一種生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法，該方法在各類(lèi)生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)排出部分滯留烴和收集、計(jì)量排出產(chǎn)物的步驟，結(jié)合初始巖石樣品熱解分析數(shù)據(jù)S1和S2、實(shí)驗(yàn)后巖石殘樣熱解分析數(shù)據(jù)S1'和S2'，建立起輕烴產(chǎn)率Pt的計(jì)算公式，可較便捷、精確地獲得生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)的輕烴產(chǎn)物量。本發(fā)明提供的生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法，解決了各類(lèi)生排烴實(shí)驗(yàn)需要低溫冷卻和高端儀器配合也不易做到的輕烴量精確估算問(wèn)題，使生排烴裝置和后續(xù)處理裝置簡(jiǎn)化甚至省略，也避免了熱解巖石S1輕、重?zé)N校正方法(CN103543470A)存在的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于油氣地球化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物 量的估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 烴源巖的生烴能力和產(chǎn)物組成決定了資源量的多少和油氣藏類(lèi)型，影響開(kāi)發(fā)方 案。生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)是研究生排烴機(jī)理、評(píng)價(jià)烴源巖生排烴潛力的重要手段，也為常規(guī)和 非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)工作和盆地模擬軟件提供參數(shù)。作為原油、烴源巖、生排烴實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物中 都存在的主要組分之一一輕烴(C 4_C14)，由于它在常溫常壓下易于揮發(fā)的性質(zhì)，準(zhǔn)確計(jì)量一 直是個(gè)難題，甚至是被忽略。前人通過(guò)冷卻密閉收集稱(chēng)量(CN102998152A)、全二維氣相色譜 (GCXGC-FID)等實(shí)驗(yàn)分析方法(CN103592401A)，進(jìn)行了全油、輕烴產(chǎn)物直接計(jì)量的嘗試，有 效實(shí)現(xiàn)了輕烴量的估算，但由于這些方法都是通過(guò)增加新的儀器設(shè)備和繁瑣的分析操作工 作量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此需要一種借用現(xiàn)有資料、少工作量的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中 輕烴產(chǎn)物量的估算。
[0003] 目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)針對(duì)生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法，有專(zhuān)利描述了 關(guān)于巖石中輕烴組分的收集定量裝置和輕烴校正方法，也有文獻(xiàn)和專(zhuān)利敘述了通過(guò)昂貴的 密閉取芯分析或?qū)嶒?yàn)與生烴動(dòng)力學(xué)的結(jié)合分析，獲取輕烴校正系數(shù)，但不同地區(qū)、不同樣品 間的生排烴差異性很大，不具有普適性和針對(duì)性，更不可能每個(gè)實(shí)驗(yàn)都按照文獻(xiàn)進(jìn)行一次 昂貴、費(fèi)時(shí)的輕烴校正系數(shù)分析。
[0004] Rock-Eval熱解分析獲得S1是泥頁(yè)巖殘留烴中的一部分，是在被加熱到300°C蒸發(fā) 并檢測(cè)出來(lái)，未被蒸發(fā)出來(lái)的殘留烴則隨溫度的升高干酪根裂解烴一起作為S2檢測(cè)出來(lái)， S1+S2常被作為烴源巖產(chǎn)烴潛量評(píng)價(jià)參數(shù)。由于熱解分析操作簡(jiǎn)單，已經(jīng)成為國(guó)際流行的烴 源巖非常常規(guī)的烴源巖基本分析評(píng)價(jià)手段，SI、S2數(shù)據(jù)非常普遍，盡管存在輕烴損失問(wèn)題。
[0005] 勝利油田張林曄等用Rock-Eval熱解實(shí)驗(yàn)分析了不同放置時(shí)間的井下取芯熱解結(jié) 果，認(rèn)為隨著放置時(shí)間越長(zhǎng)，輕烴損失量越多，把30天以上損失量達(dá)到50 %作為輕烴校正系 數(shù)。此技術(shù)認(rèn)為剛從井下取出的巖心所測(cè)S1沒(méi)有輕烴損失，但實(shí)際上由于地層流體壓力釋 放和輕烴的擴(kuò)散性質(zhì)，輕烴損失是必然。
[0006] 唐慶梅等認(rèn)為密閉取芯可以避免輕烴損失，所獲得的熱解參數(shù)可以矯正井壁取芯 熱解參數(shù)，但該方法需要密閉取芯井，造價(jià)高昂。
[0007] CN103543470A公開(kāi)了一種熱解巖石中游離烴S1的輕、重?zé)N校正方法，在該方法中， 用氯仿抽提前后所測(cè)Rock-Eval的兩次S1+S2的差值表示S1中重?zé)N損失量，用Rock-Eval和 ΡΥ-GC實(shí)驗(yàn)不同烴組分產(chǎn)率結(jié)果進(jìn)行組分生烴動(dòng)力學(xué)擬合，獲得不同EaSy Ro對(duì)應(yīng)下的 C6-13/C13+的圖版，基于重?zé)N恢復(fù)后的S1值作為C13+的量，來(lái)恢復(fù)輕烴量。該方案重?zé)N校正所 用氯仿作為抽提溶劑，認(rèn)為抽提了除干酪根以外的所有烴的觀(guān)點(diǎn)是可疑的，因?yàn)槿绻x用 三元抽提(苯、甲醇、丙酮），會(huì)獲得高出氯仿抽提物1-3倍的物質(zhì)，這多出的物質(zhì)全部歸類(lèi)到 干酪根或游離烴的重?zé)N組分都不合適。對(duì)于輕烴部分校正，重?zé)N恢復(fù)后的S1值作為全部重 烴也不恰當(dāng)，較新鮮巖石在抽提前的S1肯定包括C6-13的組分。由此可推斷該方案計(jì)算的輕 烴量是偏高的，重?zé)N量不確定。
