基于地质门限研究的源上大中型油气田目标评价方法与流程

1.本发明涉及油气勘探技术领域，特别是涉及到一种基于地质门限研究的源上大中型油气田目标评价方法。


背景技术：

2.源上型油气藏为下生上储成藏类型，油气运聚的主要输导路径为源储间的油源断裂垂向输导，油气不存在大规模横向运移，各盆地凹陷带油气藏大多属于该类型。根据国际通用的以储量作为定量分类的标准，依据《中华人民共和国地质矿产行业标准(dz/t 0217-2005)》规定：上报探明地质储量≥1000万吨(油)或100亿方(气)规模的油气田定义为大中型油气田。根据目前对大中型油气田形成地质门限与分布的研究现状进行调研，具有以下优缺点：
①
油气地质门限研究可以揭示油气藏形成的和分布的范围及其概率，比如烃源岩，控制着油气成藏的物质来源，源岩有机质成熟度必须达到0.6％成熟阶段，才能以游离相等多种形式排烃，油气藏存在源岩门限条件影响。目前成藏地质要素门限评价多，储量规模形成地质要素门限研究少。
②
地质要素与储量规模关系定性描述多，量化表征少；多为“地质条件越好，储量规模越大”的定性描述，偶有量化表征，集中体现在源岩(资源量)要素与储量规模关系，系统性不够。
3.为此我们发明了一种新的基于地质门限研究的源上大中型油气田目标评价方法，解决了以上技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种形成源上型大中型油气田的地质门限条件，为大中型油气田勘探综合评价优选提供佐证的基于地质门限研究的源上大中型油气田目标评价方法。
5.本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于地质门限研究的源上大中型油气田目标评价方法，该基于地质门限研究的源上大中型油气田目标评价方法包括：步骤1：进行典型油气藏解剖；步骤2：进行油气成藏主控地质要素参数优选及其表征；步骤3：进行盆地模拟关键要素演化分析；步骤4：进行储量规模与成藏期地质单要素相关性拟合；步骤5：多要素综合分析源上大中型油气田形成的地质要素门限条件。
6.本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
7.在步骤1中，基于文献调研和资料分析，选取含油气盆地中源上型油气田分布区典型油气藏进行详细解剖，分析油气成藏的基本地质特征、油气藏特征，划分生储盖组合，依据流体包裹体数据确定油气来源及其主要成藏期次，对已发现源上型储量块建立大数据知识库。
8.在步骤2中，源上型油气藏以垂向输导、就近聚集为主，根据该成藏特点，将其成藏主控因素概括为烃源岩、储集层、源储间断-盖体系及上覆盖层四部分。
9.在步骤2中，烃源岩表征参数集中在源岩厚度、有机质成熟度、有机质丰度、有机质类型，而生排烃量在一定范围内随着源岩有机质丰度、有机质成熟度的升高而增大，即将源
岩生排烃量作为源岩地质门限的综合表征参数，总体上油气规模与源岩生排烃量呈正相关，成熟-高熟、生烃强度大源岩形成油气藏规模也较大。
10.在步骤2中，储集层的储层的宏观表征参数主要为岩相特征、有效厚度及面积，微观最直接、定量表征储集性能的参数为孔隙度、渗透率；将储层有效容积作为储层综合表征参数，油藏规模与有效容积呈正相关关系，公式为：
11.v＝s
×h×
φ
ꢀꢀ
公式1
12.其中v为储量块有效容积(km2×
m)，s为储量块含油气面积(km2)，h为储量块有效厚度(m)，φ为储量块有效孔隙度。
