确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法及装置

摘要

本发明提供一种确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法及装置，其中，该方法包括：测量目标含烃盐水包裹体的均一温度；针对所述目标含烃盐水包裹体，进行甲烷激光拉曼光谱测试，得到目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值；根据变化值，以及每一目标温度，得到目标含烃盐水包裹体的多个压力值；根据目标含烃盐水包裹体的多个压力值，以及对应的目标温度，建立温度与包裹体压力的关系；根据所述均一温度，以及所述温度与包裹体压力的关系，得到包裹体均一温度下的古压力值。上述技术方案实现了快速准确地确定沉积盆地深层盆地古压力，对深层油气成藏过程研究、指导其它深层油气藏的勘探及远景预测具有重要的意义。

说明书

技术领域

本发明涉及沉积盆地深层古压力场技术领域，特别涉及一种确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法及装置。

背景技术

盆地压力状态及其变化决定了盆地内流体的流动，因此决定了溶解物质的搬运、沉淀和流体-岩石的相互作用及有利的成矿空间，同时压力对油气的生成、油气的优势运移路径和油气分布有重要影响。因此，恢复盆地的压力演化对深层油气成藏过程研究、指导其它深层油气藏的勘探及远景预测中都具有重要的意义。目前沉积盆地深层盆地古压力的确定方法存在不准确的问题。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法，用以快速准确地确定沉积盆地深层盆地古压力，该方法包括：

测量目标含烃盐水包裹体的均一温度；所述目标含烃盐水包裹体利用沉积盆地深层碳酸盐岩的目标岩心样品制作而成；

针对所述目标含烃盐水包裹体，进行甲烷激光拉曼光谱测试，得到目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值；

根据目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值，以及每一目标温度，得到目标含烃盐水包裹体的多个压力值；

根据目标含烃盐水包裹体的多个压力值，以及对应的目标温度，建立温度与包裹体压力的关系；

根据所述均一温度，以及所述温度与包裹体压力的关系，得到包裹体均一温度下的古压力值。

本发明实施例还提供了一种确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的装置，用以快速准确地确定沉积盆地深层盆地古压力，该装置包括：

均一温度测量单元，用于测量目标含烃盐水包裹体的均一温度；所述目标含烃盐水包裹体利用沉积盆地深层碳酸盐岩的目标岩心样品制作而成；

变化值确定单元，用于针对所述目标含烃盐水包裹体，进行甲烷激光拉曼光谱测试，得到目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值；

压力值确定单元，用于根据目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值，以及每一目标温度，得到目标含烃盐水包裹体的多个压力值；

关系建立单元，用于根据目标含烃盐水包裹体的多个压力值，以及对应的目标温度，建立温度与包裹体压力的关系；

古压力确定单元，用于根据所述均一温度，以及所述温度与包裹体压力的关系，得到包裹体均一温度下的古压力值。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法的计算机程序。

本发明实施例提供的技术方案通过：首先，测量目标含烃盐水包裹体的均一温度；其中，目标含烃盐水包裹体利用沉积盆地深层碳酸盐岩的目标岩心样品制作而成；其次，针对所述目标含烃盐水包裹体，进行甲烷激光拉曼光谱测试，得到目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值；接着，根据目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值，以及每一目标温度，得到目标含烃盐水包裹体的多个压力值；接着，根据目标含烃盐水包裹体的多个压力值，以及对应的目标温度，建立温度与包裹体压力的关系；最后，根据均一温度，以及温度与包裹体压力的关系，得到包裹体均一温度下的古压力值，实现了快速准确地确定沉积盆地深层盆地古压力，对深层油气成藏过程研究、指导其它深层油气藏的勘探及远景预测具有重要的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

图1是本发明实施例中确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中沉积盆地深层碳酸盐岩储层示意图；

