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有机质丰度测井评价

烃源岩有机质丰度测井评价方法
一、烃源岩的测井识别
正常情况下,有机碳含量越高的岩层(泥页岩)在测井曲线上的异常就越大。

因此,测定异常值就能反算出有机碳含量。

测井曲线对烃源岩的响应主要有:
1高GR值:由于烃源岩层一般富含放射性元素,因此,在自然伽马曲线和能谱测井曲线上表现为高异常;
2低密度:烃源岩层密度低于其它岩层,在密度曲线上表现为低密度异常;
3高声波时差:在声波时差曲线上表现为高声波时差异常;
4高电阻率:成熟烃源岩层在电阻率曲线上表现为高异常,原因是其孔隙流体中有液态烃,不易导电,利用这一响应还可以识别烃源岩成熟与否。

声波测井曲线:
对于一般陆相盆地来说,烃源岩主要为钙质泥岩、页岩、暗色泥岩等,一般情况下,泥岩的声波时差随其埋藏深度的增加而减小(地层压实程度增加)。

但当地层中含有机质或油气时,由于干酪根(或油气)的声波时差大于岩石骨架声波时差,因此,就会造成地层声波时差增加。

由于声波时差受矿物成分、碳酸盐和粘土含量以及颗粒间压实程度的影响,所以不能单独用声波时差测井来估算烃源岩的有机质含量。

电阻率测井曲线
由于泥岩层的导电性较好(岩石骨架及孔隙内地层水均导电),所以在地层剖面上此类地层一般表现为低阻(含钙质地层除外)。

但富含有机质的泥岩层,由于导电性较差的干酪根和油气的出现,其电阻率总是比不含有机质的同样岩性的地层电阻率高。

因此可以利用电阻率作为成熟烃源岩的有机质丰度指标。

但一些特殊的岩性层段或泥浆侵入等也可能导致电阻率的增大。

因此,也不能单独使用普通电阻率测井来估算烃源岩的有机质含量。

密度测井曲线
密度测井测量的是地层的体积密度,包括骨架密度和流体密度。

地层含流体越多,孔隙性就越好。

由于烃源岩(含有机质)的密度小于不含有机质的泥岩密度,同时地层密度的变化对应于有机质丰度的变化,因此密度与有机质含量存在一定的函数关系。

但当重矿物富集时,密度测井就不可能是有机质的可靠指标。

可见,上述任何单一测井方法评价都可能造成误解,而且估测精度也会受到影响。

因此可以利用上述测井曲线的综合响应特征,建立烃源岩地球化学参数与三者之间的函数关系。

二、利用ΔlogR方法测定有机质丰度
1、ΔlogR方法-原理简介
1990年Passey等提出了一项可以用于碳酸盐岩和碎屑岩烃源岩的测井评价方法,能够计算出不同成熟度条件下的有机碳含量值。

该方法模型是将声波测井曲线和电阻率曲线进行重叠,声波时差采用算术坐标,电阻率曲线采用算术对数坐标。

当两条曲线在一定深度内“一
致”时为基线(图1)。

图1 ΔlogR叠合图上各种特征的解释示意图
基线的确定
在正常情况下,非烃源层处的声波时差曲线与电阻率曲线是重叠的,这个重叠段就是基线位置。

如果以上两条曲线不重叠,则左右平移其中的一条曲线,使两条曲线尽可能重叠为止。

基线确定后,则两条曲线间的间距在对数电阻率坐标上的读数,即ΔlgR也就确定了。

根据声波、电阻率叠加计算ΔlgR的方程为:
ΔlogR= lg(RT/RT基线)+0.02(△t -△t基线)
RT1= lg(RT/RT基线)
DT2=-0.02(△t -△t基线)
其中:RT为岩石的实测电阻率(Ω·m)
Δt为实测的声波时差(μs/m)
RT基线为相对于△t基线的电阻率
声波时差(单位为μs/ft;若单位为μs/m时,则需除以3.28,因为1m等于3.28 ft)。

根据RT1和DT2定性识别烃源岩
注:生过烃的烃源岩RT1远大于未生过烃的,DT2小于未生过烃的烃源岩。

计算TOC
ΔlogR幅度差与TOC是线性关系并且是成熟度的函数。

对于样品较多的层位,拟合出其间的关系式:
TOC =A×ΔlogR+△TOC
A-为拟合公式的系数;
△TOC-相当于非生油层的有机碳背景值。

2、具体操作流程
(1)在研究区探井地化分析的基础上,选取目的层测TOC数目多的井,并且要有电阻(R2.5)测井和声波时差(AC)测井(没有R2.5测井数据可用别的测井数据代替),建立数据表格;(2)读取基线值,代入测井表中计算RT1和DT2,及ΔlogR值;
(3)把建立的线性关系公式(用ΔlogR和实测的TOC数据点拟合出线性关系)带入到测井表中,计算出JS-TOC;
(4)核查JS-TOC数据是否合理。

合理后按照ΔlogR叠合图上各种特征的解释示意图,判断是否是烃源岩。

按自己的需求求取对应的TOC的平均数及烃源岩厚度。

3、应该注意的问题
(1)井数据选择尽量选取信息全的井,如有各种测井数据、录井数据等;
(2)基线的选择是最重要的,如果把JS-TOC导到岩性柱状图中看和岩性录井及测井曲线差异很大的话,基线数据就需要重新选择;根据RT1和DT2的叠合关系图,结合其他的测井曲线,判断基线数值是应变大还是变小;
(3)通过一个层段的TOC数据,最后计算出的JS-TOC,只适合于该层段的烃源岩预测,离该层段上下深度越远,模拟的效果就越差;
(4)该方法是在岩性已经确认为泥岩的情况下,对其判断是否是烃源岩。

可能有的砂岩段也有JS-TOC,可视为砂岩JS-TOC无效;
(5)用标准井去模拟周围的井,如果标准井的数据高,那模拟周围的井数据也会偏高,这样对于模拟盆地边缘或者平面上岩性非均质变化的地区要特别注意标准井的选择。

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