本發(fā)明涉及石油地質(zhì)、油氣地球化學(xué)，特別涉及一種定量評(píng)價(jià)滯留烴裂解氣的方法。

背景技術(shù)：

1、裂解氣既可來源于干酪根裂解，也可來源于原油(包括膠質(zhì)和瀝青質(zhì))的裂解。殘留油裂解氣是指在排烴過程中，殘留在源巖中的瀝青在一定的溫度條件下會(huì)發(fā)生裂解，形成天然氣。

2、本世紀(jì)初，我國的油氣地球化學(xué)工作者在探討深層高演化烴源巖成烴潛力時(shí)，曾提出源巖中殘留瀝青(包括可抽提液態(tài)瀝青和固體原生-同層瀝青)、油藏破壞進(jìn)一步演化后殘留瀝青(包括可溶儲(chǔ)層瀝青和固體熱變?yōu)r青)可作為烴源的可能性，但未有深入研究。直到北美頁巖油氣的成功勘探開發(fā)，油氣界才開始重視烴源巖中殘留瀝青的成烴成藏效應(yīng)。盡管已經(jīng)認(rèn)識(shí)到烴源巖在生油窗階段由于生成的滯留瀝青在高演化階段對(duì)氣體的生成具有重要的貢獻(xiàn)，然而現(xiàn)有的研究仍十分薄弱。烴源巖內(nèi)滯留瀝青的成氣貢獻(xiàn)基本都依靠地質(zhì)現(xiàn)象分析并加以理論推測(cè)得到，未有明確的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，更沒能給出一個(gè)具體的生氣量。這一方面在于殘留瀝青處于一個(gè)有機(jī)-無機(jī)復(fù)雜體系中，而且干酪根裂解與殘留瀝青裂解是一個(gè)互相疊加的動(dòng)態(tài)過程，無法直接評(píng)價(jià)殘留瀝青的生氣潛力，另一方面則是實(shí)驗(yàn)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)上有一定難度。

3、熱模擬實(shí)驗(yàn)是根據(jù)時(shí)間-溫度補(bǔ)償原理，在實(shí)驗(yàn)室短時(shí)高溫條件下模擬有機(jī)質(zhì)在地質(zhì)條件下的低溫慢速演化和生烴過程，是用于研究有機(jī)質(zhì)演化過程、生烴機(jī)理、油氣產(chǎn)率等的重要手段之一。生烴模擬實(shí)驗(yàn)按照實(shí)驗(yàn)裝置的開放性可分為開放體系、半開放半封閉體系和封閉體系。開放體系如巖石熱解儀rock-eval、熱重儀tg、熱解氣相色譜py-gc等，適合成熟度不高、無二次裂解的情況，產(chǎn)物隨產(chǎn)隨排，主要用于研究殘留烴的量及其總體生烴潛力，但無法模擬殘留瀝青的裂解作用。封閉體系包括mssv、黃金管限定體系等，其主要缺陷是由于干酪根裂解烴無法排出而存在與殘留瀝青二次裂解貢獻(xiàn)的疊加，難以考察。高演化階段有機(jī)質(zhì)的演化特征及其成烴機(jī)制，同時(shí)也未能反映實(shí)際地質(zhì)體中的排烴效應(yīng)。

4、目前，利用各種熱模擬實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行烴源巖高過成熟階段天然氣生成定量評(píng)價(jià)已成為研究熱點(diǎn)，如謝柳娟等(謝柳娟.深層烴源高演化階段生氣潛力與機(jī)理研究[d].浙江大學(xué),2014.)根據(jù)生排烴熱壓模擬實(shí)驗(yàn)，采用氫的質(zhì)量平衡計(jì)算方法，計(jì)算獲得殘留瀝青對(duì)裂解成氣的貢獻(xiàn)量。張莉等(張莉,熊永強(qiáng),陳媛,等.中國典型海相富有機(jī)質(zhì)頁巖的生氣機(jī)理[j].地球科學(xué),2017,42(07):1092-1106.)采用生烴動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行黃金管生氣動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)，得出滯留油和干酪根在烴源巖中持續(xù)熱演化，成為非常規(guī)天然氣的主要來源。

