[發明專利]一種頁巖氣水平井中計算有機碳含量的測井方法

在審

• 申請號: 201710991328.8
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107703561A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 葛祥;黎澤剛;張正玉;張筠;何傳亮;吳見萌;樊靖宇;侯克均;張世懋;康志磊
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化西南石油工程有限公司測井分公司
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00;G01V9/00;G01V5/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 吳彥峰

技術領域

本發明涉及頁巖氣測井評價技術領域，主要涉及利用水平井測井信息定量計算頁巖氣有機碳含量的技術方法。

背景技術

有機碳(TOC)含量是頁巖氣藏評價中的重要指標，它既是頁巖生氣的物質基礎，決定頁巖的生烴強度，也是頁巖吸附氣的主要載體，決定頁巖的吸附氣量大小，而且還是頁巖孔隙空間增加的重要因素之一，決定頁巖新增游離氣的能力。

目前，國內外文獻資料中提及的的方法主要基于直井條件下建立，主要有多元擬合法、體積密度法、體積模型法、自然伽馬能譜法、ΔlogR法等方法。頁巖氣工區實際開發中部署基本以水平井方式開采，受地質工程綜合因素影響，測井施工難度大，資料難以取全。目前水平井一般采用標準測井+自然伽馬能譜，部分井在井眼條件好的情況下采集了補償密度，總體測井質量普遍較直井段略差。針對此類測井資料，建立在直丼筒條件下的模型大部分受到局限或不能直接應用，如：ΔlogR法中電阻率除受黃鐵礦影響外，水平井中受界面或灰質夾層的影響較大，局部會出現異常高阻，此時測值并非儲層含氣反映；能譜法中針對龍馬溪底部三號峰鉆井的水平井中會出現諸多異常高伽馬井段，此時高伽馬特征并不對應儲層富有機質大小。對于水平井中的有機質計算方法如何建立目前文獻也尚未涉及，為此也需要開展適用于水平井型的有機質計算模型優選。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用水平井中有限的測井信息并結合實驗分析數據，對頁巖有機碳含量進行定量計算，并確定合適的水平井計算模型的頁巖氣水平井中計算有機碳含量的測井方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種頁巖氣水平井中計算有機碳含量的測井方法，它包括如下步驟：

步驟一：對測井資料進行預處理、標準化處理；

步驟二：根據實驗獲取數據，利用巖心刻度測井，分析與有機碳含量TOC有關的測井信息(測井信息包括：密度、能譜、聲波、中子)，為下步建立有機碳含量TOC計算的分析圖版及關系模型作準備；

步驟三：針對現有的資料情況進行模型選擇，如果僅有自然伽馬能譜測井資料，可以選用常規能譜模型和/或疊合區域差異法建模計算；如果僅有密度測井資料，可以選用密度概率法和/或體積密度法建模計算；在兩者資料都具備的情況下，進行優化選擇計算，使得計算結果更精確；

步驟四：輸出計算得到的有機碳TOC大小，為下步計算含氣量提供參數基礎。

作為優選方式，所述的常規能譜模型包括釷鈾比概率法、疊合區域差值法；

對于僅采集自然伽馬能譜資料且為中低伽馬特征值的儲層，可以采用常規能譜模型和疊合區域差值模型計算有機碳；

對于高或特高伽馬儲層，則選用疊合區域差值模型計算有機碳。

作為優選方式，如果僅采集密度資料，則可以選擇密度概率模型和體積模型計算有機碳，兩者均適用于密度測值可靠的儲層。

作為優選方式，在自然伽馬能譜和密度兩種資料都測量的情況下，則結合軌跡綜合分析，選擇與導眼井和鄰井誤差最小的一種計算值作為最終結果，或者取兩種方法計算結果的平均值作為最終結果。

作為優選方式，自然伽馬能譜測井主要應用于評價地層的巖性、生油能力等,解決油氣田勘探、開發中的相關問題；研究表明，利用鈾含量還可以評價地層有機質豐度，同時隨著釷、鉀含量的不同，有機碳含量會相應變化；因此，可以利用回歸分析得到自然伽馬能譜測井特征與有機碳含量的關系；

其理論依據在于，頁巖有機質一般形成于靜水還原環境中，其中干酪根具有較高放射性元素鈾，同時隨著泥頁巖顏色的加深，有機質物質成分的增加，鈾含量增高，釷、鉀含量相對降低；

釷鈾概率模型，運用U、TH/U與巖心分析有機碳大小進行交會分析；

結合建立的模型關系可以看出，地層中鈾含量隨TOC相應增大，總體來說，兩者與TOC均具有一定的線性關系，具體公式如下：

TOC＝0.254*U+0.455(R²＝0.623) (1)

TOC＝-1.121*ln(TH/U)+3.180(R²＝0.622) (2)

式(1)、(2)中U為鈾測井值，ppm；TH為釷測井值，ppm。

作為優選方式，疊合區域差異法建模計算：運用能譜總伽馬與無鈾伽馬間差值區域與巖心分析有機碳大小進行交會分析；