一种基于金属元素计算页岩中剩余生烃潜力率的方法

本发明涉及油气开采，特别涉及一种基于金属元素计算页岩中剩余生烃潜力率的方法。

背景技术：

1、2018年中国的石油对外依存度已达70％以上。并且随着老油田的逐步减产，对外依存度持续增加。而页岩油资源潜力巨大，是解决该问题的关键途径。页岩油赋存于烃源岩中，这些油气资源是烃源岩生烃后经过初次运移后而滞留下来的。但是对其剩余生烃潜力率不清楚，会导致滞留下来的页岩油总量的评估和预测不准确。

2、为了解决烃源岩中页岩油剩余生烃潜力率，研究者们已经采用了大量的方法进行评估，可归结为以下三种途径：1)寻找未-低成熟度样品进行生烃模拟，获得生烃演化曲线，从而计算烃源岩中的剩余生烃潜力率；2)利用生烃埋藏史图反演生烃潜力演化剖面，从而计算剩余生烃潜力率；3)利用光学薄片统计页岩中的固体沥青含量，反演剩余生烃潜力量，从而计算剩余生烃潜力率。

3、对于第一种方法而言，获取相同层位的低成熟度烃源岩较为困难，同时即便寻找到低成熟度样品，也不一定是同一沉积相带；对于第二种方法，需要假设许多参数，包括原始氢指数，原始总有机碳以及生烃门限，影响计算的准确性；对于第三种方法，统计固体沥青含量的需要人为经验。总之，这些方法对样品选择具有极高的要求，假定的参数很多，并且人工统计也较慢，这对于页岩油气中的滞留量评估带来了极大的不确定性。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明旨在提供一种基于金属元素计算页岩中剩余生烃潜力率的方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种基于金属元素计算页岩中剩余生烃潜力率的方法，包括以下步骤：

4、s1：测试目标页岩在不同热成熟度影响下金属元素以及钍元素的含量，所述金属元素包括与古生产力相关的金属元素和/或与氧化还原相关的金属元素；

5、s2：评估所述金属元素的含量随热成熟度变化的趋势，挑选出不受热成熟度影响和受热成熟度影响的金属元素；

6、s3：选择目标页岩所处区域不含有机质的泥岩样品，并测得所述泥岩样品中步骤s2挑选出的金属元素的含量以及钍元素的含量；

7、s4：基于不受热成熟度影响的金属元素构建原始氢指数计算模型，并根据所述原始氢指数计算模型计算原始氢指数；

8、基于受热成熟度影响的金属元素构建现今氢指数计算模型，并根据所述现今氢指数计算模型计算现今氢指数；

9、s5：根据所述原始氢指数和所述现今氢指数计算剩余生烃潜力率。

10、作为优选，步骤s1中，所述与古生产力相关的金属元素包括cu、zn、ni中的任意一种或多种，所述与氧化还原相关的金属元素包括mo、u、v中的任意一种或多种。

11、作为优选，步骤s2中，所述不受热成熟度影响的金属元素是指金属元素含量随热成熟度变化在阈值范围内的金属元素，所述受热成熟度影响的金属元素是指金属元素含量与热成熟度呈线性相关的金属元素。

12、作为优选，步骤s4中，所述原始氢指数计算模型为：

13、

14、xnochange(auth.)＝xnochange(test)-(x/th)detrital*th(text)    (2)

15、式中：hio为原始氢指数；为系数；xnochange(auth.)为不受热成熟度影响的金属元素去除陆源输入部分的含量；xnochange(test)为不受热成熟度影响的金属元素的测试含量；b为剩余氢指数；(x/th)detrital为泥岩样品中不受热成熟度影响的金属元素与钍元素的含量比值；th(text)为钍元素的测试含量；

16、所述现今氢指数计算模型为：

17、

18、xchange(auth.)＝xchange(test)-(x/th)detrital*th(text)    (4)

19、式中：hi为现今氢指数；xchange(auth.)为受热成熟度影响的金属元素去除陆源输入部分的含量；xchange(test)为受热成熟度影响的金属元素的测试含量；

20、步骤s5中，所述剩余生烃潜力率通过下式进行计算：

21、r＝hi/hio     (5)

22、式中：r为剩余生烃潜力率。

23、作为优选，所述系数和剩余氢指数b通过以下步骤确定：

24、获取目标页岩的所处研究区的岩石热解参考资料，明确研究区现今氢指数的范围；

25、所述范围的最小值与所述范围的最大值之间的差值即为所述系数

26、所述范围的最小值即为所述剩余氢指数b。

27、本发明的有益效果是：

28、本发明能够利用金属元素的含量简便、快捷又准确地计算页岩中剩余生烃潜力率，为页岩开采提供技术支持。

技术特征：

1.一种基于金属元素计算页岩中剩余生烃潜力率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于金属元素计算页岩中剩余生烃潜力率的方法，其特征在于，步骤s1中，所述与古生产力相关的金属元素包括cu、zn、ni中的任意一种或多种，所述与氧化还原相关的金属元素包括mo、u、v中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的基于金属元素计算页岩中剩余生烃潜力率的方法，其特征在于，步骤s2中，所述不受热成熟度影响的金属元素是指金属元素含量随热成熟度变化在阈值范围内的金属元素，所述受热成熟度影响的金属元素是指金属元素含量与热成熟度呈线性相关的金属元素。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的基于金属元素计算页岩中剩余生烃潜力率的方法，其特征在于，步骤s4中，所述原始氢指数计算模型为：

5.根据权利要求4所述的基于金属元素计算页岩中剩余生烃潜力率的方法，其特征在于，所述系数和剩余氢指数b通过以下步骤确定：

技术总结
本发明公开了一种基于金属元素计算页岩中剩余生烃潜力率的方法，包括以下步骤：S1：测试目标页岩在不同热成熟度影响下金属元素以及钍元素的含量，所述金属元素包括与古生产力相关的金属元素和/或与氧化还原相关的金属元素；S2：评估所述金属元素的含量随热成熟度变化的趋势，挑选出不受热成熟度影响和受热成熟度影响的金属元素；S3：选择目标页岩所处区域不含有机质的泥岩样品，并测得所述泥岩样品中步骤S2挑选出的金属元素的含量以及钍元素的含量；S4：构建原始氢指数计算模型和现今氢指数计算模型，并计算原始氢指数和现今氢指数；S5：根据所述原始氢指数和现今氢指数计算剩余生烃潜力率。本发明能够简便、快捷又准确地计算页岩中剩余生烃潜力率，为页岩开发提供技术支持。

技术研发人员：庞谦,胡广,刘人萍,孟繁胜,王柏智,胡朝伟
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9