[0008] CN105243204A公開(kāi)了一種依托于組分生烴動(dòng)力學(xué)、PG-GC數(shù)據(jù)、PetroMod2014版生 烴模擬樣品組分?jǐn)?shù)據(jù)和熱模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立的輕烴恢復(fù)方法與CN103543470A所描述方法 相同，也存在類(lèi)似的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為克服上述困難，本發(fā)明的目的是提供一種生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估 算方法。該方法能夠利用已有的常規(guī)、廉價(jià)分析資料數(shù)據(jù)，對(duì)生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物 量進(jìn)行估算。
[0010] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方 法，該方法包括以下步驟：
[0011] 通過(guò)熱解分析，獲取生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中初始巖石樣品的以下參數(shù):游離烴S1、熱 解烴S2;
[0012] 對(duì)初始巖石樣品進(jìn)行生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中，收集升溫排烴過(guò)程中排出的流 體產(chǎn)物A，通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物A進(jìn)行分離和計(jì)量分析，獲取以下參數(shù):排出氣態(tài)烴產(chǎn)率Pgl、排出 液態(tài)烴在自然恒重下的排出油產(chǎn)率Pl;Pgl和P1均以初始巖石樣品為計(jì)算基準(zhǔn);升溫排烴過(guò) 程結(jié)束后得到巖石殘樣C;
[0013] 升溫排烴過(guò)程結(jié)束后進(jìn)行降溫，降溫過(guò)程中先使巖石殘樣C的溫度降至220°C-230 °C，并在該溫度下維持一段時(shí)間，然后開(kāi)閥使流體產(chǎn)物B排出，通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物B進(jìn)行室溫條 件下的收集和計(jì)量分析;獲取以下參數(shù):巖石吸附氣態(tài)烴產(chǎn)率Pg2、巖石部分排出的滯留油 產(chǎn)率P2,其中P2是在自然恒重下進(jìn)行計(jì)量的;Pg2和P2均以初始巖石樣品為計(jì)算基準(zhǔn);所述 流體產(chǎn)物B包括滯留在巖石殘樣C中輕烴和蒸發(fā)起來(lái)的部分重?zé)N；
[0014] 流體產(chǎn)物B排出后，繼續(xù)降至室溫，從實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)取出實(shí)驗(yàn)巖石殘樣，得到巖石殘 樣D;
[0015] 通過(guò)熱解分析，獲取巖石殘樣D的以下參數(shù):游離烴S1*3、熱解烴S2*3;將SfW* 3分別 換算成以初始巖石樣品為計(jì)算基準(zhǔn)的游離烴S1'、熱解烴S2' ；
[0016] 通過(guò)以下公式計(jì)算生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中的輕烴產(chǎn)率Pt:
[0017] Pt=(Sl+S2)-(Pl+P2+Pgl+Pg2)-(Sl'+S2'）。在本發(fā)明中，公式中所涉及到的參 數(shù)，其單位統(tǒng)一為mg/g巖石或mg/gTOC。
[0018] 從Rock-Eval熱解分析數(shù)據(jù)來(lái)看，泥頁(yè)巖中與生烴有關(guān)的是已經(jīng)生成的烴類(lèi)和將 來(lái)有潛力能夠生成的烴類(lèi)。其中已生成的烴類(lèi)包括散失的部分輕烴和S1，將來(lái)有潛力生成 的烴類(lèi)就是S2，S2又包括已生成烴的重組分，也包括干酪根被加熱后能裂解生成的烴。因 此，對(duì)于生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，根據(jù)物質(zhì)平衡原理，實(shí)驗(yàn)前原始樣品的生烴潛量S1+S2應(yīng) 該與實(shí)驗(yàn)后排出烴量、滯留烴量、固體殘樣的剩余生烴潛量之和相等。雖然剩余生烴潛量與 滯留烴量有重疊，但是，通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中控制排烴時(shí)的溫度，將滯留在巖石中的輕烴和易于 揮發(fā)的部分重?zé)N排出，全部計(jì)入排出烴量，就可以去掉滯留烴量一項(xiàng)，而實(shí)驗(yàn)前后的物質(zhì)平 衡差就是生成的輕烴量。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出了一種生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量 的估算方法。該方法在各類(lèi)生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)排出部分滯留烴和收集、計(jì)量排 出產(chǎn)物的步驟，結(jié)合初始巖石樣品熱解分析數(shù)據(jù)S1和S2、實(shí)驗(yàn)后巖石殘樣熱解分析數(shù)據(jù)SI' 和S2'，建立起輕烴產(chǎn)率Pt的計(jì)算公式，可較便捷、精確地獲得生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)的輕烴產(chǎn) 物量。