图3A是本发明实施例中典型含烃盐水包裹体激光拉曼图谱示意图；

图3B是本发明实施例中典型含烃盐水包裹体中甲烷的激光拉曼图谱示意图；

图4是本发明实施例中甲烷气包裹体成藏压力分析图版示意图；

图5是本发明实施例中温度与包裹体压力的曲线图示意图；

图6是本发明实施例中确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的装置的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前深层盆地古压力的恢复方案主要有流体包裹体测试分析热动力学模拟法和盆地模拟技术。其中，流体包裹体测试分析热动力学模拟法主要利用流体包裹体的成分、均一温度、冰点温度、盐度等数据通过状态方程经验公式法、PVT热动力模拟法、包裹体激光拉曼位移法等恢复古压力，是目前最为常用的方法。盆地模拟法则是运用模拟软件PetroMod和BasinMod来进行相关操作。

发明人发现目前深层盆地古压力的恢复方法存在的技术问题是：

PVT热动力学模拟法只适用于油包裹体和盐水包裹体共存的情况，对深层碳酸盐岩气藏——烃类包裹体较少的地层不适用；状态方程公式法则存在着由于体系组成复杂而不能简单地用纯物质的状态方程来估算包裹体压力的问题。此外，虽然流体包裹体基本参数的测试精度已经较高，但其对测试者的测试经验要求较高，不同测试者的测试结果往往会有较大的差异。盆地模拟法则受到众多先验性参数选择、地质数据密度等因素的制约。

二十世纪60年代，激光问世并引入到拉曼光谱仪作为激发光源之后，拉曼光谱得到了迅速的发展，并被应用到许多领域。因为其非破坏性、高灵敏度和高分辨率等特性，一直以来都是研究流体包裹体的重要方法之一。每一种物质有自己特征拉曼光谱，拉曼谱线的数目、位移值的大小和谱带的强度、半高宽以及积分面积等都与物质分子振动和转动能级有关。强度和位移(波数)是拉曼光谱的两个重要特征参数。拉曼光谱的谱线强度取决于相应的简正振动过程中分子极化率的变化的大小。由于分子震动或转动频率，非弹性碰撞——拉曼散射和弹性碰撞——瑞丽散射，两者会存在频率差，称为拉曼位移，拉曼位移就是分子振动或转动频率，它与入射线频率无关，而与分子结构有关。拉曼特征参数和浓度、温度、压力之间的良好线性关系，利用该特征可准确、全面地获取矿物中单个流体包裹体成分、盐度、同位素、压力等信息。

由于拉曼特征参数和压力之间的关系，近年来，有些学者提出了利用包裹体子矿物的拉曼光谱来研究捕获压力的方法，然而，由于流体包裹体中的子矿物并非广泛存在，因此限制了其普遍的应用。又有一些学者利用包裹体中碳氢化合物的拉曼光谱来进行压力的标定，并得出压标公式，但其实验在高温高压的金刚石压腔下进行，试验压力远远超出了实际地质中包裹体形成压力。为解决深层碳酸盐岩地层中含烃盐水包裹体压力恢复的问题，发明人提出了一种确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方案，该方案利用测试含烃盐水包裹体中甲烷的特征峰值随温度升高的变化值，结合甲烷气包裹体成藏压力分析图版恢复深层盆地碳酸盐岩层的古压力，将得到的包裹体压力值与对应的温度联立建立交汇图版，最后得到包裹捕获压力随包裹体温度变化趋势线，进一步可以得到包裹体均一温度下的古压力值。

因此，本发明实施例有效地通过对含烃盐水包裹体进行激光拉曼的测试，记录包裹体中甲烷的特征峰值随温度的升高产生位移值的变化，再结合甲烷气包裹体成藏压力分析图版，成功地预测深层盆地碳酸盐岩层的古压力，方法思路清晰，结果可靠。为了填补深层碳酸盐岩地层中含烃盐水包裹体压力恢复方法的空白，本发明实施例提供了一种有效恢复深层碳酸盐岩地层含烃盐水包裹体压力的恢复方法。下面对该确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方案进行详细介绍如下。

图1是本发明实施例中确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤101：测量目标含烃盐水包裹体的均一温度；所述目标含烃盐水包裹体利用沉积盆地深层碳酸盐岩的目标岩心样品制作而成；

