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烃源岩测井响应特征及识别评价方法
测 井 资 料 具 有 纵 向 分 辨 率 高、资 料 连 续 准 确 等 特 点 ,可 反 映 地 层 岩 性 及 流 体 等 特 征 ,国 内 外 学 者 一 直致力于探讨烃源岩与测井资料之间的关系。前人
利 用 对 烃 源 岩 敏 感 的 自 然 伽 马 、电 阻 率 、声 波 时 差 和 密 度 等 测 井 曲 线,提 出 多 种 烃 源 岩 定 性 识 别 方 法 ;依 [3-22] 据测 井 信 息 与 烃 源 岩 定 量 化 学 指 标 的 对 应 关 系 ,建 立 了 相 应 的 计 算 模 型 ,可 直 接 获 取 烃 源 岩 各项参 数,在 实 际 应 用 中 取 得 了 较 好 的 效 果 。 [23-32] 经分析资料刻度后,烃 源 岩 测 井 识 别 评 价 获 得 纵 向 连续数据,可弥补分 析 资 料 不 足 而 造 成 烃 源 岩 识 别 评 价 的 困 难 ,也 具 有 经 济 、快 捷 的 特 点 。 本 文 在 对 烃 源岩测井识别评价 充 分 调 研 的 基 础 上,详 细 阐 述 了 烃源岩测井响应特 征,系 统 介 绍 了 烃 源 岩 测 井 定 性 识别及定量评价方 法,以 期 对 深 化 测 井 资 料 在 烃 源 岩研究应用方面有所裨益。
2 烃源岩测井响应特征
有机质具有独 特 的 物 理 化 学 性 质[35](表 1),使 得烃源岩与非烃源岩的测井响应差别明显。已有研 究成果表明,对有机 质 敏 感 的 测 井 曲 线 主 要 有 自 然 伽 马 、伽 马 能 谱 、电 阻 率 、声 波 、密 度 、中 子 等 曲 线 ,这 是利用测井资料识别和评价烃源岩的资料基础。一 般情况下,有机碳含 量 越 高 的 地 层 测 井 曲 线 异 常 越 明 显 ,可 据 此 识 别 并 计 算 烃 源 岩 的 各 项 指 标 。
摘 要 :烃 源 岩 识 别 评 价 是 油 气 地 质 研 究 的 基 础 工 作 之 一 ,是 石 油 地 质 学 研 究 的 热 点 。 常 规 的 岩 心 样 品 分 析 虽 能 提 供 准 确 的 烃 源 岩 地 球 化 学 指 标 ,但 受 样 品 来 源 和 分 析 化 验 经 费 的 限 制 ,单 口 井 往 往 很 难 获 得 连 续 的 地 球 化 学 分 析 数 据 ,难 以 满 足 精 细 勘 探 的 需 要 。 测 井 信 息 纵 向 分 辨 率 高 、资 料 连 续 准 确 ,且 烃源岩在测井曲线上具有明显的响应特征。通过对前人烃源岩测井识别评价研究成果的充分调研, 详 细 地 阐 述 了 烃 源 岩 在 自 然 伽 马 、电 阻 率 、声 波 时 差 、密 度 和 中 子 等 测 井 曲 线 上 的 响 应 特 征 ,基 于 此 开 展 烃 源 岩 测 井 识 别 评 价 。 为 不 断 提 高 烃 源 岩 测 井 评 价 精 度 ,国 内 外 学 者 研 究 了 测 井 信 息 与 烃 源 岩 定 量 化 学 指 标 的 对 应 关 系 。 系 统 介 绍 了 多 种 基 于 测 井 资 料 的 烃 源 岩 定 量 评 价 方 法 ,并 建 立 了 相 应 的 计 算模型。通过该模型可直接获取烃源岩的有机质丰度等参数,在实际应用中取得了不错的效果。 关键词:烃源岩;测井响应特征;定性识别;ΔLgR 法;定量评价 中 图 分 类 号 :TE122.1+15 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :1672-1926(2013)02-0414-09 引 用 格 式 :Yang Taotao,Fan Guozhang,LüFuliang,et al.The logging features and identification methods of source rock[J].Natural Gas Geoscience,2013,24(2):414-422.[杨 涛 涛,范 国 章,吕 福 亮 ,等 .烃 源 岩 测 井 响 应 特 征 及 识 别 评 价 方 法 [J].天 然 气 地 球 科 学 ,2013,24(2):414-422.]