5、但以上這些研究手段存在以下不足：常用的瀝青“a”、熱解等地球化學(xué)方法已失效，如何有效重建高過成熟階段烴源巖在埋藏演化過程中的生、排烴演化過程及測(cè)定其排出烴量和滯留烴量、如何定量不同演化階段干酪根裂解氣、源內(nèi)滯留油(烴)裂解氣依然是當(dāng)前面臨的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決以上技術(shù)問題，提供一種定量評(píng)價(jià)滯留烴裂解氣的方法。

2、本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的。

3、一種定量評(píng)價(jià)滯留烴裂解氣的方法，包括以下步驟：

4、s1.采用熱解、總有機(jī)碳測(cè)定、鏡質(zhì)體反射率測(cè)定及顯微組分鑒定實(shí)驗(yàn)對(duì)樣品進(jìn)行有機(jī)質(zhì)豐度、類型和成熟度特征的測(cè)定，選取有機(jī)質(zhì)豐度高、成熟度低的樣品；

5、s2.采用地層孔隙熱壓生、排烴模擬試驗(yàn)儀將樣品進(jìn)行系列1實(shí)驗(yàn)，系列1實(shí)驗(yàn)為連續(xù)的300℃～600℃共10個(gè)溫度點(diǎn)的熱壓模擬實(shí)驗(yàn)，生成氣量是干酪根裂解氣量與殘留原油裂解氣量之和；生油高峰之前生成氣均為干酪根裂解氣，進(jìn)入生油高峰之后才可能開始產(chǎn)生少量原油裂解氣，生油高峰點(diǎn)之前的滯留烴基本不發(fā)生裂解，因此，生成氣量是干酪根裂解氣量與殘留原油裂解氣量之和；

6、s3.以生油高峰點(diǎn)做為起始點(diǎn)，采用地層孔隙熱壓生、排烴模擬試驗(yàn)儀在系列1模擬生、排烴基礎(chǔ)上，對(duì)各溫度點(diǎn)模擬后殘余樣品進(jìn)行抽提，去除殘留油之后再進(jìn)行下一個(gè)溫度點(diǎn)的加熱模擬，即系列2實(shí)驗(yàn)，得到的生氣量為干酪根生氣量；

7、s4.用系列1生、排烴模擬實(shí)驗(yàn)獲得的干酪根裂解氣量與殘留原油裂解氣量之和，減去系列2得到的干酪根生氣量，最終得到滯留烴裂解氣量。收集的產(chǎn)物包括排出油、生成的天然氣、模擬后的殘樣，對(duì)其分別進(jìn)行排出油的定量，采用氣相色譜儀對(duì)生成的天然氣進(jìn)行氣體組分的檢測(cè)，檢測(cè)殘樣的氯仿瀝青a。

8、進(jìn)一步的，步驟s1中，進(jìn)行熱解分析、總有機(jī)碳的測(cè)定，測(cè)得樣品的熱解參數(shù)s1、s2、tmax、hi和toc，評(píng)價(jià)樣品的有機(jī)質(zhì)豐度；進(jìn)行鏡質(zhì)體反射率的測(cè)定和顯微組分鑒定，評(píng)價(jià)烴源巖樣品的成熟度。

9、具體的，①將樣品粉碎后經(jīng)過100目篩子，置于干燥器中，干燥24h后，用稀鹽酸除去樣品中碳酸鹽，總有機(jī)碳含量(toc)按照標(biāo)準(zhǔn)方法gb/t?19145-2003沉積巖中總有機(jī)碳的測(cè)定采用leco?cs230碳-硫儀進(jìn)行分析測(cè)定。②將巖心樣品粉碎后過80目篩子，稱取80～100毫克樣品進(jìn)行巖石熱解實(shí)驗(yàn)。依據(jù)遵循國家標(biāo)準(zhǔn)《巖石熱解分析》gb/t?18602-2012，在溫度為25℃，濕度為65％rh的環(huán)境下進(jìn)行樣品的檢測(cè)。③將樣品磨成光薄片，置于leicadm4500p顯微鏡下進(jìn)行形態(tài)及光性特征觀察并完成顯微組分鑒定；分別在leica?dm4500p顯微鏡外置j&m光度計(jì)下和采用雙標(biāo)法進(jìn)行反射率測(cè)定，標(biāo)樣反射率分別為0.59％和0.89％。