13.在步骤2中，源储间断-盖体系为反映断裂带与源岩至储层的各套地层空间配置；已发现的源上大中型油气田源-储间均发育密集油源断层，源上油气藏少或不发育的区带断层稀疏；源上型油气藏多分布于各盆地源岩发育的凹陷带，油源断裂以隐蔽走滑断裂为主，调研走滑断裂研究成果，深层向浅层构造应变场强度逐渐减弱，自深层向浅层将走滑断裂划分为三种典型样式：辫状、花状和阶状，断层密度与垂向连续性：辫状》花状》阶状；
14.为便于量化评价源储间断盖体系与储量规模关系，建立储量刻度区垂向运聚单元，按照以下原则划分：
15.a：油源对比及成藏期古构造恢复确定就近成藏，确定其无大规模横向运移背景；
16.b：确定储层未完全充满可类比；
17.c：根据沉积相带确定刻度区范围；
18.d：根据边缘断裂确定刻度区边界；
19.划分垂向运聚单元后对该刻度区进行剖析，计算垂向运聚效率；以垂向运聚效率k
垂输
量化评价纵向源储间断盖输导能力，公式如下：
20.k
垂输
＝q
储量
/q
单元排烃量
ꢀꢀ
公式2
21.其中q
储量
为垂向运聚单元内源岩上覆已上报探明地质储量≥1000万吨的各套储层探明储量，q
排烃量
为该垂向运聚单元内源岩排烃量；
22.开展地质分析与数理统计，拟合源储间不同断-盖组合垂向输导效率与源储间泥岩厚度关系。
23.在步骤2中，上覆盖层的表征参数主要为泥岩盖层厚度，结合盖层内断裂样式，建立不同断裂样式源上油气田单储量规模与泥岩盖层厚度关系。
24.在步骤3中，对于源储间断-盖体系，利用地震解释技术，根据压扭性走滑断裂几何样式理论指导，明确源上油气藏不同层系断裂样式；对于钻遇烃源岩的油气藏通过岩屑录井资料获取源储间泥岩厚度及上覆盖层厚度，而对于未钻遇烃源岩的油气藏除了根据录井、测井资料外，需分析地震资料并结合盆地结构、剥蚀量综合厘定；对确定的源储间发育的厚层泥岩采用压实趋势法进行成藏期厚度恢复。
25.在步骤3中，对于储集层，采用压实趋势法 basinmod盆地模拟法相结合，对孔隙度、渗透率等物性及其演化进行恢复，将两种方法数据进行综合分析最终明确储层物性演化特征。
26.在步骤3中，对于源储间断-盖体系，利用地震解释技术，根据压扭性走滑断裂几何样式理论指导，明确源上油气藏不同层系断裂样式；对于钻遇烃源岩的油气藏通过岩屑录井资料获取源储间泥岩厚度及上覆盖层厚度，而对于未钻遇烃源岩的油气藏除了根据录
井、测井资料外，需分析地震资料并结合盆地结构、剥蚀量综合厘定；对确定的源储间发育的厚层泥岩采用压实趋势法进行成藏期厚度恢复。
27.在步骤3中，对于上覆盖层，采用basinmod盆地模拟法对上覆盖层厚度进行演化恢复，利用地震解释技术明确盖层内发育的断裂样式。
28.在步骤4中，根据油气藏典型解剖及关键成藏期要素特征恢复，数理统计建立油气储量规模与主成藏期源岩、储层、源储间不同断裂组合样式泥岩厚度、直接盖层厚度关系，确定源上型油气藏主控要素控大中型油气田分布的地质门限临界条件；重点建立源岩、断裂及源储间泥岩厚度这些多元素控大中型油气田作用。
29.在步骤4中，对于烃源岩，通过地质、地化分析与热演化模拟，明确盆地各套烃源岩成熟度、生排烃强度分布特征，将源岩累积生烃强度与已发现源上油气田叠合，首先定性分析源岩对源上油气分布的控制作用；以上述建立的垂向运聚单元为单位，计算单元内对应的源岩生排烃量，统计有机质成熟度、生烃强度、排烃量这些参数分别与储量规模的关系，根据边界线确定储量规模达到1000万吨时各参数的数值。
30.在步骤4中，对于储集层，根据公式(1)计算源上油气田各储量块成藏期时有效容积，
31.v＝s
×h×
φ
ꢀꢀ
公式1
32.其中v为储量块有效容积(km2×
m)，s为储量块含油气面积(km2)，h为储量块有效厚度(m)，φ为储量块有效孔隙度；
33.数理统计储量规模与有效容积总体上呈正相关，拟合公式普遍具有线性特征：
34.q
储量
＝a
×
v b
ꢀꢀ
