氦气资源量评价方法、装置、电子设备和可读存储介质

本发明涉及氦气资源量评价，具体涉及氦气资源量评价方法、装置、电子设备和可读存储介质，可实现对沉积盆地所含氦气资源潜力的精确评价。

背景技术：

1、氦是宇宙中仅次于氢的第二丰富的元素；作为一种无色无味的惰性气体，氦气具有独特的物理化学性质，在航空航天、医疗、低温超导、深潜和电子等领域具有不可替代的作用。氦是一种不可再生的自然资源，目前从天然气储层中开采获取仍是工业制氦的唯一途径。氦气资源在全球分布极其不均，主要分布在美国、阿尔及利亚、卡塔尔、俄罗斯、波兰等国，其中美国占据了世界氦气产量和储量的大部分，拥有绝对的话语权。我国对外依存度达94％以上，国内氦气的消费主要依赖从卡塔尔、美国和澳大利亚进口。氦资源关系国家安全和高新技术产业发展，考虑到我国贫氦并且对氦资源的需求逐年增加、长期依赖进口的情况，因此应尽快开展氦气资源的勘探开发和储备。

2、长期以来,我国氦气资源调查评价从基础理论到勘查技术方法基本空白。为提高我国氦气资源保障能力,中国地质调查局西安地质调查中心通过地质调查计划项目“渭河盆地及邻区氦气资源调查(编号：12120113040300)”、地质调查二级项目“鄂尔多斯及周缘盆地群油气基础地质调查(编号：dd20160174)”“关中地区氦气资源调查(编号：dd20190103)”、国家自然科学基金面上项目“壳源氦气有效氦源岩研究(编号：41572131)”等,在极其冷门的领域坚持十余年的探索,以渭河盆地为重点,利用地质研究、地球物理探测、地球化学勘查、地热井氦气调查、气测录井和现代测试技术手段,开拓了氦气基础地质调查工作,创新性地提出了壳源氦气弱源成藏概念,认识了氦气富集过程,总结了氦气富集成藏(氦含量达到0.1％)的基本条件,形成了氦气资源调查技术方法。

3、其中，目前氦气资源的调查技术方法具体为：1.富集模式指引勘查方向；2.重力-电法探测盆地结构(高效运移通道)；3.磁法识别基底磁性岩体(氦源岩)；4.化探圈定氦气富集区；5.地震测量落实有利圈闭；6.气测录井标定富集层段的氦气调查技术方法。

4、进一步分析，目前氦气资源量评价主要参考了油气资源量评价的方法以及油气成藏理论中的成藏模式，但是目前氦气资源量评价却主要针对岩浆岩氦源岩(主要位于盆地基底)，对于沉积岩氦源岩(同为油气源岩)的关注较少。文献显示，沉积岩作为氦源岩具有不低于岩浆岩氦源岩的生氦潜力。

5、中国国内的油气资源勘探评价程度较高，对于国内各沉积盆地的评价要素(源岩、运移通道、圈闭等)具有现成的丰富资料，但是对于盆地基底的岩浆岩氦源岩的资料相对匮乏。因此利用现有的油气资源评价数据，快速的对沉积盆地中源自沉积岩氦源岩的氦气资源量进行快速准确的评价是短期提升我国氦气资源保障水平的现实途径。

6、目前的氦气资源量评价所需要的数据，包括且不限于地球物理探测、地球化学勘查、地热井氦气调查、气测录井和现代测试技术手段，均需要投入大量经费，且数据分布密度有限，评价结果较为初步。其中，何衍鑫(2023)等对来自沉积岩氦源岩的氦气资源量进行了评价，但是由于涉及非常规测井，开展此种测井的钻井很少，甚至在某些地区没有开展，导致评价结果不准确。

7、参考文献：

8、李玉宏,李济远,周俊林,等.国内外氦气资源勘探开发现状及其对中国的启示[j].西北地质,2022,55(3):233-240.

9、李玉宏,张国伟,周俊林,等.氦气资源调查理论与技术研究现状及建议[j].西北地质,2022,55(4):1-10.

10、李玉宏,周俊林,韩伟,魏建设.公益性氦气资源调查研究进展[j].中国地质调查,2023,10(4):1-8.

11、brown aa,2010.ps formation of high helium gases:a guide forexplorationists[c/ol]//aapg convention.new orleans:aapg:80115.[2023-11-06].

12、https://www.searchanddiscovery.com/documents/2010/80115brown/ndx_brown.pdf.

