[發(fā)明專利]一種泥頁巖有機(jī)碳含量的評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310682620.3
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103670388A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯連華;王京紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;解延雷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油勘探開發(fā)的泥頁巖油氣測井評價領(lǐng)域，具體地，涉及一種泥頁巖有機(jī)碳含量的評價方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著油氣勘探開發(fā)由常規(guī)油氣藏向非常規(guī)油氣發(fā)展，頁巖油氣逐漸成為油氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域。頁巖油氣勘探開發(fā)中，泥頁巖有機(jī)碳含量是控制頁巖油氣產(chǎn)能和優(yōu)選核心區(qū)的關(guān)鍵參數(shù)，也是頁巖油氣來源的物質(zhì)基礎(chǔ)。我國頁巖油氣資源量很大，頁巖氣可采資源量約為12萬億立方米，頁巖油可采資源量超過2000億噸（來源：中國工程院，2012），頁巖油氣勘探開發(fā)潛力大。

烴源巖是富含有機(jī)質(zhì)并可能或已經(jīng)大量生成油氣與排出油氣的巖石。自20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)外學(xué)者針對烴源巖做了大量研究工作，通過研究地球化學(xué)參數(shù)與測井響應(yīng)特征之間的關(guān)系，提出了多種利用測井信息評價其中有機(jī)碳含量的方法，參見下述引用文獻(xiàn)1～8。

簡述之，與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)方案主要有2種，即ΔlgR方法和放射性測井方法。

（1）ΔlgR方法

1990年，Passey等人提出了經(jīng)典的ΔlgR方法，該方法利用測井信息評價有機(jī)碳含量，既適用于碳酸鹽巖烴源巖，也適用于碎屑巖烴源巖，該方法如下：通過對電阻率曲線和孔隙度曲線進(jìn)行適當(dāng)?shù)目潭龋瑢⒖紫抖惹€疊合于電阻率曲線上，使得在非烴源巖層段（貧有機(jī)質(zhì)）兩曲線重合，而在烴源巖層段（富有機(jī)質(zhì)）兩條曲線出現(xiàn)一定的幅度差，由于有機(jī)質(zhì)具有低密度、高電阻率、高聲波時差、高中子等測井響應(yīng)特征，因此可以根據(jù)兩曲線間幅度差的大小判斷有機(jī)碳含量的多少，幅度差越大，有機(jī)碳含量越高；該方法具體可表現(xiàn)為如下公式：

ΔlgR＝lg(R_t/R_基線)+0.02×(Δt-Δt_基線)?????(1)

TOC＝(ΔlgR)×10^{(2.297-0.1688LOM)}?????(2)

式中，ΔlgR為電阻率和孔隙度曲線的幅度差；R_t為烴源巖地層測井電阻率值，Ω·m；Δt為烴源巖地層測井聲波時差值，μs/ft；R_基線為非烴源巖層段的測井電阻率值，Ω·m；Δt_基線為非烴源巖層段的測井聲波時差值，μs/ft；LOM為有機(jī)質(zhì)成熟度指數(shù)；TOC為烴源巖中有機(jī)碳含量，wt%。

（2）放射性測井方法

現(xiàn)有技術(shù)中還有利用伽瑪能譜測井信息中的鈾濃度和放射性測井信息中的自然伽瑪評價有機(jī)碳含量方法的技術(shù)，這些評價方法大都利用有機(jī)碳含量與鈾濃度關(guān)系，直接建立線性或指數(shù)關(guān)系實現(xiàn)有機(jī)碳含量的計算。

然而，上述方法均是針對類似沉積環(huán)境、簡單或單一巖性的泥頁巖層系如海相沉積環(huán)境的碳酸鹽巖與泥頁巖組合層系、湖相碎屑巖與泥頁巖組合層系等，且有機(jī)質(zhì)保存條件類似的泥頁巖層系提出的，其有機(jī)碳含量與測井響應(yīng)具有好的一致相關(guān)性。

其中，ΔlgR方法和放射性測井方法的適用條件是：沉積環(huán)境類似的簡單或單一巖性層系地層中，烴源巖有機(jī)質(zhì)生成和埋藏條件類似，縱向上烴源巖有機(jī)質(zhì)含量分布連續(xù)，烴源巖有機(jī)碳含量與測井響應(yīng)之間存在好的一致相關(guān)性，ΔlgR方法和放射性測井方法能夠獲得較準(zhǔn)確的有機(jī)碳含量計算結(jié)果。

具體而言，ΔlgR方法是基于沉積環(huán)境類似的簡單或單一巖性層系地層中，烴源巖有機(jī)質(zhì)生成和埋藏過程中基本上未遭受破壞前提條件下，提出的經(jīng)驗公式，它存在一定的局限性。當(dāng)同一套烴源巖中縱向上不同位置有機(jī)質(zhì)保存條件和巖性發(fā)生較大變化時，導(dǎo)致有機(jī)碳含量與測井響應(yīng)之間一致相關(guān)性變差，ΔlgR方法中的聲波時差、電阻率組合的幅度與有機(jī)碳含量關(guān)系變差，利用現(xiàn)有技術(shù)計算得到的有機(jī)碳含量誤差大，導(dǎo)致同一套烴源巖層系內(nèi)有機(jī)碳含量的計算值無法反映真實的有機(jī)碳含量縱向分布情況。

放射性測井方法是基于沉積環(huán)境類似的簡單或單一巖性層系地層中，烴源巖中的放射性與有機(jī)碳含量相關(guān)性一致提出的，對于這樣的烴源巖層有機(jī)碳含量計算精度較高，但對于復(fù)雜巖性地層有機(jī)碳含量與放射性測井響應(yīng)之間的一致相關(guān)性較差的烴源巖層，有機(jī)碳含量計算誤差較大，方法本身存在較大的局限性。世界范圍海相和湖相烴源巖層系中，半數(shù)以上同泥頁巖層系內(nèi)常發(fā)育多個凝灰?guī)r夾層，凝灰?guī)r層內(nèi)有機(jī)碳含量非常低，但放射性很強(qiáng)，導(dǎo)致放射性測井響應(yīng)很高，利用放射性測井得到的有機(jī)碳含量很高，導(dǎo)致有機(jī)碳含量計算誤差較大。當(dāng)有機(jī)質(zhì)生成后在保存過程中，遭受部分破壞，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)損失，但沉積在烴源巖中的放射性物質(zhì)損失較少，導(dǎo)致烴源巖中的放射性與有機(jī)碳含量相關(guān)性變差，會導(dǎo)致利用放射性測井計算得到的有機(jī)碳含量誤差較大。