步骤102：针对所述目标含烃盐水包裹体，进行甲烷激光拉曼光谱测试，得到目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值；

步骤103：根据目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值，以及每一目标温度，得到目标含烃盐水包裹体的多个压力值；

步骤104：根据目标含烃盐水包裹体的多个压力值，以及对应的目标温度，建立温度与包裹体压力的关系；

步骤105：根据所述均一温度，以及所述温度与包裹体压力的关系，得到包裹体均一温度下的古压力值。

具体实施时，本发明适用于深层盆地(>4000km)碳酸盐岩储层(如图2所示)，且适合于镜下视域中烃类包裹体较小(例如烃类包裹体数目小于5％)、含烃盐水包裹体较多(例如大于95％)的气藏。

下面结合附图2至图5，对本发明实施例涉及的各个步骤进行详细介绍。

本发明实施例提供了一种确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法，即有效恢复深层碳酸盐岩地层含烃盐水包裹体压力的恢复方法，也即计算沉积盆地坳陷区古热流的新方法，具体步骤如下：

一、首先，介绍制作含烃盐水包裹体的步骤。

1.选择深层碳酸盐岩储层中方解石脉富集或者有石英颗粒的白云岩岩芯作为目的样品(目标岩心样品)，制作不超过4mm且透明度较好(例如透明度大于40％)的流体包裹体薄片。

2.进行流体包裹体岩相学特征的观察。在透射光显微镜和荧光显微镜下，识别原生包裹体和次生包裹体。分别在透射光显微镜和荧光显微镜下，以原生包裹体为研究目标，观察分析包裹体形成期次，区分流体包裹体的类型，并观察记录各种类型包裹体的形态、结构、大小、构造特征及气液比。选择满足如下预设条件：边缘清晰、形态规则、个体较大(例如大于5μm)且气液比较大(例如大于15％)的含烃盐水包裹体(目标含烃盐水包裹体)，用铅笔标注出来，便于后期测试。

具体实施时，需要注意的是：首先，镜下所观察测试的包裹体需CH4气液比较大的气液两相包裹体；其次，是校准标样一定要测试精确；再次，是要保证测试时是等体积封闭的环境。

即，在一个实施例中，所述目标含烃盐水包裹体的制作过程可以包括：

从沉积盆地深层碳酸盐岩储层中选择方解石脉富集或有石英颗粒的白云岩岩样，制作不超过4mm的透明度超过预设值的流体包裹体薄片；

对所述流体包裹体薄片进行相学特征观察，标注满足预设条件的含烃盐水包裹体作为所述目标含烃盐水包裹体。

二、其次，介绍上述步骤101。

具体实施时，流体包裹体岩相学特征观察完之后，对选择的流体包裹体(目标含烃盐水包裹体，即上述满足预设条件的包裹体)进行测温。测温过程主要为：首先，用丙酮将岩样从薄片上泡下来，直至薄片上的胶全部清洗干净；然后，将泡下来的岩样放在通风处晾干；接着，对有铅笔标注的部位进行切片；最后，将薄片(目标含烃盐水包裹体)放在冷热台中进行测温，记录测得的均一温度(Th)。

三、接着，介绍上述步骤102。

在一个实施例中，针对所述目标含烃盐水包裹体，进行甲烷激光拉曼光谱测试，得到目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值，可以包括：

在室温下使用激光拉曼光谱仪测定目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰标准值；

进行甲烷激光拉曼光谱测试，测量不同目标温度下目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰位移值；

根据所述拉曼峰位移值，以及所述拉曼峰标准值，得到每一目标温度下的变化值。

具体实施时，如图3A和图3B所示，在室温下，使用激光拉曼光谱仪测定包裹体内部各成分拉曼峰值(拉曼峰特征值)，记录甲烷的拉曼峰值为标准值n

四、接着，介绍上述步骤103。

在一个实施例中，根据目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值，以及每一目标温度，得到目标含烃盐水包裹体的多个压力值，包括：

