一种计算页岩初始有机碳含量的方法与流程

1.本发明涉及常规油气及非常规油气勘探开发技术领域，特别涉及一种页岩初始有机碳含量恢复的方法。


背景技术：

2.页岩是常规油气资源的主要来源，总有机碳含量是进行资源评价和区带与目标评价的关键参数。同时，页岩是一种源储一体蕴藏丰富非常规油气资源的独立系统。总有机碳含量(toc)是决定页岩油气品位的关键地质因素之一，能够精确恢复原始总有机碳含量并结合关键地质因素进行系统性研究，就可以准确评价和预测页岩油气资源与甜点。
3.目前，能够精确计算toc的方法和技术有限，恢复难度大。最常使用的方法主要有自然演化剖面法，热解模拟实验法，物质平衡法，基于测井曲线的δlogr法等。此外，peters et al.(2005)研发了一种基于岩石热解参数的数据来评估原始toc(toci)的方法。该方法使用生产指数(pi)作为校正系数，通过质量平衡法来恢复原始的toc。目前这一方法应用比较广泛，但是仍然不能够精确恢复初始原始toc值。因为该方法无法避免取样和处理过程中轻烃组分丢失的问题。而且，该方法也无法精确估算成熟页岩中游离烃含量，因为成熟页岩已经排出了大量的气态-液态烃，基于游离烃计算得出的生产指数随成熟度增加表现为非单调的变化趋势，会导致恢复的原始toc值不准确。chen and jing(2016)从物质平衡角度分析认为原始有机碳含量由两部分组成：(1)现今残余留有机碳；(2)已排出的烃类组分中的碳，并据此建立了恢复初始原始toc的模型。但是，该方法对于样品有着十分苛刻的要求，实际操作起来难度很大，且精度不高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种计算页岩初始有机碳含量的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种页岩初始有机碳含量恢复的方法，所述方法包括以下步骤：
6.获取评价区未成熟页岩的总有机碳含量，氢指数，热模拟抽提后的总有机碳含量；
7.根据热模拟实验数据结果，建立消除实验误差后的平均值初始总有机碳含量恢复模型；
8.根据相同ro条件下，获得不同页岩总有机碳含量对初始总有机碳含量恢复时的偏差值；
9.根据平均页岩初始总有机碳含量和偏差值获得最终的页岩初始有机碳总含量。
10.优选的，在所述获取评价区未成熟页岩的总有机碳含量中，如果评价区没有熟源岩样品，则采用类似地区已建立的初始有机碳恢复模型，计算获得被评价区初始有机碳恢复系数，对被评价区源岩残留有机碳含量进行恢复。
11.优选的，建立所述最终页岩初始有机碳含量的计算模型包括以下步骤：
12.获取研究区页岩的氢指数、总有机碳含量、不同加热阶段，页岩经抽提后的总有机碳含量；
13.根据岩石热解实验参数，计算不同加热阶段的页岩抽提后总有机碳与初始有机碳的比值，建立不同初始有机碳含量的页岩抽提后总有机碳与初始有机碳比值的平均值与对应ro的数学模型；
14.根据上述平均值计算模型，获取不同ro的抽提有机碳含量与初始有机碳含量比值的平均值；
15.利用不同ro条件下的实验测量的抽提有机碳与初始有机碳比值的平均值减去对应ro页岩样品的抽提有机碳与初始有机碳的比值，获得对应比值的偏差值，建立对应的偏差值与抽提后有机碳含量的关系模型，并获取经验参数与ro的关系；
16.利用经验参数，以页岩抽提后总有机碳含量＝1wt.％为界，计算不同ro对应的页岩抽提后有机碳含量与初始有机碳含量的偏差值；
17.利用获得经实验测量误差和偏差校正后的页岩抽提有机碳与初始有机碳比值的计算值，作为恢复初始有机碳含量的校正值，并以此作为恢复系数，并最终获取页岩的初始有机碳含量。
18.优选的，根据不同加热阶段页岩抽提后的残余有机碳含量，建立消除实验误差后的平均值初始有机碳恢复模型；
19.根据相同ro条件下，获得不同有机碳含量对初始有机碳含量恢复时的偏差值：
20.根据平均初始有机碳含量和偏差值获得最终的初始有机碳含量。如果开展的热模拟实验数据较少，借用已建立的偏差值进行校正。
21.优选的，所述初始有机碳计算的影响参数包括：不同加热阶段抽提后有机碳含量、抽提后有机碳含量与初始有机碳含量的偏差值；恢复系数。
22.优选的，确定不同ro值与抽提后有机碳含量与初始有机碳含量比值计算平均值包括：
23.tocxs/toci计算平均值＝x1
×
ro2+x2
×
ro+x3
