技术领域
[0001] 本
发明属于含油气盆地热演化史恢复以及油气地质成藏领域，具体涉及一种建立页岩气藏的埋藏-热演化史图的方法。
背景技术
[0002] 沉积盆地构造热演化史分析是当前页岩气地质领域研究的前沿技术和热点之一。通过对页岩气藏所在区的埋藏-热演化史图分析，可以获得
地层的埋藏沉降史、地层的抬升剥蚀历史、地层经历的古地温演化史，以及
烃源岩经历的古地温、烃源岩的成熟度演化历史、烃源岩的生烃史等多种信息，可以综合分析该区域的构造演化史、古地温场演化史、埋藏沉降史、页岩气烃源岩的生烃史及油气聚集、成藏史等。因此，埋藏-热演化史图在页岩气勘探及地质评价中有着重要的研究价值。目前，国内外关于沉积盆地埋藏-热演化史图的制作存在较多问题，主要问题表现为两点。一是在建立地层格架时，往往假定各套地层都是均一的，一套地层仅给定一个岩性特征，完全忽略了地层的横向和纵向的非均质性，这样建立的埋藏史图的可靠性就大打折扣，导致模拟页岩气烃源岩埋藏深度与实际情况差别较大，后续的热史及生烃史的
精度低。第二点，除了最大古地温对应的
地温梯度是通过镜质体反射率计算的外，其它大部分时期的地温梯度，都是人为给定的且无任何约束，影响着页岩气烃源岩的生烃史的恢复。
[0003] 上述两个问题严重影响着页岩气埋藏-热演化史图的准确度和可靠性。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于针对埋藏-热演化史图准确性和可靠性不高的问题，提供一种建立页岩气藏的埋藏-热演化史图的方法，通过较为准确的地层岩性模型，获得较高的热演化史精度。
[0005] 为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
[0006] 一种建立页岩气藏的埋藏-热演化史图的方法，包括以下步骤：
[0007] (1)获取现今地层的分层数据和现今地层的静态测温数据；
[0008] (2)根据不同岩性地层段的
测井曲线形态差别，建立待研究层段的地层岩性模型；
[0009] (3)获取各项埋藏史参数，具体包括，获取各套地层的沉积起始时间、确定地
层压实校正模型、确定抬升剥蚀或沉积间断时刻，以及恢复剥蚀厚度。
[0010] (4)计算各个时期各套地层的古厚度及埋藏深度，绘制地层与年代关系图；
[0011] (5)确定现今地温场的地温梯度、热导率、生热率及大地热流值特征；
[0012] (6)分析古地温场的形成机制以及演化规律；
[0013] (7)利用镜质体反射率数据确定样品所属地层在地质演化过程中经历的最大古地温；并且，利用不同深度的多个样品Ro数据共同确定该时刻的古地温梯度；
[0014] (8)选取代表性地质样品，通过
磷灰石/锆石裂变径迹和磷灰石/锆石(U-Th)/He法，确定样品经历的古
温度演化过程，确定研究区古地温场演化过程；
[0015] (9)结合页岩气烃源岩评价指标及生烃动
力学模型，计算其成熟度演化史；
[0016] (10)建立并绘制页岩气藏的埋藏-热演化史图。
[0017] 步骤(1)中现今地层的分层数据通过查阅行业资料获取，现今地层的静态测温数据通过收集已有的测温孔数据、油气探井试油温度，或者通过红外遥感及钻孔连续测温法获取。
[0018] 步骤(2)中不同岩性的地层段包括
砂岩、砂质泥岩、泥质砂岩和泥岩，通过综合自然电位测井、伽
马测井、侧向测井和
声波时差类型的测井数据及其曲线特征来划分不同岩性。
[0019] 步骤(3)中各套地层的沉积起始时间指地层的形成时限，通过查阅行业资料获取，其中，组、段、层、小层的沉积年龄通过年龄等间距内插法估算获得。
[0020] 步骤(3)中地层
压实校正模型基于正常压力提出的孔隙度-深度关系方程设定。
[0021] 步骤(3)剥蚀厚度恢复时综合声波时差法、镜质体反射率法及沉积趋势法共同分析。
[0022] 步骤(4)计算各个抬升期的剥蚀厚度，根据现今地层的分层数据及岩性，自今至古，逐一把各个时代的
沉积物剥掉，对剩余地层进行压实校正，恢复其埋藏史。
[0023] 步骤(5)采用HY-4型环形热源
岩石热导仪按非稳态环形热源法，在实测数据的
基础上，由算术平均值、加权平均值或调和平均值计算得到代表性岩石热导率；以热导率数据，结合钻孔测温资料，采用地温梯度数据与实测热导率的乘积，求取现今大地热流值特征。
[0024] 步骤(6)分析是热传导型、热
对流型还是热
辐射型；地温场是稳态还是非稳态；所研究盆地类型及其动力学模型、区域热背景、是否存在
