阅读说明：本技术 定量恢复储层流体充注过程的方法 (Method for quantitatively restoring reservoir fluid filling process ) 是由 曲彦胜 张关龙 马雪洁 李园园 肖雄飞 王千军 李佳 赵玉峰 王圣柱 汪誉新 于 2020-02-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种定量恢复储层流体充注过程的方法,该定量恢复储层流体充注过程的方法包括：步骤1、选取含油岩石样品作为试验样品,将样品分成2份S<Sub>1</Sub>、S<Sub>2</Sub>；步骤2、计算储层中不同期次油孔隙度；步骤3、抽提获得储层中不同期次油样品；步骤4、计算不同期次充注的油藏的成熟度值；步骤5、确定储层中不同期次充注的油气流体充注时期,充注百分比的定量信息。该定量恢复储层流体充注过程的方法为油气勘探中定量分析油气成藏过程提供重要依据。同时,通过认识残余油与可动油的百分比,可以为制定试油方案以及开发方案提供依据,同时为经济评价储量规模提供依据。(The invention provides a method for quantitatively recovering a reservoir fluid filling process, which comprises the following steps: step 1, selecting an oil-bearing rock sample as a test sample, and dividing the sample into 2 parts of S 1 、S 2 (ii) a Step 2, calculating the oil hole clearance of different stages in the reservoir; step 3, extracting to obtain secondary oil samples in different phases in the reservoir; step 4, calculating the maturity values of the oil reservoirs filled in different periods; and 5, determining quantitative information of filling percentage of the oil-gas fluid filled in different periods in the reservoir. The method for quantitatively recovering the reservoir fluid filling process provides an important basis for quantitatively analyzing the oil-gas reservoir forming process in oil-gas exploration. Meanwhile, by recognizing the percentage of the residual oil and the movable oil, a basis can be provided for formulating a test oil scheme and a development scheme, and a basis is provided for economically evaluating the storage scale.)

定量恢复储层流体充注过程的方法

技术领域

本发明涉及油气地质勘探技术领域，特别是涉及到一种定量恢复储层流体充注过程的方法。

背景技术

许多叠合盆地往往经历了多期次的构造运动，油气充注过程复杂，早期生成的油气往往由于后期地层抬升剥蚀造成原油降解，以储层沥青的形式赋存于岩石孔隙中，这类稠油或者固体沥青往往难以通过常规试油测试获得，而晚期充注的成熟油气的汽油比较高，可动性较好，往往可以通过常规试油或者压裂等储层改造作用采出。

为此我们发明了一种新的定量恢复储层流体充注过程的方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种定量分析储层孔隙中油气充注期次以及充注油气规模的方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：定量恢复储层流体充注过程的方法，该定量恢复储层流体充注过程的方法包括：步骤 1、选取含油岩石样品作为试验样品，将样品分成2份S₁、S₂；步骤2、计算储层中不同期次油孔隙度；步骤3、抽提获得储层中不同期次油样品；步骤4、计算不同期次充注的油藏的成熟度值；步骤5、确定储层中不同期次充注的油气流体充注时期，充注百分比的定量信息。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，选取油浸或者油斑岩石样品，将样品分成2份S₁、 S₂，其中S₁样品用于岩石中储层沥青和可动油百分比测试；S₂样品粉碎，获得可动油和储层沥青以及储层包裹体的成熟度数值。

步骤2包括：

步骤21，测量岩石样品中可动油孔隙百分比；

步骤22，测量岩石样品中不可动油即储层沥青的孔隙百分比。

在步骤21中，将岩石样品S₁利用抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7 体积比混合试剂抽提24h；

将抽提后的含储层沥青样品m做成圆柱体，测量圆柱体的直径 d、高h和质量m₁；用恒速恒压泵在围压2.0MPa的条件下以0.5ml/min 的速度注入密度为1g/cm³的溶液，直到无法注入为止，记录注入的溶液体积为v；称量实验后的质量m₂；则孔隙度为：

φ_可动即为储层岩石孔隙中可动油的孔隙含量。

在步骤22中，将岩石样品S₁继续用抽提器和二氯甲烷：甲醇 93:7体积比混合试剂抽提15-30天，直至抽提后二氯甲烷试剂基本无色；

将抽提后的含储层沥青样品m’，用恒速恒压泵在围压2.0MPa 的条件下以0.5ml/min的速度注入密度为1g/cm³的溶液，直到无法注入为止，记录注入的溶液体积为v’，称量实验后的质量m₂’，则孔隙度为：