[0019] 本發(fā)明提供的生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法，解決了生排烴實(shí)驗(yàn)需 要冷卻和高端儀器配合也不易做到的輕烴量精確估算問(wèn)題，使生排烴裝置和后續(xù)處理裝置 簡(jiǎn)化甚至省略。使用本發(fā)明提供的方法獲得的結(jié)果，恢復(fù)了實(shí)驗(yàn)損失的輕烴組分，由于所占 總烴量的比例不小，提高了烴源巖生烴量評(píng)價(jià)參數(shù)精度;改變了原來(lái)生油階段高排烴效率 的認(rèn)識(shí)，最終影響常規(guī)、非常規(guī)油氣資源的賦存量評(píng)價(jià)結(jié)果。另外，使用本發(fā)明提供的方法 確定了生排烴過(guò)程中的輕烴產(chǎn)率后，不同熱演化階段的烴組分認(rèn)識(shí)也將有所改變，有利于 研究人員認(rèn)識(shí)從干酪根到長(zhǎng)鏈重油、短鏈輕烴和氣態(tài)烴間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
[0020] 在上述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法中，所涉及的流體產(chǎn)物的收 集、分離，以及氣態(tài)烴和液態(tài)烴的純化、計(jì)量等，都可以按照本領(lǐng)域的常規(guī)操作進(jìn)行。因此， 上述方法中所涉及的Pgl、P1以及Pg2、P2都能被方便的獲得。同時(shí)，SI、S2以及S1'和S2 '的獲 取，利用的也是常規(guī)的Rock-Eval熱解分析實(shí)驗(yàn)。因此，本發(fā)明提供的方法能夠利用已有的 常規(guī)、廉價(jià)分析資料數(shù)據(jù)，對(duì)生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量進(jìn)行估算。
[0021 ]在上述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法中，升溫排烴過(guò)程是指常規(guī)的 生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中對(duì)初始巖石樣品進(jìn)行程序升溫，并收集排烴產(chǎn)物的過(guò)程;常規(guī)的生排 烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中升溫排烴過(guò)程結(jié)束后，是直接降溫至室溫，而本發(fā)明提供的方法，相當(dāng)于增 加了一個(gè)排烴步驟，使得滯留在樣品中的輕烴和易于揮發(fā)的部分重?zé)N排出；在進(jìn)行排烴時(shí)， 一般需要通入載氣將輕烴和蒸發(fā)起來(lái)的重?zé)N帶出。另外，將排烴溫度控制在將排烴溫度控 制在220°C_230°C并維持一段時(shí)間，既可以使輕烴基本都以氣態(tài)的形式存在而排出完全，又 盡量避免了重?zé)N的過(guò)多排出，是保證輕烴產(chǎn)物量精確度的重要方面。在220°C-230°C維持的 時(shí)間可根據(jù)具體情況而定，例如可先處理升溫排烴過(guò)程中收集到的液態(tài)物質(zhì)，分液定容完 后，再開(kāi)閥進(jìn)行排烴。在本發(fā)明提供的優(yōu)選實(shí)施方式中，巖石殘樣C在220°C-230°C下維持的 時(shí)間為3h-48h。
[0022] 在上述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法中，優(yōu)選地，所述熱解分析中 使用的儀器是Rock-Eval熱解儀;在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，使用的是法國(guó)石油研究 院所產(chǎn)的Rock-Eval VI熱解儀。
[0023] 在上述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法中，優(yōu)選地，排出氣態(tài)烴產(chǎn)率 Pgl和排出液態(tài)烴在自然恒重下的排出油產(chǎn)率P1，是通過(guò)以下方法獲取的：
[0024] 流體產(chǎn)物A經(jīng)過(guò)冷阱冷凝，分離為氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)；液態(tài)物質(zhì)經(jīng)除水除渣處 理，并定容后獲得液態(tài)烴;將液態(tài)烴進(jìn)行自然揮發(fā)恒重計(jì)量操作，獲得排出液態(tài)烴在自然恒 重下的排出油產(chǎn)率P1;氣態(tài)物質(zhì)(包括氣態(tài)烴&-C3和C0 2等無(wú)機(jī)氣體)經(jīng)過(guò)氣相色譜分析，獲 得排出氣態(tài)烴產(chǎn)率Pgl。
[0025] 在上述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法中，優(yōu)選地，巖石吸附氣態(tài)烴 產(chǎn)率Pg2和巖石部分排出的滯留油產(chǎn)率P2，是通過(guò)以下方法獲取的：
[0026] 流體產(chǎn)物B經(jīng)過(guò)冷阱冷凝，分離為氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)；液態(tài)物質(zhì)經(jīng)除水除渣處 理，并定容后獲得液態(tài)烴;將液態(tài)烴進(jìn)行自然揮發(fā)恒重計(jì)量操作，獲得巖石部分排出的滯留 油產(chǎn)率P2;氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過(guò)氣相色譜分析，獲得巖石吸附氣態(tài)烴產(chǎn)率Pg2。