热异常，热异常影响范围及形成时期。
[0025] 步骤(9)利用现代油气成因理论，利用不同地史阶段的埋深经历的时间计算出各阶段的时温指数TTI值，然后根据公式将TTI值换算成Ro，反映烃源岩成熟度的演化历史；
[0026] 步骤(10)以现今测温数据、成熟度数据、古地温标数据作为综合约束条件，反复多次调整各个时期的古地温梯度，直到实测的Ro数据与计算机模拟的Ro达到要求的拟合度，通过磷灰石/锆石裂变径迹和磷灰石/锆石(U-Th)/He法恢复的古地温数据与计算机模拟的温度数据也达到了要求的拟合度时，此时的各个时期地温梯度反映研究区古地温场的演化规律。
[0027] 相较于
现有技术，本发明的方法具有如下的有益效果：首先，收集、测量或预测现今地温场数据，利用测井以及
岩心资料综合预测地层岩，获取各项埋藏史参数，计算各个时期各套地层的古厚度，确定现今地温场特征，分析古地温场的形成及演化规律，恢复最大古地温场及最大古地温梯度，恢复古地温及古地温梯度的演化历史，计算烃源岩成熟度演化史，最后建立并绘制沉积盆地埋藏-热演化史图。本发明基于高纵向
分辨率(0.125m)的测井资料，在地层岩性和地层划分时能够建立较高准确度的地层岩性模型，利用测温资料及古温标资料，结合烃源岩评价指标和生烃动力学参数，能够获得较高的热演化史精度。
附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本发明
实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029] 图1本发明实施例的页岩气藏的地层与年代关系图；
[0030] 图2本发明实施例的页岩气藏的古地温场的埋藏史图；
[0031] 图3本发明实施例的页岩气藏的热演化史图；
[0032] 图4本发明实施例的多种参数与方法约束后的页岩气藏的埋藏-热演化史图。
具体实施方式
[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0034] 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提还可以进行若干简单的
修改和润饰，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035] 本发明实施例的一种建立页岩气藏的埋藏-热演化史图的方法，包括以下步骤：
[0036] (1)收集、测量或预测现今地温场数据；
[0037] 现今地温场数据包括现今地层的分层数据、现今地层静态测温数据。
[0038] (2)利用测井及岩心资料综合预测地层岩性；
[0039] 收集并校正自然电位测井、伽马测井、侧向测井
和声波时差测井数据，分析曲线特征，预测不同深度段的岩性，建立地层岩性模型。
[0040] (3)获取各项埋藏史参数；
[0041] 具体包括：确定各套地层的沉积起始时间、确定地层压实校正模型、确定抬升剥蚀或沉积间断时刻、恢复剥蚀厚度等参数。
[0042] (4)计算各个时期各套地层的古厚度及埋藏深度；
[0043] 在考虑并计算各个抬升期的剥蚀厚度基础上，通过压实校正，恢复各个时期各套地层的古厚度及埋藏深度，绘制埋藏史图，如图1所示。
[0044] (5)确定现今地温场特征；
[0045] 包括现今地温梯度、热导率、生热率、大地热流值。
[0046] (6)分析古地温场的形成及演化规律；
[0047] 分析古地温场的形成机制及
稳定性，分析地温场特征及演化规律。
[0048] (7)恢复最大古地温及最大古地温梯度；
[0049] 利用镜质体反射率数据确定样品所属地层在地质演化过程中经历的最大古地温。利用不同深度的多个样品Ro数据共同确定该时刻的古地温梯度。
[0050] (8)计算并恢复古地温及古地温梯度的演化历史
[0051] 选取代表性地质样品，通过裂变径迹和U-Th/He技术，确定样品的古温度演化过程，恢复古地温梯度演化历史，绘制埋藏-热演化史图，如图2所示。
[0052] (9)结合烃源岩评价指标及生烃动力学模型，计算烃源岩成熟度演化史；
[0053] 根据待研究区对烃源岩成熟度的划分标准，结合项目研究需要，通过模拟的烃源岩经历的古地温过程，计算烃源岩成熟度演化史。在图中区分不同成熟度阶段地层，如图3所示。
[0054] (10)多参数、多方法综合约束，建立并绘制沉积盆地埋藏-热演化史图，如图4所示。