公式3
35.其中v为储量块有效容积(km2×
m)，q
储量
为垂向运聚单元内源岩上覆已上报探明地质储量≥1000万吨的各套储层探明储量。
36.在步骤4中，对于源储间断-盖体系，根据公式(2)计算垂向运聚单元垂向输导效率，
37.k
垂输
＝q
储量
/q
单元排烃量
ꢀꢀ
公式2
38.其中q
储量
为垂向运聚单元内源岩上覆已上报探明地质储量≥1000万吨的各套储层探明储量，q
排烃量
为该垂向运聚单元内源岩排烃量；
39.总体上源储间断-盖组合垂向输导效率与泥岩盖层厚度呈明显指数负相关，且网状断层》花状断层》阶状断层，首先拟合垂向输导效率与源储间泥岩厚度的相关性模型：
40.k
垂输
＝α
×eβ
×
h1
ꢀꢀ
公式4
41.其中k为垂向运聚效率，h1为源储间泥岩盖层厚度，α、β均为常数，与网状、花状及阶状等不同断裂组合样式有关。
42.根据上述分析将源岩生排烃量作为源岩参数的综合表征参数，进一步构建储量规模与断-盖组合垂向输导效率、源岩排烃量函数关系，确定形成源上大中型油田的断-盖与源岩联动门限；储量规模与断-盖及源岩函数关系模型为：
43.q
储量
＝q
单元排烃量
×k垂输
＝q
单元排烃量
×
α
×eβ
×
h1
ꢀꢀ
公式5
44.其中：q
储量
为探明储量，万吨；q
单元排烃量
：运聚单元排烃量，万吨；α、β：系数，无量纲，与断裂样式有关；h1：源储间泥岩盖层厚度门限，米。
45.在步骤4中，对于上覆盖层，建立不同断裂组合样式盖层厚度与储量规模的相关
性，边界相拟合公式普遍具有幂数特征：
46.q
储量
＝a
×h2b
ꢀꢀ
公式6
47.其中：q
储量
为探明储量，万吨；h2为上覆泥岩盖层厚度，米；a、b均为常数，与网状、花状及阶状等不同断裂组合样式有关。
48.在步骤5中，根据各要素源岩与储量规模的分析，看出油气储量与各因素呈不同的相关关系；达到规模门限的主控因素联合控制大中型油田分布：有效源岩控区、断-盖耦合控层、规模储层控位。
①
源上大中型油藏聚集在达到门限的源岩上覆储集层系；
②
源储间断-盖(泥岩)输导体系控制油气达到的具体地层层系；
③
到达上覆层系之后，有效储层横向展布特征基本控制了油气的平面分布。
49.本发明中的基于地质门限研究的源上大中型油气田目标评价方法，研究系统剖析源上型油气藏源-储-断-盖等成藏静态要素特征，恢复油气成藏期关键要素特征，利用数理统计分析技术揭示油气藏在宏观范围内的分布规律，依次建立烃源岩成熟度、生烃强度、生烃量、储层孔隙度、储集层有效容积、不同断裂样式盖层厚度等关键单要素与油气储量规模相关性；基于单因素分析结果，通过多因素逐项叠加，定性 定量分析源上型大中型油气藏与各地质条件关系，实现地质门限条件的直观化评价。
附图说明
50.图1为本发明的基于地质门限研究的源上大中型油气田目标评价方法的一具体实施例的流程图；
51.图2为本发明的一具体实施例中准噶尔盆地源上型油气田源储盖组合特征的示意图；
52.图3为本发明的一具体实施例中准噶尔盆地源上型油气田储量规模与“断-盖”组合垂向输导效率、源岩排烃量函数关系图。
具体实施方式
53.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。
54.如图1所示，图1为本发明的基于地质门限研究的源上大中型油气田目标评价方法的流程图。
55.步骤1：典型油气藏解剖。
56.在大量文献调研和资料分析基础上，选取含油气盆地中源上型油气田分布区典型油气藏进行详细解剖，分析油气成藏的基本地质特征、油气藏特征，划分生储盖组合，依据流体包裹体数据确定油气来源及其主要成藏期次，基于access系统，每个油气田信息三种形式：“数据、图件、文字”，对已发现源上型储量块建立大数据知识库。
