劉玉婷，潘仁芳

李 群 (遼河油田歡喜嶺采油廠，遼寧 盤錦 124114)

建南地區(qū)東岳廟段頁巖總有機(jī)碳含量預(yù)測研究

李 群 (遼河油田歡喜嶺采油廠，遼寧 盤錦 124114)

泥頁巖的總有機(jī)碳含量(TOC)是頁巖氣資源評價(jià)中的重要指標(biāo)。利用ΔlogR方法和地震屬性反演方法對建南地區(qū)東岳廟段頁巖TOC進(jìn)行了預(yù)測。實(shí)際應(yīng)用表明，上述方法在建南地區(qū)的適用性較強(qiáng)，能得到與實(shí)測值誤差較小的預(yù)測結(jié)果。

頁巖；總有機(jī)碳含量(TOC)；ΔlogR方法；地震屬性反演方法

總有機(jī)碳含量(TOC)是評價(jià)頁巖生烴能力的最重要和最基礎(chǔ)的參數(shù)。預(yù)測TOC含量的方法很多，由于受技術(shù)和條件的制約，還沒有形成一種統(tǒng)一且有效的預(yù)測方法[1]。近年來，隨著頁巖氣勘探開發(fā)的深入，對頁巖TOC的分布預(yù)測顯得十分重要。為此，筆者采用ΔlogR方法和地震屬性反演方法對建南地區(qū)東岳廟段頁巖TOC進(jìn)行了預(yù)測。

1 ΔlogR方法

1.1ΔlogR預(yù)測原理

ΔlogR方法既適合于碳酸鹽巖，又適合于碎屑巖烴源巖，能準(zhǔn)確計(jì)算出不同成熟度條件下的有機(jī)質(zhì)含量值[2]。非滲透性巖層中高的聲波時(shí)差一般起因于高含量的低速有機(jī)質(zhì)，而其電阻率的升高又可能指示源巖開始成熟并生成烴類流體[3]?？紫抖惹€(包括聲波時(shí)差、補(bǔ)償中子、密度)主要與固體有機(jī)質(zhì)的數(shù)量有關(guān),在未成熟的烴源巖中,電阻率與孔隙度曲線之間的間距(ΔlogR)主要由孔隙度曲線增大造成,它可以反映有機(jī)質(zhì)的豐度。根據(jù)聲波時(shí)差、電阻率曲線疊加計(jì)算ΔlogR的方程如下[4]：

ΔlogR=lg(R/R基線)+0.0064×(Δt-Δt基線)

(1)

式中，ΔlogR為聲波時(shí)差與電阻率測井曲線間距在對數(shù)電阻率坐標(biāo)上的讀數(shù)；R為測井實(shí)測電阻率值，Ω·m；R基線為非烴源巖中基線對應(yīng)于Δt基線值的電阻率值，Ω·m；Δt為測井實(shí)測聲波時(shí)差，μs/m；Δt基線為非烴源巖對應(yīng)的聲波時(shí)差，μs/m。

ΔlogR與TOC呈線性相關(guān)，并且是成熟度的函數(shù)[5]，由ΔlogR計(jì)算TOC的定量關(guān)系式為：

TOC=ΔlogR×101.5374-0.944×Ro+ΔTOC

(2)

式中，Ro為鏡質(zhì)體反射率，%；ΔTOC為有機(jī)碳含量的背景值，%。

1.2ΔlogR預(yù)測過程

應(yīng)用ΔlogR方法估算單井目的層位的總有機(jī)碳含量值的具體步驟如下：①將其聲波時(shí)差(AC)和電阻率(Rt)曲線按上述刻度規(guī)則重疊在一起，并在目的層段內(nèi)找出非烴源巖所對應(yīng)的AC-Rt重合段。該重合段即所要找的AC和Rt的基線段，從而可確定兩者的基線值。②根據(jù)每口井確定的R基線和Δt基線值，由式(1)計(jì)算相應(yīng)的ΔlogR值。然后根據(jù)式(2)估算出目的層的總有機(jī)碳含量值，其中需要根據(jù)實(shí)際情況確定一個(gè)成熟度Ro值，即該參數(shù)取值為確定值。