[0027] 在上述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法中，優(yōu)選地，冷阱冷凝的溫度 為零下25 °C至零下20 °C;進(jìn)一步優(yōu)選為零下20 °C。
[0028] 在上述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法中，可以不對(duì)排出液態(tài)烴在自 然恒重下的排出油產(chǎn)率P1和巖石部分排出的滯留油產(chǎn)率P2進(jìn)行分別獲取，而是直接獲取液 態(tài)烴在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P0,并通過(guò)以下公式計(jì)算生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中的輕烴產(chǎn) 率Pt:
[0029] Pt = (Sl+S2)-(P0+Pgl+Pg2)-(S1，+S2,）；
[0030] 其中，獲取液態(tài)烴在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P0的方法為：
[0031 ]通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物A分離出的液態(tài)物質(zhì)和流體產(chǎn)物B分離出的液態(tài)物質(zhì)的混合物進(jìn) 行計(jì)量分析(計(jì)量分析的方法可參照獲取P1或P2時(shí)的方法），獲得液態(tài)烴在自然恒重下的排 出油總產(chǎn)率P0。
[0032]在上述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法中，可以不對(duì)排出氣態(tài)烴產(chǎn)率 Pgl和巖石吸附氣態(tài)烴產(chǎn)率Pg2進(jìn)行分別獲取，而是直接獲取氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg，并通過(guò)以下 公式計(jì)算生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中的輕烴產(chǎn)率Pt:
[0033] Pt=(Sl+S2)-(Pl+P2+Pg)-(Sl'+S2'）；圖1為依照該公式計(jì)算輕烴產(chǎn)率Pt的一種 技術(shù)方案模型；
[0034]其中，獲取氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg的方法為：
[0035] 通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物A分離出的氣態(tài)物質(zhì)和流體產(chǎn)物B分離出的氣態(tài)物質(zhì)的混合物進(jìn) 行計(jì)量分析(計(jì)量分析的方法可參照獲取Pgl或Pg2時(shí)的方法），獲得氣態(tài)經(jīng)總產(chǎn)率Pg。
[0036] 在上述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法中，可以不對(duì)排出液態(tài)烴在自 然恒重下的排出油產(chǎn)率P1和巖石部分排出的滯留油產(chǎn)率P2進(jìn)行分別獲取，且不對(duì)排出氣態(tài) 烴產(chǎn)率Pgl和巖石吸附氣態(tài)烴產(chǎn)率Pg2進(jìn)行分別獲取，而是直接獲取液態(tài)烴在自然恒重下的 排出油總產(chǎn)率P0以及氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg，并通過(guò)以下公式計(jì)算生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中的輕烴產(chǎn) 率Pt:
[0037] Pt = (Sl+S2)-(P0+Pg)-(S1，+S2,）；
[0038] 其中，獲取液態(tài)烴在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P0的方法為：
[0039] 通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物A分離出的液態(tài)物質(zhì)和流體產(chǎn)物B分離出的液態(tài)物質(zhì)的混合物進(jìn) 行計(jì)量分析，獲得液態(tài)烴在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P0;
[0040] 獲取氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg的方法為：
[0041 ]通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物A分離出的氣態(tài)物質(zhì)和流體產(chǎn)物B分離出的氣態(tài)物質(zhì)的混合物進(jìn) 行計(jì)量分析，獲得氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg。
[0042] 在上述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法中，由于不用考慮產(chǎn)物在除 水、除渣、濃縮等前處理過(guò)程中輕烴的散失，因此適用于常規(guī)封閉體系生烴實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放體系 高壓釜生烴實(shí)驗(yàn)、孔隙介質(zhì)熱壓生烴實(shí)驗(yàn)、直壓式生排烴模擬實(shí)驗(yàn)、黃金管生烴模擬實(shí)驗(yàn)等 各類(lèi)有關(guān)巖石熱生烴實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物中的輕烴定量。