24.其中，tocxs为抽提后有机碳含量；toci为页岩初始有机碳含量；ro为镜质体反射率；x1，x2，x3为经验参数。
25.优选的，按照如下公式确定抽提后有机碳含量与初始有机碳含量比值的偏差值，满足
26.tocxs/toci偏差值＝aln(tocxs0.75)+b
27.其中，tocxs为抽提后有机碳含量；toci为页岩初始有机碳含量；a、b为经验参数。
28.优选的，确定经验参数a和b，满足
29.a＝c1
×
ln(ro)+c2
30.b＝d1
×
ln(ro)+d2。
31.优选的，按照如下公式计算tocxs《1wt％时，不同页岩样品对应的不同ro偏差值，满足
32.tocxs/toci偏差值＝aln((tocxs)
(1/tocxs)
)+b。
33.优选的，计算不同ro的a、b参数值，计算tocxs≥1wt％的不同页岩样品，对应的不同ro偏差值。
34.优选的，确定经实验测量误差和偏差校正后的tocxs/toci计算值，满足tocxs/toci计算值＝tocxs/toci计算平均值-偏差值。
35.优选的，按照如下公式确定页岩样品的toci恢复值：满足
36.toci恢复值＝tocxs/(tocxs/toci计算值)。
37.优选的，计算不同ro条件下的残留有机碳恢复到原始总有机碳含量的恢复系数满足：r＝1/(tocxs/toci)。
38.本发明的技术效果和优点：
39.本发明的技术方案给出了评价页岩初始有机碳含量的计算方法，可以对评价区的油气资源进行精确计算，提供了后续页岩油气甜点区评价和常规油气资源评价核心参数，提高了页岩油气资源预测的精确度，满足了页岩油气勘探开发需求。
40.与现有技术相比，本发明在实验技术、技术流程和恢复方法上具有优势。创新开展了大量的半开放条件下的程序升温热解实验，获得了贴近地质条件下的富有机质页岩生排烃参数。所选样品为未成熟烃源岩，源岩信息保存良好，可以最大程度获得富有机质页岩排烃的关键参数。发明方法依据大量实验数据，通过数值建模，采用抽提后的样品tocxs，消除了页岩在取心、样品处理和实验过程中滞留烃挥发造成的toc不确定性和误差。根据相同ro条件下，获得不同toc对toci恢复时的偏差值，根据平均toci和偏差值获得最终的toci。
41.计算过程主要以抽提后的岩石中残留有机碳为重要参数，通过数值模型进行源岩初始有机碳含量的恢复。对样品没有任何特殊要求，测试过程简单方便，十分适合工业生产应用。
42.本发明克服了现有页岩初始有机碳恢复方法的缺陷和不足，建立了页岩油气勘探中初始有机碳参数的评价方法，提高了页岩油气资源量的计算精度，将大大推动页岩油气勘探开发进程和效益。
附图说明
43.图1为实施例中计算页岩初始有机碳含量方法的流程图；
44.图2为实施例中页岩样品抽提后总有机碳含量/原始有机碳含量与ro关系图；
45.图3为实施例中页岩样品抽提后总有机碳含量平均值/原始有机碳含量平均值与ro关系图；
46.图4为实施例中参数a、b与ro关系图；
47.图5为实施例中某地区页岩无机孔中的含烃孔隙度与总含烃孔隙度比值随tocxs的关系图；
48.图6为实施例中tocxs/toci计算值与实验测量值误差图；
49.图7为实施例中tocxs/toci计算值与ro关系图。
具体实施方式
50.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。
51.现有方法中，页岩初始有机碳的恢复方法主要有自然演化剖面法，热解模拟实验法，物质平衡法等。自然演化剖面法要求剖面的岩性和有机相相似，且源岩的成熟度变化大，通过自然类比来获取最终的初始有机碳含量。热解模拟法是通过室内热解实验获取一系列的岩石热解参数，通过反推计算来获取岩石的初始有机碳含量。此外，peters et al.(2005)研发了一种基于岩石热解参数的数据来评估原始有机碳含量的方法。该方法使用生产指数(pi)作为校正系数，通过质量平衡法来恢复原始有机碳含量。物质平衡法主要是基于烃源岩的热成熟度随时间的变化规律，建立对应的干酪根排烃转化率模型，计算相应的排烃系数，进而恢复烃源岩的排烃过程。再依据实际的地质模型，建立页岩初始有机碳恢复模型。
52.现有方法中与页岩初始有机碳含量恢复相关的方法均存在着缺陷，不能满足页岩油气资源量计算和甜点评价，计算精度低，计算结果符合率低。下面对目前最为常用的热解模拟法和质量平衡法进行介绍。
53.(1)采用基于岩石热解参数的数据来评估原始toc(toci)的方法