将每一变化值及对应的目标温度投于甲烷气包裹体成藏压力分析图版上，根据每一变化值和对应目标温度，读取对应的多个包裹体压力值。

具体实施时，最后，利用“甲烷气包裹体成藏压力分析图版”(如图4所示)，将温度值和该温度值下位移差值D，投点到图版上，即可得到包裹体压力值。例如，当温度为150℃，测试包裹体中甲烷的拉曼位移为2913.39，位移差值D＝2913.39-2917.8＝-4.41，将该值及温度投于甲烷气包裹体成藏压力分析图版(图4)上，读取该温度下包裹体压力(变化值和对应目标温度这两项对应的包裹体压力)为53.1MPa。

五、接着，为了方便理解，同时介绍上述步骤103和步骤104。

在一个实施例中，根据目标含烃盐水包裹体的多个压力值，以及对应的目标温度，建立温度与包裹体压力的关系，可以包括：

根据目标含烃盐水包裹体的多个压力值，以及对应的目标温度，建立温度与包裹体压力的曲线图；

根据所述均一温度，以及所述温度与包裹体压力的关系，得到包裹体均一温度下的古压力值，可以包括：

根据所述均一温度，以及所述温度与包裹体压力的曲线图，得到包裹体均一温度下的古压力值。

具体实施时，将由实验测试并计算读取得到的包裹体压力值与对应的包裹体温度整理见表1，并建立交汇图版，得到包裹捕获压力随包裹体均一温度变化趋势线(温度与包裹体压力的曲线图，如图5所示)，进一步可以得到包裹体均一温度下的古压力值。例如，步骤101中冷热台测温测得该包裹体的均一温度为175℃，根据趋势线(图5)计算读得均一温度对应的均一压力为61MPa左右。

表1：某一个包裹体各温度下拉曼位移差值和压力值统计

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力装置，如下面的实施例所述。由于确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力装置解决问题的原理与确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力方法相似，因此确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力装置的实施可以参见确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图6是本发明实施例中确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的装置的结构示意图，如图6所示，该装置包括：

均一温度测量单元01，用于测量目标含烃盐水包裹体的均一温度；所述目标含烃盐水包裹体利用沉积盆地深层碳酸盐岩的目标岩心样品制作而成；

变化值确定单元02，用于针对所述目标含烃盐水包裹体，进行甲烷激光拉曼光谱测试，得到目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值；

压力值确定单元03，用于根据目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰特征值在每一目标温度下的变化值，以及每一目标温度，得到目标含烃盐水包裹体的多个压力值；

关系建立单元04，用于根据目标含烃盐水包裹体的多个压力值，以及对应的目标温度，建立温度与包裹体压力的关系；

古压力确定单元05，用于根据所述均一温度，以及所述温度与包裹体压力的关系，得到包裹体均一温度下的古压力值。

在一个实施例中，所述变化值确定单元具体用于：

在室温下使用激光拉曼光谱仪测定目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰标准值；

进行甲烷激光拉曼光谱测试，测量不同目标温度下目标含烃盐水包裹体中甲烷的拉曼峰位移值；

根据所述拉曼峰位移值，以及所述拉曼峰标准值，得到每一目标温度下的变化值。

在一个实施例中，所述压力值确定单元具体用于：

将每一变化值及对应的目标温度投于甲烷气包裹体成藏压力分析图版上，根据每一变化值和对应目标温度，读取对应的多个包裹体压力值。

在一个实施例中，关系建立单元具体可以用于：

根据目标含烃盐水包裹体的多个压力值，以及对应的目标温度，建立温度与包裹体压力的曲线图；

古压力确定单元具体可以用于：

根据所述均一温度，以及所述温度与包裹体压力的曲线图，得到包裹体均一温度下的古压力值。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述确定沉积盆地深层碳酸盐岩古压力的方法的计算机程序。

本发明实施例提供技术方案的有益技术效果是：实现了快速准确地确定沉积盆地深层盆地古压力，对深层油气成藏过程研究、指导其它深层油气藏的勘探及远景预测具有重要的意义。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。