[0043] 本發(fā)明提供的生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0044] 在方法上，本發(fā)明提供的估算方法避開(kāi)了輕烴量的直接測(cè)量，借用的是生排烴其 它研究也需要測(cè)的常規(guī)分析項(xiàng)目參數(shù)，來(lái)間接計(jì)算出來(lái)，所涉及的其它常規(guī)分析結(jié)果非常 穩(wěn)定，不需要考慮輕烴揮發(fā);現(xiàn)有技術(shù)中軟件所用的方法是利用實(shí)驗(yàn)和組分生烴動(dòng)力學(xué)數(shù) 據(jù)擬合回歸的結(jié)果，精度受限于模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，現(xiàn)有技術(shù)中全二維氣相色譜方法是直接 用儀器測(cè)量，但樣品收集、處理要求高，難以避免輕烴揮發(fā)，所測(cè)結(jié)果肯定偏小。
[0045] 在精度上，與全二維氣相色譜分析方法對(duì)輕烴產(chǎn)率的估算結(jié)果，全二維氣相色譜 分析方法不可避免輕烴揮發(fā)，所測(cè)結(jié)果普遍比本發(fā)明提供的估算方法結(jié)果低。
[0046] 在操作上，本發(fā)明提供的估算方法僅借用兩次熱解分析結(jié)果，在排出液態(tài)烴處理 上用的是最常規(guī)、最易操作的自然恒重稱(chēng)量法，氣態(tài)烴用的是常規(guī)氣相色譜組分分析;全二 維氣相色譜分析方法要低溫前處理、濃縮加標(biāo)樣、兩次全二維氣相色譜測(cè)試分析，而且為避 免輕烴揮發(fā)，各步驟間不能間隔太久，造成操作人員時(shí)間緊促。
[0047] 在成本上，按照目前氣體組分分析、巖石熱解、自然恒重定量的市場(chǎng)價(jià)格，本發(fā)明 獲得輕烴量的成本小于700元，如果考慮是借用的是其它研究必測(cè)項(xiàng)目，成本可以低于50 元，而全二維氣相色譜方法2次分析后獲得輕烴量的成本大于3000元，不算另測(cè)氣體組分、 巖石熱解的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0048] 圖1為本發(fā)明提供的一種實(shí)施方式的模型圖；
[0049] 圖2為松遼盆地朝73-87井1(1(1111地層泥巖生排烴實(shí)驗(yàn)不同溫度段輕烴估算圖版；
[0050] 圖3為不同輕烴量估算方法獲得的松遼盆地朝73-87井泥巖排烴效率對(duì)比圖；
[0051] 圖4華北古城梁地區(qū)元古界下馬嶺組頁(yè)巖生排烴實(shí)驗(yàn)不同溫度段輕烴估算圖版。
【具體實(shí)施方式】
[0052]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說(shuō)明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。
[0053] 實(shí)施例1
[0054]本實(shí)施例提供了一種生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法，實(shí)驗(yàn)樣品為松 遼盆地朝73-87井白堊系地層的黑色泥巖(有機(jī)碳含量為4.89%)，該方法包括以下步驟：
[0055] (1)利用法國(guó)石油研究院所產(chǎn)的Rock-Eval VI熱解儀對(duì)巖石樣品進(jìn)行熱解分析， 得到游離烴S1為0· 86mg/g，熱解烴S2為41 · 41mg/g。
[0056] (2)參照前人(Lewan M D，1993)加水封閉熱壓生烴實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，設(shè)置不同溫度下加 熱一定時(shí)間的系列半開(kāi)放生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)，目的是使溫度點(diǎn)轉(zhuǎn)換為成熟度R〇后有一個(gè)相 對(duì)均勻的間距;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中恒定流體壓力30MPa，靜巖壓力72MPa;升溫排烴過(guò)程中對(duì)出的流 體產(chǎn)物A進(jìn)行收集;將升溫排烴過(guò)程結(jié)束后的固體樣品記為巖石殘樣C;
[0057] 升溫排烴過(guò)程結(jié)束后（即，370°C恒溫10天后），進(jìn)行降溫，使裝置內(nèi)巖石殘樣C的溫 度降至230°C左右，并維持3小時(shí)，然后人工開(kāi)閥，繼續(xù)收集排出的流體產(chǎn)物B(包括滯留在巖 石殘樣C中輕烴和蒸發(fā)起來(lái)的部分重?zé)N）；
[0058]期間，流體產(chǎn)物A和流體產(chǎn)物B經(jīng)冷阱冷凝后，分離為氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)，氣態(tài)物 質(zhì)包括氣態(tài)烴&-C3和C〇2等無(wú)機(jī)氣體，通過(guò)色譜分析后計(jì)量氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg ;液態(tài)物質(zhì)經(jīng)過(guò) 除水除渣前處理后，定容后，進(jìn)行自然揮發(fā)恒重計(jì)量操作，獲得液態(tài)烴在自然恒重下的排出 油總產(chǎn)率P〇(為了便于理解，在計(jì)算公式、表1、圖2和圖3中將P0寫(xiě)成P1+P2的形式）。
[0059] (3)流體產(chǎn)物B排出后，繼續(xù)降至室溫，將此時(shí)的固定樣品記為巖石殘樣D;
[0060] (4)利用法國(guó)石油研究院所產(chǎn)的Rock-Eval VI熱解儀對(duì)固體殘樣D進(jìn)行熱解分析， 獲得游離烴Sf、熱解烴經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)前后的固體樣品回收率，分別換算成以初始巖 石樣品為計(jì)算基準(zhǔn)的游離烴S1'、熱解烴S2' ；