2 地震屬性反演方法

2.1地震屬性反演基本原理

地下巖層物理性質(zhì)或流體性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，會引起地震運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征的相對變化，反映這些特征的地球物理參數(shù)有頻率、振幅、時(shí)間等屬性。根據(jù)反映地球物理參數(shù)變化的屬性(頻率、振幅、時(shí)間等)與已知信息的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，推斷地下物性參數(shù)和油氣分布范圍的技術(shù)稱為地震屬性反演[6]。

利用地震資料屬性研究儲層特征的基礎(chǔ)是地震與測井?dāng)?shù)據(jù)之間存在一定的內(nèi)在關(guān)系，利用測井資料解釋儲層物性參數(shù)，建立與井旁地震道地震屬性之間的相關(guān)性，將地震屬性轉(zhuǎn)換成儲層物性并推算到井間或無井區(qū)，其基本流程包括地震屬性的提取、優(yōu)化訓(xùn)練和目標(biāo)參數(shù)的反演。

2.2地震屬性反演預(yù)測過程

應(yīng)用地震屬性反演來對TOC進(jìn)行橫向預(yù)測的步驟如下：①加載TOC目標(biāo)曲線、原始地震道和外部屬性(采用模型反演的波阻抗值)。②進(jìn)行地震屬性的提取和優(yōu)化選擇，建立目標(biāo)屬性TOC與地震屬性和外部屬性之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。具體操作時(shí)應(yīng)首先進(jìn)行屬性的提取和優(yōu)化工作。③利用已建立的統(tǒng)計(jì)關(guān)系來反演得到目標(biāo)屬性剖面，訓(xùn)練并建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系。經(jīng)過“一對一”和“一對多”的屬性提取和優(yōu)化組合后，最后確定多屬性組合。

3 實(shí)例分析

注：GR為自然伽馬，API；CAL為井徑，in；DEN為密度，g/cm3；RXO為沖洗帶電阻率,Ω·m。

建南地區(qū)處于鄂西渝東地區(qū)的石柱復(fù)向斜上，該區(qū)下侏羅統(tǒng)東岳廟段主要是半深湖沉積，巖性以黑色、灰黑色頁巖為主，暗色泥巖厚度50～120m，分布穩(wěn)定。泥頁巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，黑色頁巖的TOC普遍在0.44%～2.11%之間，生成頁巖氣藏的潛力較大。

下面，利用ΔlogR預(yù)測方法和地震屬性反演預(yù)測TOC方法對該區(qū)J111井的TOC進(jìn)行預(yù)測。圖1為J111井的單井TOC預(yù)測示意圖。圖中ΔlogR由式(1)計(jì)算得到， 其中Rt和AC的基線值分別取49.17Ω·m和212.929μs/m；TOC由式(2)計(jì)算得到，其中Ro、ΔTOC分別取1.06%和1.19%，從圖1可以看到，與TOC曲線相交的直線棒(橫刻度線中加粗的部分)為實(shí)測點(diǎn)的TOC值，兩者的符合程度很高，說明所計(jì)算的TOC精度很高，基線值取值合理。

對TOC進(jìn)行橫向預(yù)測后，可獲得TOC數(shù)據(jù)體。將J111鄰井地震道的TOC數(shù)據(jù)導(dǎo)出，與單井預(yù)測及實(shí)測點(diǎn)的TOC值對比進(jìn)行誤差分析，結(jié)果如表1所示(其中相對誤差1表示ΔlogR方法預(yù)測值與樣品實(shí)測值的相對誤差，相對誤差2表示地震預(yù)測值與樣品實(shí)測值的相對誤差)。由表1可以看出，建南地區(qū)J111井東岳廟段頁巖的實(shí)測TOC值范圍為0.74%～1.61%，采用ΔlogR方法預(yù)測出的單井TOC最小值為0.635873%，最大值為1.973124%，與實(shí)測值的誤差普遍較小。采用地震屬性反演得到的預(yù)測值范圍為0.683152%～1.674582%，與實(shí)測值的誤差也較小，說明應(yīng)用上述方法預(yù)測效果較好，具有較強(qiáng)的適用性。

表1 建南地區(qū)J111井東岳廟段頁巖TOC誤差統(tǒng)計(jì)表

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[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409.2012.01.017

P618.13

A

1673-1409(2012)01-N053-03