[发明专利]一种确定有机母质在生物化学生气阶段产气率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气资源评价技术领域，特别是涉及烃源岩在低成熟度时期，处于生物化学生气阶段生成的生物气资源量计算方面，是利用烃源岩表征参数中的氯仿沥青“A”值、总有机碳含量TOC值、埋深h值及Ro值等资料，依据烃源岩总生烃量等于排出烃量与残留烃量之和的原理，确定有机母质在生物化学生气阶段生物气产气率的一种方法。

背景技术

TISSOT提出烃源岩生烃的四个阶段中，生物化学生气阶段是油气生成的初始阶段，此阶段的特点是地层埋藏较浅，一般不超过1500m，同时温度压力较低，源岩热热演化程度较低，镜质体反射率Ro一般不超过5%。一直以来，生物化学生气阶段生成的生物气备受关注，其是指在常温或不很高（60-70度以下）的温度环境中，通过厌氧微生物的生物化学反应，分解地层中所含有机成分而生成的以甲烷气为主要成分的气体。据估算，在世界已发现的天然气总储量中，生物成因气体可占20％以上。由于这种气体分布广泛，数量可观，更重要的是由于它一般埋藏较浅，生成环境比较容易预测，与作为国民经济主体能源的大型油气藏相比，在勘探和开发上均较方便，对于分散的开发利用更为有利，所以近年来，生物气日益受到各国能源部门的重视。但是，由于历史的原因，根据哪些数据可以计算或估测生物气的生气量一直是个问题，而这个生物气资源量评价难题要得以解决，最关键就是生物气产气率的求取。

对于生物气产气率的求取，前人用过很多的方法，除了得到一直广泛研究与应用的微生物发酵成气实验法之外，目前业已报道的方法还有化学动力学法、生化动力学法、碳同位素平衡法、生烃潜力法以及正在探讨的有元素平衡法等。

陆伟文等1991年在石油实验地质学报第13卷第1期的“生物气模拟生成实验及地层中生物气生成量之估算”文章中提出，利用生物气模拟生成实验，获取评价生物气生成量所需的产气率参数，依据这些实验所得参数，通过计算有机碳年耗减率及耗减系数，再算出有机碳残留比，最终计算出生物气的产气率平均为100m³/t。

关德师等1997年在石油学报第18卷第3期的“生物气的生成演化模式”文章中，利用生物气生成模拟实验，在不同的实验温度与不同的实验时间下，得出生物气的产气率范围为51.07-97.79 m³/t。

高玲等1998年在成都理工学院学报第25卷第4期的“云南保山盆地生物气生成模拟实验及生物气资源预测”文章中，通过生物气生成模拟实验得出生物气产气率平均可取60 m³/t。

王民等2007年在地质学报第81卷第3期的“生物气生成的化学动力学模型及其应用”文章中，针对国内外评价生物气资源量普遍采用的微生物厌氧发酵法中不能反映生气期的不足，从化学动力学角度出发，首先建立有机质生成生物气的化学动力学模型并结合实验条件下生物气产率数据，最终确立较准确的生物气产气率数值。

卢双舫等2008年在沉积学报第26卷第2期的生物气的“评价生物气生成量、生成期的碳同位素平衡法及其应用”文章中，利用碳同位素平衡法，即无论生物气的生成机理如何，转化前的有机质和转化后的残余有机质及产物的¹³C、¹²C的总量应该守恒这一原理，计算出松辽盆地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型有机质累计产生物成因甲烷气的量分别约为193. 94 m³/t、175. 64 m³/t、161. 71 m³/t。

卢双舫等2008年在沉积学报第26卷第6期的“吐哈盆地生物气—低熟气评价的元素平衡法及其应用” 文章中，利用元素平衡法，即生物气的生成，无论其机理如何，都是有机C、H、O损失的过程，所以根据有机C、H、O元素的损失量就可以计算生气量，进而计算出生物气产气率这一原理，计算出吐哈盆地Ⅱ型有机质和Ⅲ型有机质的生物气产气率分别是134.40m³/t、 83.99m³/t。

祝厚勤等2008年在中国石油勘探学报第3期的“生烃潜力法研究烃源岩排烃特征的原理及应用”文章中就利用排烃门限理论，根据源岩热解参数S₁、S₂、TOC等数据，求取烃源岩的排烃率，进而求取产气率。