[0061 ] (5)輕烴產(chǎn)率 Pt 根據(jù)以下公式計(jì)算得到:Pt = (Sl+S2)-(Pl+P2+Pg)-(Sl'+S2'）。
[0062]各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的上述參數(shù)數(shù)值和輕烴估算結(jié)果見(jiàn)表1。
[0063]表1松遼盆地朝73-87井泥巖生排烴實(shí)驗(yàn)輕烴產(chǎn)率估算參數(shù)表
[0064]
[0065] 通過(guò)表1的數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，輕烴產(chǎn)率也逐漸升高。各參數(shù)繪制成的圖 版見(jiàn)圖2,各參數(shù)曲線(xiàn)規(guī)律性明顯，原樣S1+S2曲線(xiàn)和Sl'+S2'+Pl+P2+Pg曲線(xiàn)所夾持的部分 即為輕烴產(chǎn)率。
[0066] 圖3為用表1輕烴估算結(jié)果，結(jié)合滯留烴定量結(jié)果繪制的階段排烴效率圖。從圖3中 可知，本發(fā)明計(jì)量輕烴產(chǎn)物后的階段排烴效率曲線(xiàn)最為光滑，數(shù)據(jù)最大;不計(jì)量輕烴組分的 結(jié)果最小;利用全二維氣相色譜方法計(jì)量輕烴的結(jié)果浮動(dòng)較大，處于以上兩曲線(xiàn)直接。說(shuō)明 本發(fā)明方法較現(xiàn)有方法更穩(wěn)當(dāng)、可靠。正確估算輕烴組分量對(duì)排烴效率研究的結(jié)果影響明 顯。
[0067] 實(shí)施例2
[0068] 本實(shí)施例提供了一種生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法，在該方法中， 實(shí)驗(yàn)樣品為華北下花園古城梁地區(qū)元古界下馬嶺組黑色頁(yè)巖(T0C = 4.68%)，該方法包括 以下步驟：
[0069] (1)利用法國(guó)石油研究院所產(chǎn)的Rock-Eval VI熱解儀對(duì)巖石樣品進(jìn)行熱解分析， 得到游離經(jīng)S1為Ο · 2mg/g，熱解經(jīng)S2為16 · 49mg/g。
[0070] (2)在生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中，模擬樣品在320°c-550°c不同溫度階段在3000m埋深 壓力恒溫3天后的生排烴情況;升溫排烴過(guò)程中對(duì)出的流體產(chǎn)物A進(jìn)行收集;將升溫排烴過(guò) 程結(jié)束后的固體樣品記為巖石殘樣C;
[0071] 升溫排烴過(guò)程結(jié)束后，進(jìn)行降溫，使裝置內(nèi)巖石殘樣C的溫度降至230°C左右，并維 持18小時(shí)，然后人工開(kāi)閥，繼續(xù)收集排出的流體產(chǎn)物B(包括滯留在巖石殘樣C中輕烴和蒸發(fā) 起來(lái)的部分重?zé)N）；
[0072] 期間，流體產(chǎn)物A和流體產(chǎn)物B經(jīng)冷阱冷凝后，分離為氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)，氣態(tài)物 質(zhì)包括氣態(tài)烴&-C3和C02等無(wú)機(jī)氣體，通過(guò)色譜分析后計(jì)量氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg;液態(tài)物質(zhì)經(jīng)過(guò) 除水除渣前處理后，定容后，進(jìn)行自然揮發(fā)恒重計(jì)量操作，獲得液態(tài)烴在自然恒重下的排出 油總產(chǎn)率P〇(為了便于理解，在計(jì)算公式、表2、圖4中將P0寫(xiě)成P1+P2的形式）。
[0073] 收集到的氣態(tài)產(chǎn)物包括氣態(tài)烴(^_(：3和⑶2等無(wú)機(jī)氣體，通過(guò)色譜分析后計(jì)量氣態(tài) 烴總產(chǎn)率Pg;收集到的液態(tài)烴經(jīng)過(guò)除水除渣前處理后，定容后，進(jìn)行自然揮發(fā)恒重計(jì)量操 作，獲得液態(tài)烴取一部分在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P0 (也可以在步驟一結(jié)束后，直接獲 取生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中液態(tài)烴在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P1，并使排出滯留烴步驟中液 體產(chǎn)物另行收集，進(jìn)而獲得排出滯留烴步驟中液態(tài)烴在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P2,此 處的 P0 = P1+P2);
[0074] (3)流體產(chǎn)物B排出后，繼續(xù)降至室溫，將此時(shí)的固定樣品記為巖石殘樣D;
[0075] (4)利用法國(guó)石油研究院所產(chǎn)的Rock-Eval VI熱解儀對(duì)固體殘樣D進(jìn)行熱解分析， 獲得游離烴Sf、熱解烴經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)前后的固體樣品回收率，分別換算成以初始巖 石樣品為計(jì)算基準(zhǔn)的游離烴S1'、熱解烴S2' ；
[0076] (5)輕烴產(chǎn)率 Pt 根據(jù)以下公式計(jì)算得到:Pt = (Sl+S2)-(Pl+P2+Pg)-(Sl'+S2'）。
[0077] 設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)：
[0078] 取上述實(shí)驗(yàn)步驟(2)中定容后的一部分液態(tài)烴進(jìn)行全二維氣相色譜方法的計(jì)量， 其測(cè)得的排出油產(chǎn)率記為P?？色@得全二維氣相色譜方法輕烴產(chǎn)率Pt '為:Pt ' =Ρ-Ρ0。