13、何衍鑫,田伟,王磊,等,2023.基于自然伽马能谱测井的氦气资源评价方法——以塔里木盆地古城地区为例.[j/ol].natural gas geoscience,34(4)[2023-11-03].http://www.nggs.ac.cn/cn/10.11764/j.issn.1672-1926.2022.10.017.

技术实现思路

1、本发明提供氦气资源量评价方法、装置、电子设备和可读存储介质，以解决现有技术评价结果较为初步、不准确的上述技术问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了氦气资源量评价方法，所述评价方法用于沉积盆地，包括：

3、基于典型井的自然伽马能谱测井，获得每个潜在氦源岩层的泥质中铀、钍、钾的质量分数；

4、基于所述典型井的测井数据，获得每口井在每个潜在氦源岩层控制的氦源岩体积、每口井在每个氦源岩层位的泥质含量并计算每个潜在氦源岩层的生氦速率；

5、结合沉积时间计算每口井的各层中氦气资源量；

6、加和所述沉积盆地油气区块中所有井的氦气资源量，获得所述沉积盆地油气区块的潜在氦气资源量。

7、优选地，对沉积盆地油气区块中钻井的自然伽马曲线按照层位分解，获得每口井中各个所述潜在氦源岩层的铀、钍含量。

8、优选地，选取所述潜在氦源岩层中每个层位的自然伽马最高值深度的铀、钍、钾质量分数，作为对应层纯泥岩的铀、钍、钾的质量分数分布，用于对其余井自然伽马曲线中铀、钍、钾质量分数的分解；其中，所述对应层纯泥岩的泥质含量为100％。

9、优选地，基于自然伽马曲线，获得每口井在每个氦源岩层位的泥质含量dx,n。

10、优选地，所述泥质含量的计算方法采用油气测井解释的泥质含量计算公式：

11、dx,n＝1-(grmax-gravg)/(grmax-grmin)

12、其中，

13、dx,n是氦源岩层的泥质含量；

14、grmax是自然伽马曲线在该层的最大值；

15、gravg是自然伽马曲线的在该层的平均值；

16、grmax是自然伽马曲线在该层的最小值。

17、优选地，沉积岩的铀、钍进行α衰变得到第n层氦源岩中，换算为标准状态stp下体积为第n层氦源岩的单位质量生氦速率rn，有：

18、rn＝1.21×10-10sun+2.87×10-11sthn

19、其中，

20、n是氦源岩层的层位，属于正整数；

21、sun是铀的质量分数，g/g；

22、sthn是钍的质量分数，g/g。

23、优选地，将不同层位的生氦速率推广到全部井区，计算第x井第n层氦源岩的氦气生成量mxn；并对所有井的所有层位进行求和，得到所述沉积盆地来自沉积岩氦源岩的氦气资源量mhe；有：

24、mx,n＝vx,n×ρx,n×dx,n×rn×tn

25、其中，

26、vx,n是第x井在第n层氦源岩控制的体积，m3；

27、ρx,n是第x井在第n层氦源岩的地层密度，kg/m3；

28、dx,n是第x井在第n层氦源岩的平均泥质含量；

29、rn是第n层氦源岩的典型生氦速率，m3/kg/ma；

30、tn是第n层沉积时距现在的时间，ma；

31、还有：

32、mhe＝∑x∑nmx,n

33、其中，

34、x是井的序号，属于正整数。

35、根据本发明的第二方面，提供了氦气资源量评价装置，所述评价装置用于沉积盆地，包括：

36、第一处理模块，用于基于典型井的自然伽马能谱测井，获得每个潜在氦源岩层的泥质中铀、钍、钾的质量分数；

37、第二处理模块，用于基于所述典型井的测井数据，获得每口井在每个潜在氦源岩层控制的氦源岩体积、每口井在每个氦源岩层位的泥质含量并计算每个潜在氦源岩层的生氦速率；

38、计算模块，用于结合沉积时间计算每口井的各层中氦气资源量；和

39、加和模块，用于加和所述沉积盆地油气区块中所有井的氦气资源量，获得所述沉积盆地油气区块的潜在氦气资源量。

40、根据本发明的第三方面，提供了电子设备，包括：

41、存储器；和

42、处理器；

43、其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令；所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如上任意一项所述的方法。

44、根据本发明的第四方面，提供了可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机指令；其中，所述计算机指令被处理器执行时，实现如上任意一项所述的方法。

45、本发明的技术方案，通过解谱自然伽马测井曲线对钻井钻遇泥岩层位的生氦气潜力的评价。其可以快速对现有油气区块的氦气生成潜力进行评价，成本低、评价结果准确；可用于指导氦气勘探。本发明的技术方案，是短期提升我国氦气资源保障水平的现实途径。