10、進(jìn)一步的，步驟s2中，進(jìn)行第一個(gè)系列300℃、325℃、340℃、370℃、390℃、420℃、450℃、500℃、550℃、600℃的地層孔隙熱壓模擬實(shí)驗(yàn)，包括以下步驟：

11、a.將所選的有機(jī)質(zhì)豐度高，成熟度低的樣品粗碎，之后混勻，裝樣；

12、b.取樣量：300℃與325℃下的原始樣品40-120克直接模擬，340℃下裝150-200克原始樣品，模擬之后再用340℃的殘余固體樣品進(jìn)行370℃至600℃的模擬；

13、c.設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)：溫度分別為300℃、325℃、340℃、370℃、390℃、420℃、450℃、500℃、550℃、600℃，共10個(gè)溫度點(diǎn)，模擬地層壓力分別設(shè)置為37、44、49、58、62、69、75、83、89、97mpa，設(shè)定升溫速率為1℃/min，達(dá)到設(shè)定溫度后恒溫24-48h，待恒溫結(jié)束后，以降溫速率1℃/min，降到150℃時(shí)，收集熱解生成的氣體；

14、d.每個(gè)溫度點(diǎn)模擬之后取出10％-20％樣品之后再做下一個(gè)溫度點(diǎn)；

15、e.回收每個(gè)溫度點(diǎn)熱模擬后固體樣品，密封存放；

16、f.回收各溫度點(diǎn)排出油樣品，單獨(dú)密封保存。

17、進(jìn)一步的，步驟s3中，進(jìn)行第二個(gè)系列340℃、370℃、390℃、420℃、450℃、500℃、550℃、600℃的地層孔隙熱壓模擬實(shí)驗(yàn)，包括以下步驟：

18、a.制樣與裝樣：取原始樣品，裝樣量為150-200克；

19、b.設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)：溫度分別為340℃、370℃、390℃、420℃、450℃、500℃、550℃、600℃，共8個(gè)溫度點(diǎn)，模擬地層壓力分別設(shè)置為49、58、62、69、75、83、89、97mpa，設(shè)定升溫速率為1℃/min，達(dá)到設(shè)定溫度后恒溫24-48h，待恒溫結(jié)束后，以降溫速率1℃/min，降到150℃時(shí)，收集熱解生成的氣體；

20、c.每個(gè)溫度點(diǎn)做完之后，均取出10％-20％樣品；

21、d.用三氯甲烷對(duì)模擬后取出的殘余固體樣品進(jìn)行抽提，抽提溫度為61℃-75℃，抽提時(shí)間不少于24h，再用抽提之后的殘余固體樣品進(jìn)行余下溫度點(diǎn)的模擬；

22、e.抽提樣在60℃-75℃干燥不少于5小時(shí)；

23、f.回收每個(gè)溫度點(diǎn)熱模擬后固體樣品，密封存放；

24、g.回收各溫度點(diǎn)排出油樣品，單獨(dú)密封保存。

25、本技術(shù)具有以下有益效果。

26、本發(fā)明采用半開放體系，實(shí)驗(yàn)室半封閉半開放模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)有機(jī)質(zhì)豐度高的烴源巖殘留瀝青在高演化階段的生氣貢獻(xiàn)。根據(jù)殘油裂解生氣與干酪根裂解生氣模型，定量模擬計(jì)算給定烴源巖干酪根及滯留烴的產(chǎn)氣貢獻(xiàn)率，解決干酪根生氣和滯留烴生氣的疊加而無法估算的問題。本發(fā)明通過烴源巖的熱演化過程模擬，獲得干酪根裂解氣和滯留烴裂解氣的貢獻(xiàn)比例，進(jìn)而指導(dǎo)相關(guān)天然氣氣藏的資源評(píng)價(jià)、勘探方向及有利區(qū)預(yù)測(cè)，降低勘探風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)油氣成藏分析具有重要的意義。