[0055] 本发明实施例的建立埋藏-热演化史图的方法，步骤(1)中所述的现今地层分层数据，一般可以通过区域地质研究报告及成果、各种学术论文、学位论文、油气企业生产资料、
煤炭行业钻井资料等获取。现今地层静态测温数据，可以通过收集已有的测温孔数据、油气探井试油温度资料，或通过红外遥感技术、钻孔连续测温等方法获取地层静态温度数据。
[0056] 步骤(2)中所述的
数据处理方法主要有采取算术平均法、控制点权衡法、数理统计法、
聚类分析、趋势分析、回归分析、判别分析和经验取值法等。在数据处理时，要结合地质情况有针对性地采取上述一种或多种方法计算，获得用于岩性解释的测井数据。
[0057] 步骤(3)中所述的各套地层的沉积起始时间指地层的形成时限，可以通过查阅前人研究资料、区域地质报告、古
生物地层学相关成果等确定各套地层沉积年龄，其中组、段、层、小层的沉积年龄可通过年龄等间距内插法估算获得；对于烃源岩层经历的各地史演化阶段距现今的地质时间以百万年(Ma)计，地层界线的绝对地质年代依据最新国内外地史学专著划定的年代界限为准；压实校正方面：地层压实校正模型较多，目前较浅埋深的压实模型常选用Athy(1930)和Hedberg(1936)基于正常压力提出的孔隙度－深度关系方程，认为孔隙度与埋深呈指数关系；剥蚀厚度恢复方法较多，目前以声波时差法、镜质体反射率法及沉积趋势法应用最为广泛。在具体剥蚀厚度恢复时，多种方法共同分析，综合性地确定剥蚀厚度。
[0058] 步骤(4)中回剥法(考虑压实校正)的思路是根据现今地层的分层数据及岩性，自今至古，逐一把各个时代的沉积物剥掉，对剩余地层进行压实校正，恢复其埋藏史。
[0059] 步骤(5)中，野外地质考察时，选取重点层位并采集不同岩性的代表性样品，进行岩石热导率、生热率及
密度分析测试工作，较为常用的测试仪器为HY-4型环形热源岩石热导仪，测试方法为非稳态环形热源法。在实测数据的基础上，由算术平均值、加权平均值或调和平均值计算得到代表性岩石热导率。以热导率数据，结合钻孔测温资料，采用地温梯度数据与实测热导率的乘积的方式，求取现今大地热流值特征。
[0060] 步骤(6)通过分析明确所要研究的盆地是热传导型、热对流型还是热辐射型；地温场是稳态还是非稳态；该盆地的类型及其动力学模型、区域热背景、是否存在热异常；热异常的影响范围及形成时期是什么；这些问题必须在制作埋藏-热演化史图之前就应该明确。
[0061] 步骤(7)中镜质体反射率法(Ro)恢复古地温的模型有6种：Hood(1975)模型法、Bostick(1978)模型法、Barker和Pawlewicz(1986)模型法、Waples(1980)TTI模型法、Lerch等(1984)模型法等。一般常用的为Barker和Pawlewiz利用世界上35地区600多个腐殖型有机质的平均镜质体反射率Rm及其对应的最大温度Tmax，建立的回归方程In(Rm)＝0.0096(Tmax)-1.4来估算最大温度。
[0062] 步骤(8)中古地温梯度演化历史的确定可以通过多个样品的古地温数据，获得不同时期、不同深度的古地温信息。
[0063] 步骤(9)中烃源岩成熟度演化史的确定：利用现代油气成因理论，利用不同地史阶段的埋深及经历的时间以此计算出各阶段的时温指数TTI值，然后根据公式将TTI值换算成Ro，反映烃源岩成熟度的演化历史。
[0064] 步骤(10)中所述的约束过程如下：
[0065] 以现今地层测温数据、成熟度数据、古地温标数据综合约束上述模拟过程，不断调整各个时期的古地温梯度，直到实测的Ro数据与计算机模拟的Ro达到较高的拟合度，裂变径迹和(U-Th)/He技术恢复的古地温数据与计算机模拟的温度数据也达到了较高的拟合度时，所给定的各个时期地温梯度能较为准确地反映研究区古地温场的演化规律。
[0066] 以上结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以对其进行各种修改和组合。相应地，本
说明书和附图仅仅是所附
权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已
覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型，这些不脱离本发明的精神和范围的修改和变型也属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内。