54.该方法使用生产指数(pi)作为校正系数，通过质量平衡法来恢复原始的toc。但是，该方法无法避免取样和样品处理过程中轻烃组分散失的问题。而且，该方法也无法精确估算成熟页岩中游离烃含量，因为成熟页岩已经排出了大量的气态-液态烃，基于游离烃计算得出的生产指数随成熟度增加表现为非单调的变化趋势，会导致恢复的原始toc值不准确。
55.(2)物质平衡法
56.该方法认为初始有机碳含量由两部分组成：(1)现今残余有机碳；(2)已排出的烃类组分中的碳。但是该方法仅从有机质热演化的角度出发分析问题，没有考虑在地史过程中外来元素的加入、无机反应的影响，导致恢复结果存在误差。
57.现有页岩原始有机碳含量的恢复方法均是基于有机碳含量随镜质体反射率(ro)单调下降机理开展的，但地质历史时期，由于页岩中生成的油会发生裂解，产生不溶于有机溶剂的焦沥青和焦炭，而导致有机碳含量随ro的增大呈先降低、后升高再到基本不变的变化趋势，因此，现有的原始有机碳含量含量恢复方法存在原理上的缺陷，而导致无法获得准确的原始有机碳含量。
58.因此，通过实践检验，现有的页岩初始有机碳含量恢复方法，均存在缺陷，无法精确预测页岩油气资源量，难以满足生产需求，急需一种可行且精度高的页岩初始有机碳含量的恢复方法，本发明就是基于现有技术状况提出的，能够解决现有技术存在的缺陷和不足，且能满足生产需求。
59.本发明的目的是为了克服现有技术中页岩初始有机碳含量计算的缺陷和不足，提供一种页岩初始有机碳含量的计算方法，根据本专利提供的方法技术，为页岩油气资源量精确预测和推动评价，以及常规油气资源量评价、区带与圈闭评价提供依据。
60.为了实现上述目的，本发明提供一种页岩初始有机碳含量的方法，所述方法包括：
61.步骤101：获取评价区未成熟页岩的总有机碳含量，氢指数，热模拟抽提后的总有机碳含量；
62.步骤102：根据热模拟实验数据结果，建立消除实验误差后的平均值初始总有机碳含量恢复模型；
63.步骤103：根据相同ro条件下，获得不同页岩总有机碳含量对初始总有机碳含量恢复时的偏差值；
64.步骤104：根据平均页岩初始总有机碳含量和偏差值获得最终的页岩初始有机碳总含量。
65.具体地，步骤101：通过岩石热解实验，获取评价区未熟烃源岩的总有机碳含量，氢指数，并计算不同加热阶段对应的ro值，模拟抽提后的总有机碳含量(tocxs)等参数。如果被评价区没有未熟源岩样品，可采用类似地区已建立的初始有机碳恢复模型，计算获得被评价区初始有机碳恢复系数，对被评价区源岩残留有机碳含量进行恢复。
66.步骤102：利用步骤101中获取的实验参数，计算不同加热阶段的页岩抽提后总有机碳与初始有机碳的比值(tocxs/toci)，建立不同初始有机碳含量的页岩抽提后总有机碳与初始有机碳比值的平均值与对应ro的数学模型:
67.tocxs/toci计算平均值＝x1
×
ro2+x2
×
ro+x3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)；
68.其中，tocxs为抽提后有机碳含量；toci为页岩初始有机碳含量；ro为镜质体反射率；x1，x2，x3为经验参数。
69.步骤103：利用步骤101和步骤102中获取的模型参数，根据不同加热阶段页岩抽提后有机碳与初始总有机碳比值的平均值和对应ro区间内抽提后有机碳与初始总有机碳比值的关系，获得对应页岩抽提后有机碳和总有机碳的偏差值，建立ro与偏差值数学模型：
70.tocxs/toci偏差值＝aln(tocxs0.75)+b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)；
71.其中，tocxs为抽提后有机碳含量；toci为页岩初始有机碳含量；a、b为经验参数。
72.依据公式2获取按照不同ro条件下的a，b值，进而获取相应ro条件下的a，b计算模型(式3和式4)；利用式3、4计算不同ro的a、b参数值，利用式2计算tocxs≥1wt％的不同页岩样品，对应的不同ro偏差值。利用式5计算tocxs《1wt％的不同页岩样品，对应的不同ro偏差值。
73.a＝c1
×
ln(ro)+c2
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
74.b＝d1
×
ln(ro)+d2
ꢀꢀꢀꢀ
(4)
75.tocxs/toci偏差值＝aln((tocxs)^(1/tocxs))+b