57.步骤2：油气成藏主控地质要素参数优选及其表征。
58.源上型油气藏以垂向输导、就近聚集为主，根据该成藏特点，将其成藏主控因素概括为烃源岩、储集层、源储间断-盖体系及上覆盖层四部分。
59.①
烃源岩：源岩表征参数集中在源岩厚度、有机质成熟度(ro)、有机质丰度、有机质类型，而生排烃量在一定范围内随着源岩有机质丰度、有机质成熟度的升高而增大，即将
源岩生排烃量(q)作为源岩地质门限的综合表征参数，总体上油气规模与源岩生排烃量呈正相关，成熟-高熟、生烃强度大源岩形成油气藏规模也较大。
60.②
储集层：储层的宏观表征参数主要为岩相特征、有效厚度及面积，微观最直接、定量表征储集性能的参数为孔隙度、渗透率。本次研究将储层有效容积作为储层综合表征参数，油藏规模与有效容积呈正相关关系，公式为：
61.v＝s
×h×
φ
ꢀꢀ
公式1
62.其中v为储量块有效容积(km2×
m)，s为储量块含油气面积(km2)，h为储量块有效厚度(m)，φ为储量块有效孔隙度。
63.③
源储间断-盖体系：反映断裂带与源岩至储层的各套地层空间配置；目前已发现的源上大中型油气田，源-储间均发育密集油源断层，源上油气藏少或不发育的区带断层稀疏。源上型油气藏多分布于各盆地源岩发育的凹陷带，油源断裂以隐蔽走滑断裂为主，调研走滑断裂研究成果，深层向浅层构造应变场强度逐渐减弱，自深层向浅层将走滑断裂划分为三种典型样式：辫状、花状和阶状(王建伟，2019)，断层密度与垂向连续性：辫状》花状》阶状。
64.为便于量化评价源储间断盖体系与储量规模关系，建立储量刻度区垂向运聚单元，按照以下原则划分：
65.a：油源对比及成藏期古构造恢复确定就近成藏，确定其无大规模横向运移背景；
66.b：确定储层未完全充满可类比；
67.c：根据沉积相带确定刻度区范围；
68.d：根据边缘断裂确定刻度区边界。
69.划分垂向运聚单元后对该刻度区进行剖析，计算垂向运聚效率。以垂向运聚效率(k)量化评价纵向源储间断盖输导能力，公式如下：
70.k
垂输
＝q
储量
/q
单元排烃量
ꢀꢀ
公式2
71.其中q
储量
为垂向运聚单元内源岩上覆已上报探明地质储量≥1000万吨的各套储层探明储量，q
排烃量
为该垂向运聚单元内源岩排烃量。
72.开展地质分析与数理统计，拟合源储间不同断-盖组合垂向输导效率与源储间泥岩厚度关系。
73.④
上覆盖层：表征参数主要为泥岩盖层厚度，结合盖层内断裂样式，建立不同断裂样式源上油气田单储量规模与泥岩盖层厚度关系。
74.步骤3：盆地模拟关键要素演化分析。
75.根据上述各主控因素表征参数确定，开展油气藏关键要素时间演化恢复。
76.①
烃源岩：生排烃特征以源岩在不同地质历史时期的生烃潜力的变化规律进行研究。根据建立的地质要素特征知识库，首先确定评价的源上型大中型油气藏有效烃源岩层系及类型。明确各套有效源岩厚度、有机质丰度、类型、成熟度平面特征，以构造沉积演化为基础，以实测地温、ro数据为约束，明确烃源岩热演化特征。根据热演化过程，基于烃产率模型、原油裂解模型，利用petromod数值模拟技术，明确全盆地各主力烃源岩层系在不同地质时期的生、排烃强度分布。将排烃强度进行面积积分，即可得到某区域源岩的排烃量。
77.②
储集层：岩性岩相、含油面积及有效厚度根据探明储量报告已获得，重点在于如何恢复关键成藏期时的要素特征。本次专利采用压实趋势法 basinmod盆地模拟法相结合，
对孔隙度、渗透率等物性及其演化进行恢复，将两种方法数据进行综合分析最终明确储层物性演化特征。
78.③
源储间断-盖体系：利用地震解释技术，根据压扭性走滑断裂几何样式理论指导，明确源上油气藏不同层系断裂样式。