φ_总即为储层岩石孔隙中可动油与储层沥青的孔隙含量之和；

则孔隙中沥青的体积与岩心体积比(孔隙)为：

φ_沥＝φ_总-φ_可动。

步骤3包括：

步骤31，样品处理：将样品S₂锤碎，过80目筛，获得大于80目样品S_2l以及小于80目的样品S_2s，分别对两份样品进行抽提；

步骤32，对大于80目的样品S_2l用抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7 体积比混合试剂抽提96h，在研钵里将其碎成砂粒大小抽提120h，取样，获得抽提后的岩石样品以及氯仿沥青样品即含油岩石中储层沥青E_沥；

步骤33，对小于80目的样品S_2s用抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7 体积比混合试剂抽提96h，获得抽提后的岩石样品以及氯仿沥青样品即含油岩石中可动油E_可动；

步骤34，将抽提后的岩石样品，抽提72h，收集抽提出的沥青。

在步骤34中，取出后用浓硫酸浸泡砂粒并每隔一小时搅拌一次，两天后用蒸馏水洗去浓硫酸和有机质后放至加热板蒸干水蒸气；结束烘干后，在超声波仪器中用二氯甲烷试剂清洗二十遍，确保包裹体外部有机质彻底清洗干净；取最后一次二氯甲烷试剂做色质分析，实验表明包裹体外部已无有机质，将去有机质的砂粒放入高温烧过的研钵中研磨，打开包裹体；用二氯甲烷溶液浸泡粉末，之后将含有包裹体、粉末的二氯甲烷溶液倒入氧化铝柱子，过滤掉粉末，最后得到含有包裹体的二氯甲烷溶液，即含油岩石中储层包裹体油E_包裹体。

在步骤4中，将抽提获得的含油岩石样品中的储层沥青E_沥、可动油E_可动、储层包裹体油E_包裹体进行族组分分离，开展芳烃化合物色—质分析，将获得的甲级菲含量进行成熟度计算：

(1)计算岩石中储层沥青、可动油、储层包裹体油的甲级菲指数：

MPI_沥青＝1.5×[3-MP_沥青+2-MP_沥青]/[P_沥青+9-MP_沥青+1-MP_沥青]) 公式(3)

MPI_可动＝1.5×[3-MP_可动+2-MP_可动]/[P_可动+9-MP_可动+1-MP_可动]) 公式(4)

MPI_包裹体＝1.5×[3-MP_包裹体+2-MP_包裹体]/[P_包裹体+9-MP_包裹体+1-MP_包裹体]) 公式(5)

MPI_沥青是指沥青的甲基菲指数，MPI_可动是指可动油的甲基菲指数，MPI_包裹体是指储层包裹体油的甲级菲指数；MP_沥青为沥青的甲基菲，MP_可动为可动油的甲基菲，MP_包裹体为储层包裹体油的甲基菲，P _沥青为沥青的菲含量，P_可动为可动油的菲含量，P_包裹体为储层包裹体油的菲含量；

(2)计算岩石中储层沥青、可动油、储层包裹体油的成熟度：

储层沥青计算成熟度Rm_沥青＝0.6×MPI_沥+0.4 公式(6)

可动油计算成熟度Rm_可动＝0.6×MPI_可动+0.4 公式(7)

包裹体计算成熟度Rm_包裹体＝0.6×MPI_可动+0.4 公式(8)。

在步骤5中，结合研究区的埋藏史和热史建立研究区的埋藏生烃史，将计算获得的储层沥青成熟度、可动油成熟度、包裹体成熟度投到生烃史图上，即可获得储层沥青充注的时期T_沥青、可动油充注地质时期T_可动、捕获含油包裹体地质时期T_包裹体。

本发明中的定量恢复储层流体充注过程的方法，提出了一种利用地球化学实验分析来定量确定储层中不同期次充注的流体的成熟度、百分含量等的定量信息，包括选取含油岩石样品作为试验样品，通过分批次抽提以及压汞实验结合孔隙模型，获得含油岩石样品中不同期次充注的油以及储层沥青等的孔隙百分含量；获得不同期次充注的油的成熟度值；储层中不同期次充注的油气流体充注时期，充注百分比的定量信息。此方法将氯仿抽提以及芳烃色质、孔隙度测量等实验有机结合，建立计算模型，并且结合地质埋藏史，得到的油气成藏过程信息，从而判断残余油以及可动油关键成藏期，为油气勘探中定量分析油气成藏过程提供重要依据。同时，通过认识残余油与可动油的百分比，可以为制定试油方案以及开发方案提供依据，同时为经济评价储量规模提供依据。