ꢀꢀꢀꢀ
(5)
76.式中ro—热模拟获得的页岩样品镜质体反射率，％；经验参数c1、c2、d1、d2分别为0.024201、0.013861、-0.02428、-0.014127。
77.步骤104：利用式6获得经实验测量误差和偏差校正后的tocxs/toci计算值，作为恢复toci的校正值，并最终利用式7获得页岩样品的toci恢复值。
78.tocxs/toci计算值＝tocxs/toci计算平均值-偏差值
ꢀꢀꢀꢀ
(6)
79.toci恢复值＝tocxs/(tocxs/toci计算值)
ꢀꢀꢀ
(7)
80.依据步骤101-104，本方法创新了热解模拟方法，优选了未成熟源岩样品，并建立了精确的数学模型。在大量实验数据的支撑下，通过科学的数学分析方法，精确恢复了页岩的初始有机碳含量。本专利主要以抽提后的岩石中残留有机碳为重要参数，通过数学模型进行页岩初始有机碳含量的恢复。对样品没有任何特殊要求，测试过程简单方便，十分适合工业生产应用。
81.接下来对本实施例计算页岩初始有机碳含量的方法的详细阐述为：获取评价区未成熟度页岩的氢指数、初始有机碳总含量等基础参数，计算不同加热阶段页岩对应的ro值、
抽提后的总有机碳含量，如果被评价区没有未熟源岩样品，可采用类似地区已建立的初始有机碳恢复模型，计算获得被评价区初始有机碳恢复系数，对被评价区源岩残留有机碳含量进行恢复；
82.根据不同加热阶段经抽提后的总有机碳含量、未加热前的原始总有机碳含量，计算不同加热阶段抽提后总有机碳含量所占初始有机碳含量的比例；
83.根据不同初始有机碳含量的页岩中，抽提后总有机碳含量与初始有机碳含量比值与ro的变化关系，建立上述比值平均值计算模型；
84.根据不同加热阶段页岩抽提后有机碳与初始总有机碳比值的平均值和对应ro区间内抽提后有机碳与初始总有机碳比值的关系，获得对应页岩抽提后有机碳和总有机碳的偏差值，建立ro与偏差值数学模型，获取不同ro值对应的经验参数值；
85.根据ro与偏差值数学模型，建立页岩抽提后有机碳和初始总有机碳偏差值与初始总有机碳含量的数学关系模型；
86.根据抽提后有机碳与初始有机碳偏差值，结合抽提后有机碳和初始有机碳比值的计算值和计算平均值，获取页岩初始有机碳计算的恢复值，并进行对比验证；
87.根据上述页岩不同加热阶段抽提后有机碳含量、抽提后有机碳与初始有机碳偏差值，结合恢复系数，最终获取不同热演化阶段页岩对应的初始有机碳含量。
88.综上所述，本发明可以被用来评价页岩油气、页岩生成油气的资源量，常规油气资源量及区带与圈闭有效性评价，通过建立类似地区的toci恢复模型，计算评价区初始toc的恢复系数，对评价区的油气资源进行精确计算，进而为后续页岩油气甜点区评价和常规油气资源评价提供核心参数。接下来结合实施例进行具体说明。
89.实施例1
90.本实施例以鄂尔多斯盆地长7段页岩为例。本实施例提供了一种计算页岩初始有机碳含量的方法，图1为本实施例中页岩初始有机碳含量计算的流程图，具体实施时，可以包括以下步骤。
91.步骤101：获取评价区未成熟页岩的总有机碳含量，氢指数，热模拟后抽提后的总有机碳含量。如果被评价区没有未熟源岩样品，可采用类似地区已建立的初始有机碳恢复模型，计算获得被评价区初始有机碳恢复系数，对被评价区源岩残留有机碳含量进行恢复
92.采集鄂尔多斯长7段低熟页岩样品9组，采用程序升温的方式，通过岩石热解实验，获取低熟页岩的初始有机碳含量(toci)、热模拟抽提后的总有机碳含量(tocxs)、氢指数等参数。
93.步骤102：根据热模拟实验数据结果，建立消除实验误差后的平均值初始总有机碳含量恢复模型。
94.利用步骤101中获取的实验数据，绘制页岩样品抽提后总有机碳含量/原始有机碳含量与ro关系图(图2)。由于不同页岩样品存在实验测量误差，为了消除实验测量误差，基于不同toci的tocxs/toci随ro变化关系，本发明采用不同ro对应的所有页岩样品tocxs/toci的平均值与ro关系，建立tocxs/toci平均值计算模型(图3，式1)。根据tocxs/toci平均值计算模型，获得不同ro的tocxs/toci计算平均值，消除实验测量误差。
95.tocxs/toci计算平均值＝x1
×
ro2+x2
×
ro+x3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
96.式中x1、x2、x3为经验系数，不同ro段对应的经验系数值如表1。