79.对于钻遇烃源岩的油气藏通过岩屑录井资料可获取源储间泥岩厚度及上覆盖层厚度，而对于未钻遇烃源岩的油气藏除了根据录井、测井资料外，需分析地震资料并结合盆地结构、剥蚀量等综合厘定。对确定的源储间发育的厚层泥岩采用压实趋势法 进行成藏期厚度恢复。
80.④
上覆盖层：主要采用basinmod盆地模拟法对上覆盖层厚度进行演化恢复，仍利用地震解释技术明确盖层内发育的断裂样式。
81.步骤4：储量规模与成藏期地质单要素相关性拟合。
82.根据油气藏典型解剖及关键成藏期要素特征恢复，数理统计建立油气储量规模与主成藏期源岩、储层、源储间不同断裂组合样式泥岩厚度、直接盖层厚度关系，确定源上型油气藏主控要素控大中型油气田分布的地质门限临界条件。重点建立源岩、断裂及源储间泥岩厚度等多元素控大中型油气田作用。
83.①
烃源岩：通过地质、地化分析与热演化模拟，明确盆地各套烃源岩成熟度、生排烃强度分布特征，将源岩累积生烃强度与已发现源上油气田叠合，首先定性分析源岩对源上油气分布的控制作用。以上述建立的垂向运聚单元为单位，计算单元内对应的源岩生排烃量，统计有机质成熟度、生烃强度、排烃量等参数分别与储量规模的关系，根据边界线确定储量规模达到1000万吨时各参数的数值。
84.②
储集层：根据上述步骤中储集层的研究，根据公式(1)计算源上油气田各储量块成藏期时有效容积，数理统计储量规模与有效容积总体上呈正相关，拟合公式普遍具有线性特征：
85.q
储量
＝a
×
v b
ꢀꢀ
公式3
86.其中v为储量块有效容积(km2
×
m)，q
储量
为垂向运聚单元内源岩上覆已上报探明地质储量≥1000万吨的各套储层探明储量。
87.③
源储间断-盖体系：根据公式(2)计算垂向运聚单元垂向输导效率，总体上源储间断-盖组合垂向输导效率与泥岩盖层厚度呈明显指数负相关，且网状断层》花状断层》阶状断层，首先拟合垂向输导效率与源储间泥岩厚度的相关性模型：
88.k
垂输
＝α
×eβ
×
h1
ꢀꢀ
公式4
89.其中k为垂向运聚效率，h1为源储间泥岩盖层厚度，α、β均为常数，与断裂组合样式有关。
90.根据上述分析将源岩生排烃量作为源岩参数的综合表征参数，进一步构建储量规模与断-盖组合垂向输导效率、源岩排烃量函数关系，确定形成源上大中型油田的“断-盖”与源岩联动门限。储量规模与“断-盖”及源岩函数关系模型为：
91.q
储量
＝q
单元排烃量
×k垂输
＝q
单元排烃量
×
α
×eβ
×
h1
ꢀꢀ
公式5
92.其中：q
储量
为探明储量，万吨；q
单元排烃量
：运聚单元排烃量，万吨；α、β：系数，无量纲，与断裂样式有关；h1：源储间泥岩盖层厚度门限，米。
93.④
上覆盖层：根据上述步骤中盖层分析，建立不同断裂组合样式盖层厚度与储量
规模的相关性，边界相拟合公式普遍具有幂数特征：
94.q
储量
＝a
×h2b
ꢀꢀ
公式6
95.其中：q
储量
为探明储量，万吨；h2为上覆泥岩盖层厚度，米；a、b均为常数，与断裂组合样式有关。
96.步骤5：多要素综合分析源上大中型油气田形成的地质要素门限条件。
97.根据各要素源岩与储量规模的分析，可以看出油气储量与各因素呈不同的相关关系。达到规模门限的主控因素联合控制大中型油田分布：有效源岩控区、断-盖耦合控层、规模储层控位。
①
源上大中型油藏聚集在达到门限的源岩上覆储集层系；
②
源储间断-盖(泥岩)输导体系控制油气达到的具体地层层系；
③
到达上覆层系之后，有效储层横向展布特征基本控制了油气的平面分布。
98.在应用本发明的一具体实施例中，包括了以下步骤：
