算单元、第二计算单元和第三计算单元；

21、第一计算单元，用于基于盐岩沉积前烃源岩上覆地层沉积厚度z1，计算盐岩沉积前烃源岩顶面温度t1；

22、第二计算单元，用于基于盐岩沉积前烃源岩上覆地层沉积厚度z1和盐岩沉积厚度z2，计算盐岩沉积后烃源岩顶面温度t2；

23、第三计算单元，用于基于所述盐岩沉积前烃源岩顶面温度t1和所述盐岩沉积后烃源岩顶面温度t2，计算盐岩沉积厚度下限值z3。

24、进一步地，当第二计算单元中的t2≥第一计算单元中的t1时，烃源岩将再次生烃；

25、令t2＝t1>生烃门限温度，计算盐岩沉积厚度下限值z3。

26、进一步地，所述第一计算单元中t1的计算公式为：

27、t1＝t0+q1z1/k1-a1z12/(2k1)，

28、式中，t1为盐岩沉积前烃源岩顶面温度，单位为℃；t0为地表温度，单位为℃；q1为盐岩沉积前地表热流，单位为mw/m2；z1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层沉积厚度，单位为m；k1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石热导率，单位为w/m·k；a1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石生热率，单位为μw/m3。

29、进一步地，所述第二计算单元中t2的计算公式为：

30、t2＝t0+q2z2/k2-a2z22/(2k2)+q2’z1/k1-a1z12/(2k1)，

31、式中，t2为盐岩沉积后烃源岩顶面温度，单位为℃；t0为地表温度，单位为℃；q2为盐岩沉积后地表热流，单位为mw/m2；q2’为盐岩沉积后盐下热流，单位为mw/m2；z1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层沉积厚度，单位为m；z2为盐岩沉积厚度，单位为m；k1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石热导率，单位为w/m·k；k2为盐岩的岩石热导率，单位为w/m·k；a1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石生热率，单位为μw/m3，a2为盐岩生热率，单位为μw/m3。

32、进一步地，所述第二计算单元中q2’的计算公式为：

33、q2’＝q2-a2z2，

34、式中，q2’为盐岩沉积后盐下热流，单位为mw/m2；q2为盐岩沉积后地表热流，单位为mw/m2；a2为盐岩生热率，单位为μw/m3；z2为盐岩沉积厚度，单位为m。

35、进一步地，所述第三计算单元中z3的计算公式为：

36、

37、式中，z3为盐岩沉积厚度下限值，单位为m；q1为盐岩沉积前地表热流，单位为mw/m2；q2为盐岩沉积后地表热流，单位为mw/m2；k1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石热导率，单位为w/m·k；k2为盐岩的岩石热导率，单位为w/m·k；a1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层岩石生热率，单位为μw/m3；a2为盐岩生热率，单位为μw/m3；z1为盐岩沉积前烃源岩上覆地层沉积厚度，单位为m。

38、本发明的技术效果和优点：

39、第一，利用一维稳态热传导方程能够有效结合盐岩厚度、盐岩及盐下地层的热物性参数及盐岩沉积后的大地热流特征，明确盐下烃源岩顶面温度变化特征。

40、第二，在盐岩沉积厚度大的沉积盆地，定量表征随盐岩沉积厚度的增加，盐下烃源岩顶面温度增加的下限值。

41、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。