97.表1鄂尔多斯长7页岩tocxs/toci计算模型中的经验参数值
98.ro(％)x1x2x3《0.91-1.50361.42870.65970.91-1.075.7424-12.0516.9251.07-2.36-0.17890.68580.0708》2.360.0038-0.02060.7199
99.步骤103：根据相同ro条件下，获得不同页岩总有机碳含量对初始总有机碳含量恢复时的偏差值。
100.在完成步骤102后，还要考虑不同页岩的toci样品在相同ro条件下的影响因素。采用不同ro条件下的实验测量的tocxs/toci平均值减去对应ro页岩样品的tocxs/toci，获得对应的tocxs/toci偏差值，由于该偏差值与ro存在密切关系，分别建立偏差值与tocxs的关系模型，该模型符合对数关系(式2、图4)。页岩中无机孔中的含烃孔隙度与总含烃孔隙度比值与tocxs0.75呈现很好的相关性，如鹰滩页岩无机孔中的含烃孔隙度与总含烃孔隙度比值随tocxs的关系(图5)，因此，在建立式2模型时，采用tocxs0.75。利用式3、4计算不同ro的a、b参数值，利用式2计算tocxs≥1wt％的不同页岩样品，对应的不同ro偏差值。利用式5计算tocxs《1wt％的不同页岩样品，对应的不同ro偏差值
101.tocxs/toci偏差值＝aln(tocxs0.75)+b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
102.a＝c1
×
ln(ro)+c2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
103.b＝d1
×
ln(ro)+d2
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(4)
104.tocxs/toci偏差值＝aln((tocxs)(1/tocxs))+b
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
105.式中tocxs—页岩样品热解抽提后的总有机碳含量，小数；a、b—为经验参数；ro—热模拟获得的页岩样品镜质体反射率，％；经验参数c1、c2、d1、d2分别为0.024201、0.013861、-0.02428、-0.014127。
106.步骤104：根据平均页岩初始总有机碳含量和偏差值获得最终的页岩初始有机碳总含量。
107.最终利用方程式6获得经实验测量误差和偏差校正后的tocxs/toci计算值，作为恢复toci的校正值，并最终利用式7计算页岩初始有机碳含量的恢复值。该值与对应的页岩样品实验测量值的绝对误差在-0.044-0.027之间，其中toci大于1wt％的页岩样品的tocxs/toci实验测量值与校正后的计算值的绝对误差在-0.023-0.025之间(图6)，且不同toci样品的误差呈现无规律的变化，证明实验测量tocxs/toci误差存在且较小(图6)。
108.tocxs/toci计算值＝tocxs/toci计算平均值-偏差值
ꢀꢀꢀꢀ
(6)
109.toci恢复值＝tocxs/(tocxs/toci计算值)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
110.以鄂尔多斯盆地长7页岩计算为例，恢复后的toci呈现出更加明显的变化趋势，在ro约小于1.07％时，不同总有机碳样品对应不同ro的toc变化率基本一致。当ro约大于1.07％时，相同ro条件下的toc变化率随toc的增大而减小，即恢复系数更大(图7)。
111.本发明被用来评价页岩油气、页岩生成油气的资源量，通过建立类似地区的toci恢复模型，计算评价区初始toc的恢复系数，对评价区的油气资源进行精确计算，进而为后续页岩油气甜点区评价和常规油气资源评价提供核心参数。
112.发明原理：页岩初始有机碳含量是页岩油气资源和甜点精确评价，常规油气资源、
区带与圈闭评价的关键性参数，直接决定了页岩油气有利区的优选效果，常规油气区带与圈闭有效性评价结果及勘探成功率。受限于评价区页岩的成熟度，很多含油气盆地很难找到合适的地质样品来直接获得页岩的初始有机碳含量。针对以上问题，本发明在大量热模拟实验的基础上，利用热模拟抽提后的总有机碳含量(tocxs)，建立消除实验偏差后的平均值toci恢复模型，根据相同ro条件下，获得不同tocxs对toci恢复时的偏差值，根据不同tocxs计算的平均toci和偏差值获得最终对应tocxs的toci。该方法消除了页岩在取心、样品处理和实验过程中滞留烃挥发造成的toc不确定性和误差。因此，可以获得比较接近真实情况的页岩初始有机碳含量，且计算精度高，方法操作简单，原理上与地层条件下的有机质演化一致。