99.(1)收集探明储量报告、文献资料、相关课题研究成果等5类20项研究资料，基于access系统，建立准噶尔盆地20个源上型已发现油气田石油地质特征知识库(211个储量块)，可直观反映源上型油气田源储盖组合特征。
100.(2)油气成藏主控地质要素参数优选及其表征。
101.①
烃源岩：确定出准噶尔盆地p1f、p2w及j1b等主力源岩层系品质与空间展布。
②
储集层：准噶尔盆地源上型储层以碎屑岩为主，多套砂砾岩体迁移叠合，全盆广泛分布，盆地深层-超深层储层仍具有较好物性。明确了准噶尔盆地源上型油气田主要储集层砂体平面分布特征。
③
源储间断-盖体系：以现代压扭构造形变理论为指导，采用露头、物模、数模及地震多种技术解析技术，明确了压扭断层几何学样式受到不同岩层能干性(储、盖组合)和构造活动强度的联合控制；理论指导实践，采用等时间切片、沿层相干切片、蚂蚁体追踪等技术对地震资料精细解释，图2表征了压扭断裂发育3种基本组合样式:“阶”、“花”、“网”状。
④
上覆盖层：准噶尔盆地主要发育四套区域盖层：t3b、j1、j2x、k1q，每套区域盖层厚度100-500m，最大累计厚度可超过1500m，四套区域盖层叠合广布。
102.(3)盆地模拟关键要素演化分析。
103.基于前人研究成果，采用压实趋势法 basinmod盆地模拟法，对准噶尔盆地发育的8套源岩成烃演化特征、储层物性及古压力进行恢复。
104.(4)对准噶盆地源上油气田储量规模与成藏期地质单要素统计分析。
105.源岩条件：准噶尔盆地源上大中型油气田成藏期ro≥0.7％、生烃强度≥150万吨/km2、源区生烃量≥6000万吨。
106.储集条件：常压区孔隙度≥15％、超压区孔隙度≥12％；根据公式3，储量规模与有效容积拟合关系式为：q
储量
＝2.8533
×
v 517.15
107.源储间断-盖体系：根据垂向运聚单元划分原则，划分了玛湖凹陷、吉木萨尔凹陷、盆1井西凹陷及准南缘山前带等21个运聚单元，地质分析与数理统计表明，图3为断盖垂向输导效率与源储间泥岩盖层厚度相关性统计，“断-盖”组合垂向输导效率：网状断层》花状断层》阶状断层，与泥岩盖层厚度呈明显指数负相关。对于准噶尔盆地而言，阶状断层区，泥岩盖层厚度约大于500m时，油气很难垂向输导；花状断层区，泥岩盖层厚度约大于1100m时，油气很难垂向输导。基于此，构建了储量规模与“断-盖”组合垂向输导效率、源岩排烃量函数关系，得出了当储量规模达到1000万吨时，对应的垂向运聚单元排烃量与源储间泥岩厚
度的关系；确定了形成源上大中型油田的“断-盖”与源岩联动门限，见图3，根据公式5，分断裂样式拟合公式为：
108.网状：q
储量
＝q
单元排烃量
×
0.2402
×
e-0.007h1≥1000万吨
109.花状：q
储量
＝q
单元排烃量
×
0.2153
×
e-0.002h1≥1000万吨
110.阶状：q
储量
＝q
单元排烃量
×
0.2064
×
e-0.007h1≥1000万吨
111.盖层条件：泥岩中断层发育，会降低封盖有效性，封盖同样规模油气所需盖层厚度增加；统计不同断裂样式组合上覆盖层厚度与储量规模的相关性，上覆盖层厚度至少≥10m，其中封盖同等规模储量所需盖层厚度：无断层区＜阶状断层＜花状断层＜网状断层，根据公式6，拟合公式为:
112.网状断层：q
储量
＝2
×
10-6
×h24.8552
113.阶状断层：q
储量
＝0.1243
×h22.7571
114.无断层区：q
储量
＝35.928
×h21.3202
115.(5)基本明确准噶尔盆地源上型大中型油气田成藏门限条件，量化大中型油气田形成门限条件，表1为准噶尔盆地源上大中型油气田形成要素门限条件。
116.表1准噶尔盆地源上大中型油气田形成要素门限条件表
117.