[0079] 各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的上述參數(shù)數(shù)值和輕烴估算結(jié)果見(jiàn)表2,各參數(shù)繪制成的圖版見(jiàn)圖4,各 參數(shù)曲線(xiàn)規(guī)律性明顯，原樣S1+S2曲線(xiàn)和Sl'+S2'+Pl+P2+Pg曲線(xiàn)所夾持的部分即為輕烴產(chǎn) 率。隨著溫度的升高，輕烴產(chǎn)率先升高再緩慢降低。
[0080] 表2華北古城梁地區(qū)海相頁(yè)巖生排烴實(shí)驗(yàn)組分?jǐn)?shù)據(jù)及輕烴產(chǎn)率估算表
[0081]
[0082]從表2和圖4中，可以對(duì)比本實(shí)施例方法與全二維氣相色譜分析方法對(duì)估算輕烴產(chǎn) 率的差異性，全二維氣相色譜分析方法估算的結(jié)果普遍比本實(shí)施例方法結(jié)果略低。從石油 地質(zhì)理論分析，在生油階段，隨著成熟度的增加，烴源巖液態(tài)烴逐漸增加，長(zhǎng)鏈烴逐漸斷裂 成為短鏈烴，在主生氣階段初期，巖石中所含的長(zhǎng)鏈烴繼續(xù)斷裂成為短鏈烴，更多的多碳油 成為少碳的輕烴和氣態(tài)烴，到主生氣階段后期，輕烴也逐漸短鏈成為甲烷，圖4正是體現(xiàn)了 這種輕烴先增大后減少的規(guī)律。而全二維氣相色譜分析方法由于在分析前需要除水除渣等 前處理，甚至需要60°C下的濃縮，輕烴必然有散失，輕烴量越多，散失量也越大。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中輕烴產(chǎn)物量的估算方法，該方法包括以下步驟： 通過(guò)熱解分析，獲取生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中初始巖石樣品的以下參數(shù):游離烴S1、熱解烴 S2； 對(duì)初始巖石樣品進(jìn)行生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中，收集升溫排烴過(guò)程中排出的流體產(chǎn) 物A，通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物A進(jìn)行分離和計(jì)量分析，獲取以下參數(shù):排出氣態(tài)烴產(chǎn)率Pgl、排出液態(tài) 烴在自然恒重下的排出油產(chǎn)率Pl;Pgl和P1均以初始巖石樣品為計(jì)算基準(zhǔn);升溫排烴過(guò)程結(jié) 束后得到巖石殘樣C; 升溫排烴過(guò)程結(jié)束后進(jìn)行降溫，降溫過(guò)程中先使巖石殘樣C的溫度降至220°C-230°C， 并在該溫度下維持一段時(shí)間，然后開(kāi)閥使流體產(chǎn)物B排出，通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物B進(jìn)行室溫條件 下的收集和計(jì)量分析;獲取以下參數(shù):巖石吸附氣態(tài)烴產(chǎn)率Pg2、巖石部分排出的滯留油產(chǎn) 率P2,其中P2是在自然恒重下進(jìn)行計(jì)量的;Pg2和P2均以初始巖石樣品為計(jì)算基準(zhǔn);所述流 體產(chǎn)物B包括滯留在巖石殘樣C中輕烴和蒸發(fā)起來(lái)的部分重?zé)N； 流體產(chǎn)物B排出后，繼續(xù)降至室溫，從實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)取出實(shí)驗(yàn)巖石殘樣，得到巖石殘樣D; 通過(guò)熱解分析，獲取巖石殘樣D的以下參數(shù):游離烴Sf、熱解烴S〗％將分別換算 成以初始巖石樣品為計(jì)算基準(zhǔn)的游離烴S1'、熱解烴S2' ； 通過(guò)以下公式，計(jì)算生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中的輕烴產(chǎn)率Pt: Pt=(Sl+S2)-(P1+P2+Pgl+Pg2)-(S1'+S2 '）。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕烴產(chǎn)物量的估算方法，其中，所述熱解分析中使用的儀器是 Ro ck-E va 1 熱解儀。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕烴產(chǎn)物量的估算方法，其中，所述巖石殘樣C在220°C-230°C 下維持的時(shí)間為3h-48h。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕烴產(chǎn)物量的估算方法，其中，排出氣態(tài)烴產(chǎn)率Pgl和排出液 態(tài)烴在自然恒重下的排出油產(chǎn)率P1，是通過(guò)以下方法獲取的： 流體產(chǎn)物A經(jīng)過(guò)冷阱冷凝，分離為氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)； 液態(tài)物質(zhì)經(jīng)除水除渣處理，并定容后獲得液態(tài)烴;將液態(tài)烴進(jìn)行自然揮發(fā)恒重計(jì)量操 作，獲得排出液態(tài)烴在自然恒重下的排出油產(chǎn)率P1; 氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過(guò)氣相色譜分析，獲得排出氣態(tài)烴產(chǎn)率Pgl。