113.(1)页岩平均值toci计算原理
114.研究发现，页岩样品热模拟抽提后有机碳含量(tocxs)与初始有机碳含量(toci)比值与热演化参数ro具有很好的相关性。基于不同toci的tocxs/toci随ro变化关系，本发明采用不同ro对应的所有页岩样品tocxs/toci的平均值与ro关系，建立tocxs/toci平均值计算模型
115.tocxs/toci计算平均值＝x1
×
ro2+x2
×
ro+x3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
116.式中x1、x2、x3为经验系数
117.(2)页岩平均值tocxs/toci偏差值计算原理
118.采用不同ro条件下的实验测量的tocxs/toci平均值减去对应ro页岩样品的tocxs/toci，获得对应的tocxs/toci偏差值，由于该偏差值与ro存在密切关系，分别建立偏差值与tocxs的关系模型，该模型符合对数关系：
119.tocxs/toci偏差值＝aln(tocxs0.75)+b
ꢀꢀꢀꢀ
(2)(适用tocxs≥1wt％的页岩样品)
120.tocxs/toci偏差值＝aln((tocxs)(1/tocxs))+b
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(3)(适用tocxs《1wt％的页岩样品)
121.式中tocxs—页岩样品热解抽提后的总有机碳含量；a、b—为经验参数。
122.(3)页岩初始总有机碳含量计算原理
123.在上述toc计算平均值模型和偏差值校正的基础上，基于tocxs/toci计算值与偏差值之间的数学关系(式4)，最终获得计算页岩初始有机碳含量恢复值(式5)
124.tocxs/toci计算值＝tocxs/toci计算平均值-偏差值
ꢀꢀꢀ
(4)
125.toci恢复值＝tocxs/(tocxs/toci计算值)
ꢀꢀꢀꢀ
(5)
126.最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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。

技术特征：
1.一种计算页岩初始有机碳含量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取评价区未成熟页岩的总有机碳含量，氢指数，热模拟抽提后的总有机碳含量；根据热模拟实验数据结果，建立消除实验误差后的平均值初始总有机碳含量恢复模型；根据相同ro条件下，获得不同页岩总有机碳含量对初始总有机碳含量恢复时的偏差值；根据平均页岩初始总有机碳含量和偏差值获得最终的页岩初始有机碳总含量。2.如权利要求1所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，在所述获取评价区未成熟页岩的总有机碳含量中，如果评价区没有熟源岩样品，则采用类似地区已建立的初始有机碳恢复模型，计算获得被评价区初始有机碳恢复系数，对被评价区源岩残留有机碳含量进行恢复。3.如权利要求1所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，建立所述最终页岩初始有机碳含量的计算模型包括以下步骤：获取研究区页岩的氢指数、总有机碳含量、不同加热阶段，页岩经抽提后的总有机碳含量；根据岩石热解实验参数，计算不同加热阶段的页岩抽提后总有机碳与初始有机碳的比值，建立不同初始有机碳含量的页岩抽提后总有机碳与初始有机碳比值的平均值与对应ro的数学模型；根据上述平均值计算模型，获取不同ro的抽提有机碳含量与初始有机碳含量比值的平均值；利用不同ro条件下的实验测量的抽提有机碳与初始有机碳比值的平均值减去对应ro页岩样品的抽提有机碳与初始有机碳的比值，获得对应比值的偏差值，建立对应的偏差值与抽提后有机碳含量的关系模型，并获取经验参数与ro的关系；利用经验参数，以页岩抽提后总有机碳含量＝1wt.