附图说明

图1为本发明的一具体实施例中木垒1井生烃史模拟图；

图2为本发明的定量恢复储层流体充注过程的方法的一具体实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图2所示，图2为本发明的定量恢复储层流体充注过程的方法的流程图。

步骤101、选择样品：选取油浸或者油斑岩石样品，将样品分成2份(S₁、S₂)，其中S₁样品用于岩石中储层沥青和可动油百分比测试；S₂样品粉碎，获得可动油和储层沥青以及储层包裹体的成熟度数值。

步骤102、储层中不同期次油孔隙度计算

(1)测量岩石样品中可动油孔隙百分比：将岩石样品S₁利用索氏抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7体积比混合试剂抽提24h。

将抽提后的含储层沥青样品m做成圆柱体，测量圆柱体的直径 d、高h和质量m₁。用KD-100型恒速恒压泵在围压2.0MPa的条件下以 0.5ml/min的速度注入密度为1g/cm³的溶液，直到无法注入为止，记录注入的溶液体积为v。称量实验后的质量m₂。则孔隙度为：

(φ_可动即为储层岩石孔隙中可动油的孔隙含量)。

(2)测量岩石样品中不可动油(储层沥青)孔隙百分比：将岩石样品S₁继续用索氏抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7体积比混合试剂抽提15-30天(具体时间根据试验结果不同，直至抽提后二氯甲烷试剂基本无色，可认为孔隙中油气全部被抽提出来)。

将抽提后的含储层沥青样品m’，用KD-100型恒速恒压泵在围压2.0MPa的条件下以0.5ml/min的速度注入密度为1g/cm³的溶液，直到无法注入为止，记录注入的溶液体积为v’。称量实验后的质量m₂’。则孔隙度为：

(φ_总即为储层岩石孔隙中可动油与储层沥青的孔隙含量之和)。

则孔隙中沥青的体积与岩心体积比为：

φ_沥＝φ_总-φ_可动

步骤103、抽提获得储层中不同期次油样品

(1)样品处理：将另外一块样品(S₂)用地质锤碎成芝麻-绿豆大小，过80目筛，获得大于80目样品(S_2l)以及小于80目的样品 (S_2s)。分别对两份样品进行抽提。

(2)对大于80目的样品(S_2l)用索氏抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7体积比混合试剂抽提96h，在研钵里将其碎成砂粒大小抽提120h，取样，获得抽提后的岩石样品以及氯仿沥青样品(含油岩石中储层沥青E_沥)。

(3)对小于80目的样品(S_2s)用索氏抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7体积比混合试剂抽提96h，获得抽提后的岩石样品以及氯仿沥青样品(含油岩石中可动油E_可动)。

(4)将抽提后的岩石样品，抽提72h，收集抽提出的沥青。取出后用浓硫酸浸泡砂粒并每隔一小时搅拌一次，两天后用蒸馏水洗去浓硫酸和有机质后放至加热板蒸干水蒸气。结束烘干后，在超声波仪器中用二氯甲烷试剂清洗二十遍，确保包裹体外部有机质彻底清洗干净。取最后一次二氯甲烷试剂做色质分析，实验表明包裹体外部已无有机质，将去有机质的砂粒放入高温烧过的研钵中研磨，打开包裹体。用二氯甲烷溶液浸泡粉末，之后将含有包裹体、粉末的二氯甲烷溶液倒入氧化铝柱子，过滤掉粉末，最后得到含有包裹体的二氯甲烷溶液。(含油岩石中储层包裹体油E_包裹体)。

步骤104、成熟度计算

将抽提获得的含油岩石样品中的储层沥青(E_沥)、可动油(E_可动)、储层包裹体油(E_包裹体)进行族组分分离，开展芳烃化合物开展色—质分析，将获得的甲级菲含量进行成熟度计算：

(1)计算岩石中储层沥青、可动油、储层包裹体油的甲级菲指数：

MPI_沥青＝1.5×[3-MP_沥青+2-MP_沥青]/[P_沥青+9-MP_沥青+1-MP_沥青]) 公式(3)

MPI_可动＝1.5×[3-MP_可动+2-MP_可动]/[P_可动+9-MP_可动+1-MP_可动]) 公式(4)

MPI_包裹体＝1.5×[3-MP_包裹体+2-MP_包裹体]/[P_包裹体+9-MP_包裹体+1-MP_包裹体]) 公式(5)