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕烴產(chǎn)物量的估算方法，其中，巖石吸附氣態(tài)烴產(chǎn)率Pg2和巖 石部分排出的滯留油產(chǎn)率P2,是通過(guò)以下方法獲取的： 流體產(chǎn)物B經(jīng)過(guò)冷阱冷凝，分離為氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)； 液態(tài)物質(zhì)經(jīng)除水除渣處理，并定容后獲得液態(tài)烴;將液態(tài)烴進(jìn)行自然揮發(fā)恒重計(jì)量操 作，獲得巖石部分排出的滯留油產(chǎn)率P2; 氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過(guò)氣相色譜分析，獲得巖石吸附氣態(tài)烴產(chǎn)率Pg2。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的輕烴產(chǎn)物量的估算方法，其中，冷阱冷凝的溫度為零下25 °C至零下20°C。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕烴產(chǎn)物量的估算方法，其中，不對(duì)排出液態(tài)烴在自然恒重下 的排出油產(chǎn)率P1和巖石部分排出的滯留油產(chǎn)率P2進(jìn)行分別獲取，而是直接獲取液態(tài)烴在自 然恒重下的排出油總產(chǎn)率P0,并通過(guò)以下公式計(jì)算生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中的輕烴產(chǎn)率Pt: Pt=(Sl+S2)-(P0+Pgl+Pg2)-(S1'+S2 '）； 其中，獲取液態(tài)烴在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P0的方法為： 通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物A分離出的液態(tài)物質(zhì)和流體產(chǎn)物B分離出的液態(tài)物質(zhì)的混合物進(jìn)行計(jì) 量分析，獲得液態(tài)烴在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P0。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕烴產(chǎn)物量的估算方法，其中，不對(duì)排出氣態(tài)烴產(chǎn)率Pg 1和巖 石吸附氣態(tài)烴產(chǎn)率Pg2進(jìn)行分別獲取，而是直接獲取氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg，并通過(guò)以下公式計(jì)算 生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中的輕烴產(chǎn)率Pt: Pt=(Sl+S2)-(P1+P2+Pg)-(S1'+S2 '）； 其中，獲取氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg的方法為： 通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物A分離出的氣態(tài)物質(zhì)和流體產(chǎn)物B分離出的氣態(tài)物質(zhì)的混合物進(jìn)行計(jì) 量分析，獲得氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕烴產(chǎn)物量的估算方法，其中，不對(duì)排出液態(tài)烴在自然恒重下 的排出油產(chǎn)率P1和巖石部分排出的滯留油產(chǎn)率P2進(jìn)行分別獲取，且不對(duì)排出氣態(tài)烴產(chǎn)率 Pgl和巖石吸附氣態(tài)烴產(chǎn)率Pg2進(jìn)行分別獲取，而是直接獲取液態(tài)烴在自然恒重下的排出油 總產(chǎn)率P0以及氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg，并通過(guò)以下公式計(jì)算生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)中的輕烴產(chǎn)率Pt: Pt= (Sl+S2)-(P0+Pg)-(S1'+S2 '）； 其中，獲取液態(tài)烴在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P0的方法為： 通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物A分離出的液態(tài)物質(zhì)和流體產(chǎn)物B分離出的液態(tài)物質(zhì)的混合物進(jìn)行計(jì) 量分析，獲得液態(tài)烴在自然恒重下的排出油總產(chǎn)率P0; 獲取氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg的方法為： 通過(guò)對(duì)流體產(chǎn)物A分離出的氣態(tài)物質(zhì)和流體產(chǎn)物B分離出的氣態(tài)物質(zhì)的混合物進(jìn)行計(jì) 量分析，獲得氣態(tài)烴總產(chǎn)率Pg。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕烴產(chǎn)物量的估算方法，其中，所述生排烴熱模擬實(shí)驗(yàn)為封 閉體系生烴實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放體系高壓釜生烴實(shí)驗(yàn)、孔隙介質(zhì)熱壓生烴實(shí)驗(yàn)、直壓式生排烴模擬實(shí) 驗(yàn)或黃金管生烴模擬實(shí)驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G01N30/02GK105974028SQ201610527943
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月6日
【發(fā)明人】陳瑞銀, 張水昌, 王匯彤, 張斌, 李化冬, 袁育紅
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司