％为界，计算不同ro对应的页岩抽提后有机碳含量与初始有机碳含量的偏差值；利用获得经实验测量误差和偏差校正后的页岩抽提有机碳与初始有机碳比值的计算值，作为恢复初始有机碳含量的校正值，并以此作为恢复系数，并最终获取页岩的初始有机碳含量。4.如权利要求2所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，根据不同加热阶段页岩抽提后的残余有机碳含量，建立消除实验误差后的平均值初始有机碳恢复模型；根据相同ro条件下，获得不同有机碳含量对初始有机碳含量恢复时的偏差值：根据平均初始有机碳含量和偏差值获得最终的初始有机碳含量。如果开展的热模拟实验数据较少，借用已建立的偏差值进行校正。5.如权利要求1所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，所述初始有机碳计算的影响参数包括：不同加热阶段抽提后有机碳含量、抽提后有机碳含量与初始有机碳含量的偏差值；恢复系数。6.如权利要求3所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，确定不同ro值与抽提后有机碳含量与初始有机碳含量比值计算平均值包括：tocxs/toci计算平均值＝x1
×
ro2+x2
×
ro+x3
其中，tocxs为抽提后有机碳含量；toci为页岩初始有机碳含量；ro为镜质体反射率；x1，x2，x3为经验参数。7.如权利要求6所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，按照如下公式确定抽提后有机碳含量与初始有机碳含量比值的偏差值，满足tocxs/toci偏差值＝aln(tocxs0.75)+b其中，tocxs为抽提后有机碳含量；toci为页岩初始有机碳含量；a、b为经验参数。8.如权利要求7所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，确定经验参数a和b，满足a＝c1
×
ln(ro)+c2b＝d1
×
ln(ro)+d2。9.如权利要求3所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，按照如下公式计算tocxs<1wt％时，不同页岩样品对应的不同ro偏差值，满足tocxs/toci偏差值＝aln((tocxs)
(1/tocxs)
)+b。10.如权利要求3或5所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，计算不同ro的a、b参数值，计算tocxs≥1wt％的不同页岩样品，对应的不同ro偏差值。11.如权利要求3所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，确定经实验测量误差和偏差校正后的tocxs/toci计算值，满足tocxs/toci计算值＝tocxs/toci计算平均值-偏差值。12.如权利要求3所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，按照如下公式确定页岩样品的toci恢复值：满足toci恢复值＝tocxs/(tocxs/toci计算值)。13.如权利要求3所述的页岩初始有机碳含量的计算方法，其特征在于，计算不同ro条件下的残留有机碳恢复到原始总有机碳含量的恢复系数满足：r＝1/(tocxs/toci)。

技术总结
本发明提供了一种计算页岩初始有机碳含量的方法，该方法包括：获取评价区未成熟页岩的总有机碳含量，氢指数，热模拟抽提后的总有机碳含量；根据热模拟实验数据结果，建立消除实验误差后的平均值初始总有机碳含量恢复模型；根据相同Ro条件下，获得不同页岩总有机碳含量对初始总有机碳含量恢复时的偏差值；根据平均页岩初始总有机碳含量和偏差值获得最终的页岩初始有机碳总含量。本发明克服了页岩初始有机碳含量计算的缺陷和不足，提供一种页岩初始有机碳含量的计算方法，根据本专利提供的方法技术，为页岩油气资源量精确预测和推动评价，以及常规油气资源量评价、区带与圈闭评价提供依据。提供依据。提供依据。


技术研发人员：侯连华 于志超 罗霞 赵忠英 林森虎 庞正炼 张丽君 吴松涛 何坤
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2023/7/13