MPI是甲基菲指数的英文缩写，是指利用生物标志化合物中芳烃参数甲基菲的不同异构体之间的比值来表征原油中的成熟度， MPI_沥青是指沥青的甲基菲指数，MPI_可动是指可动油的甲基菲指数， MPI_包裹体是指储层包裹体油的甲级菲指数；MP_沥青为沥青的甲基菲， MP_可动为可动油的甲基菲，MP_包裹体为储层包裹体油的甲基菲，P_沥青为沥青的菲含量，P_可动为可动油的菲含量，P_包裹体为储层包裹体油的菲含量；

(2)计算岩石中储层沥青、可动油、储层包裹体油的成熟度：

储层沥青计算成熟度Rm_沥青＝0.6×MPI_沥+0.4 公式(6)

可动油计算成熟度Rm_可动＝0.6×MPI_可动+0.4 公式(7)

包裹体计算成熟度Rm_包裹体＝0.6×MPI_可动+0.4 公式(8)

步骤105、不同期次油气充注时期确定

结合研究区的埋藏史和热史建立研究区的埋藏生烃史，将计算获得的储层沥青成熟度(Rm_沥青)、可动油成熟度(Rm_可动)、包裹体成熟度(Rm_包裹体)投到生烃史图上，即可获得储层沥青充注的时期T _沥青、可动油充注地质时期T_可动、捕获含油包裹体地质时期T_包裹体。

在应用本发明的一具体实施例中，以准噶尔盆地博格达山前带木垒凹陷为例，自二叠纪以来，木垒所在的准东南地区经历了海西期运动、印支期运动、燕山期运动和喜马拉雅期运动，形成了现今残留地层以二叠系为主的残留凹陷。本次研究以木垒1井二叠系平地泉组含油砂岩为对象开展分析，明确木垒凹陷存在油气充注期次以及充注油类型和规模，对于明确木垒凹陷勘探潜力和勘探方向意义重大。

1、计算含油岩石中不同期次充注的油以及储层沥青等的孔隙百分含量：

选取木垒1井二叠系平地泉组油浸粗砂岩样品，将其分成2份，其中一份进行孔隙度测试：

(1)将岩石样品S₁利用索氏抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7体积比混合试剂抽提24h。将抽提后的含储层沥青样品m做成圆柱体，测量圆柱体的直径d、高h和质量m₁。用KD-100型恒速恒压泵在围压 2.0MPa的条件下以0.5ml/min的速度注入密度为1g/cm³的溶液，直到无法注入为止，记录注入的溶液体积为v。称量实验后的质量m₂。

带入公式(1)：

(φ_可动即为储层岩石孔隙中可动油的孔隙含量)。

(2)测量岩石样品中不可动油(储层沥青)孔隙百分比：将岩石样品S₁继续用索氏抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7体积比混合试剂抽提20天。抽提后二氯甲烷试剂基本无色，可认为孔隙中油气全部被抽提出来。

将抽提后的含储层沥青样品m’，用KD-100型恒速恒压泵在围压2.0MPa的条件下以0.5ml/min的速度注入密度为1g/cm³的溶液，直到无法注入为止，记录注入的溶液体积为v’。称量实验后的质量m₂’。则孔隙度为：

(φ_总即为储层岩石孔隙中可动油与储层沥青的孔隙含量之和)。

则孔隙中沥青的体积与岩心体积比为：

φ_沥青＝φ_总-φ_可动＝8.72-7.58＝1.14％

表1木垒1井二叠系样品孔隙度测试表

2、不同期次油样品成熟度计算

(1)样品处理：将木垒1井另外一块样品(S₂)用地质锤碎成芝麻-绿豆大小，过80目筛，获得大于80目样品(S_2l)以及小于80 目的样品(S_2s)。分别对两份样品进行抽提。

(2)对大于80目的样品(S_2l)用索氏抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7体积比混合试剂抽提96h，在研钵里将其碎成砂粒大小抽提 120h，取样，获得抽提后的岩石样品以及氯仿沥青样品(含油岩石中储层沥青E_沥)。

(3)对小于80目的样品(S_2s)用索氏抽提器和二氯甲烷：甲醇93:7体积比混合试剂抽提96h，获得抽提后的岩石样品以及氯仿沥青样品(含油岩石中可动油E_可动)。