No.2 杨涛涛等:烃源岩测井响应特征及识别评价方法 41 5
测井资 料 识 别 烃 源 岩,于 1960 年 Swanson 等 也 利 用测井资 料 识 别 烃 源 岩 。 [3] 自 20 世 纪 80 年 代 以 来,测井资料识别评 价 烃 源 岩 在 国 外 开 始 大 规 模 应 用。1981年 Schmoker等[4-5]指 出 自 然 伽 马 曲 线 与 泥质烃源岩具有较高相关性,1983 年 他 又 提 出 了 使 用密 度 测 井 资 料 估 算 有 机 碳 含 量 的 方 法。 Meyer 等 提 [6] 出 了 使 用 电 阻 率、密 度 和 声 波 等 测 井 组 合 方 法识别烃 源 岩 类 型,并 估 算 烃 源 岩 的 有 机 碳 含 量。 Herron等 提 [7] 出了使用 C/O 测 井 资 料 计 算 地 层 总 有机 碳 含 量 方 法。Passey 等[8]提 出 ΔLgR 方 法 用 于识别烃 源 岩 并 计 算 其 TOC 含 量,该 方 法 既 适 用 于 碳 酸 盐 岩 又 适 用 于 碎 屑 岩 ,目 前 已 得 到 广 泛 应 用 。 1.2 国 内 概 况
表 1 烃 源 岩 的 测 井 响 应 特 征 (据 文 献 [35])
测井响应 电 吸 收 指 数/(b/cm3)
含 氢 指 数/% 声 波 时 差/(μs/m) 铀 含 量/(×10-6) 钍 含 量/(×10-6) 钾 含 量/[% (m/m)]
自 然 伽 马/API 电 阻 率/(Ω·m) 电 磁 波 传 播 时 间/(ns/m)
1 国内外研究现状
1.1 国 外 概 况 国外学者 从 [3-9] 20 世 纪 40 年 代 起 探 索 烃 源 岩
测井识别评 价。 早 在 1945 年 Beers等 就 开 始 使 用
收 稿 日 期 :2012-08-08;修 回 日 期 :2012-09-29. 基 金 项 目 :国 家 “973”项 目 (编 号 :2009CB219406);国 家 科 技 重 大 专 项 (编 号 :2008ZX05025-004)联 合 资 助 . 作 者 简 介 :杨 涛 涛(1981-),男 ,陕 西 西 安 人 ,工 程 师 ,硕 士 ,主 要 从 事 海 域 油 气 勘 探 与 综 合 评 价 工 作 .E-mail:yangtt_hz@petrochina.com.cn.
国内 学 者 根 据 不 同 地 区 的 实 际 情 况,对 测 井 烃 源岩评价方法进行了完善或提出了新的方法。如: 张立鹏等 提 [25] 出 了 由 弹 性 参 数、ΔGR(总 伽 马 与 去 铀伽马之差)、铀/钍 值 和 井 径 4 个 参 数 识 别 泥 质 烃 源岩。王贵文 等 提 [26] 出 应 用 多 元 统 计 分 析 法 和 人 工神经网络方法计 算 有 机 碳 含 量,并 在 塔 里 木 盆 地 台盆区寒武系—奥陶系烃源岩测井分析与评价中取 得了较好的效果,同年朱振 宇 等 也 [27] 发 表 了 类 似 的 研究成果;胡佳庆等 提 [28] 出了 依 靠 地 球 物 理 测 井 资 料 ,使 用 人 工 智 能 的 计 算 方 法 ,实 现 自 动 快 速 识 别 评 价烃源 岩 的 有 机 质 丰 度;胡 慧 婷 等 提 [29] 出 改 进 的 ΔLgR 模型;王栋等 提 [30] 出 利 用 核 磁 共 振 测 井 资 料 求 取 烃 源 岩 的 孔 隙 度 和 饱 和 度 ,提 高 了 评 价 精 度 ;刘 震等 提 [31] 出在无井/少井区综 合 利 用 地 震 层 速 度 和 声波速 度 拟 合 法 求 取 烃 源 岩 镜 质 体 反 射 率;王 力 等 提 [32] 出 利 用 测 井 资 料 计 算 烃 源 岩 的 S2 和IH 等 参数;郭龙等 尝 [33] 试了用图版分类—模糊排 队—BP 神经网络 联 合 拟 合 TOC 含 量 的 新 方 法,该 方 法 在 鄂尔多斯盆地应用中取得 较 好 效 果;曲 彦 胜 等 对 [34] 测井计算烃源岩有机质丰度方法及影响因素进行了 探讨。总之,测井烃 源 岩 评 价 方 法 技 术 不 断 进 步 完 善 ,从 单 一 测 井 过 渡 到 多 测 井 资 料 组 合 ,从 单 一 参 数 到 多 参 数 组 合 ,极 大 地 改 善 了 评 价 的 精 度 和 效 率 。
0 引言
烃源岩控制着油气分布,对其识别评价是油气地 质研究的基础工作之一,如何快速准确地识别烃源岩 一直是研究的热点。岩心样品分析虽能提供准确的 烃 源 岩 地 球 化 学 指 标 ,但 受 样 品 来 源 和 分 析 化 验 经 费 的限制 ,单井往 往 难 以 获 得 连 续 的 分 析 数 据 ,常 以 有 限 分 析 数 据 的 平 均 值 来 代 表 烃 源 岩 品 质 ,并 以 此 评 估 某层段烃源岩的生 烃 潜 力[1]。由 于 有 机 质 具 有 较 强 的 非 均 质 性[2-3],实 验 分 析 方 法 不 但 研 究 周 期 长 ,分 析 费 用 昂 贵,而 且 评 价 结 果 受 分 析 样 品 代 表 性 影 响 较 大,掩盖了局部高(或低)丰度对烃源岩评价的影 响, 特别是当缺少取心样品或岩屑受到污染时,评价结果 将受到严重影响,难以满足油气勘探的需要。
国内学者 对 [9-31] 测 井 资 料 烃 源 岩 识 别 评 价 开 展 了 大 量 的 工 作 。 谭 廷 栋[9]于 1980 年 在 国 内 开 展 了 测 井 烃 源 岩 识 别 。 进 入 20 世 纪 90 年 代 以 来 ,基 于 测 井 资料的烃源岩识别评价工作全面展开。李国平分别 在 1993 年 和 1996 年 撰 文 ,提 出 应 用 等 效 模 型 法 确 定 有机碳含量 ,进 而 确 定 烃 源 岩 的 含 油 气 饱 和 度 、总 孔 隙度、有效孔 隙 度 和 剩 余 烃 含 量 等 参 数[3]。 许 晓 宏 等[10]结合实例论证了 ΔLgR 计算方法的可行性,并在 我国 东 部 断 陷 盆 地 中 得 到 应 用。张 小 莉 等[11]应 用 ΔLgR 技术 开 展 吐 哈 盆 地 侏 罗 系 煤 系 烃 源 岩 研 究。 张志伟等[12]依据 ΔLgR 法和自然伽马曲线在实际工 作 中 开 展 烃 源 岩 识 别 。 朱 光 有 等[13]在 济 阳 坳 陷 建 立 了 有 机 碳 含 量 与 泥 岩 的 声 波 时 差 、电 阻 率 和 地 层 的 体 积与 密 度 之 间 的 关 系 式。 自 2005 年 以 来,国 内 学 者[14-24]应用测井资 料 在 国 内 主 要 含 油 气 盆 地 中 开 展 烃 源 岩 识 别 评 价 取 得 了 较 好 的 实 际 效 果 ,如 渤 海 湾 盆 地 、松辽盆地 、塔 里 木 盆 地 、准 噶 尔 盆 地 、珠 江 口 盆 地 和 琼 东 南 盆 地 。 经 过 这 一 阶 段 的 发 展 ,测 井 烃 源 岩 识 别评价应用得到了更加深入的发展。