(4)将抽提后的岩石样品，抽提72h，收集抽提出的沥青。取出后用浓硫酸浸泡砂粒并每隔一小时搅拌一次，两天后用蒸馏水洗去浓硫酸和有机质后放至加热板蒸干水蒸气。结束烘干后，在超声波仪器中用二氯甲烷试剂清洗二十遍，确保包裹体外部有机质彻底清洗干净。取最后一次二氯甲烷试剂做色质分析，实验表明包裹体外部已无有机质，将去有机质的砂粒放入高温烧过的研钵中研磨，打开包裹体。用二氯甲烷溶液浸泡粉末，之后将含有包裹体、粉末的二氯甲烷溶液倒入氧化铝柱子，过滤掉粉末，最后得到含有包裹体的二氯甲烷溶液。(含油岩石中储层包裹体油E_包裹体)。

表2不同期次油抽提产物数据表

3、成熟度计算

将抽提获得的含油岩石样品中的储层沥青(E_沥青)、可动油(E _可动)、储层包裹体油(E_包裹体)进行族组分分离，开展芳烃化合物开展色—质分析，将获得的甲级菲含量进行成熟度计算：

(1)计算岩石中储层沥青、可动油、储层包裹体油的甲级菲指数：

MPI_沥青＝1.5×[3-MP+2-MP]/[P+9-MP+1-MP])

＝1.5×[222+550]/[1495+611+486])＝0.45

MPI_可动＝1.5×[3-MP+2-MP]/[P+9-MP+1-MP])

＝1.5×[1472+2024]/[2716+2066+1488])＝0.84

MPI_包裹体＝1.5×[3-MP+2-MP]/[P+9-MP+1-MP])

＝1.5×[62747+76885]/[176486+90636+59243])＝0.79

(2)计算岩石中储层沥青、可动油、储层包裹体油的成熟度：

储层沥青计算成熟度：Rm_沥青＝0.6×MPI_沥+0.4＝0.6× 0.45+0.4＝0.67

可动油计算成熟度：Rm_可动＝0.6×MPI_可动+0.4＝0.6× 0.84+0.4＝0.90

包裹体计算成熟度：Rm_包裹体＝0.6×MPI_可动+0.4＝0.6× 0.64+0.4＝0.79

表3不同期次油成熟度计算表

	菲	3-甲基菲	2-甲基菲	9-甲基菲	1-甲基菲	MPI	Rm
								E<sub>沥青</sub>	1495	222	550	611	486	0.45	0.67
E<sub>可动</sub>	2716	1472	2024	2066	1488	0.84	0.90
								E<sub>包裹体</sub>)	176486	62747	76885	90636	59243	0.64	0.79

4、不同期次油气充注时期确定

通过盆地模拟软件生成木垒1井的埋藏史图，地温梯度参考邱楠生等2000年对准噶尔盆地的研究成果，建立研究区的埋藏生烃史，如图1所示，其中图1左：木垒1井生烃演化史图；右：木垒1 井二叠系成熟度Ro-地质年代相关图，将计算获得的储层沥青成熟度(0.67％)、可动油成熟度(0.90％)、包裹体成熟度(0.79％)投到生烃史图上(图1)，即可获得储层沥青充注的时期T_沥在距今 190Ma，即早—中侏罗世、可动油充注地质时期T_可动在距今140Ma，即早白垩世、捕获含油包裹体地质时期T_包裹体在距今160Ma，即晚侏罗世。

通过以上对于木垒凹陷木垒1井油浸粗砂岩样品开展储层不同期次油气的成熟度以及孔隙度含量测定，可以得出以下结论，木垒凹陷二叠系经历了2-3次油气充注，第一次充注发生在早—中侏罗世，距今在190Ma左右，此时充注的油成熟度较低Rm在0.67％左右，为低成熟的稠油，油气充注量比较少。进入晚侏罗世—早白垩世发生了一期成熟油充注，成熟度Rm在0.79-0.9％之间，这一期充注油气量在上一期低熟稠油的6-7倍(φ_可动(％)7.58％_，φ_沥青(％)1.14％)。为目前岩石孔隙中的可动油。

通过以上分析基本上明确了木垒凹陷的油气充注期次，以及充注时间、充注产物和充注量，认为木垒凹陷平地泉组储层孔隙中油以晚期充注为主，可动油含量较高，通过有效的储层改造措施应该能够获得较好的产量，从而对于接下来的资源量估算以及油气勘探部署和开发方案制定有重要的指导意义。

以上所述为本发明的实施方式，申明，在不脱离所述原理的基础上，相关技术人员作出的改进也应视为本发明的保护范围。