白如清，白　月

（1.大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712；2.大慶油田有限責(zé)任公司采油六廠，黑龍江大慶163114）

陸相斷陷湖盆優(yōu)質(zhì)烴源巖測井識別方法及成藏貢獻(xiàn)
——以塔木察格盆地南貝爾凹陷為例

白如清*1，白月2

（1.大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712；2.大慶油田有限責(zé)任公司采油六廠，黑龍江大慶163114）

隨著陸相勘探的不斷深入，烴源巖在油氣成藏中發(fā)揮著重要的作用。通過豐富的測井資料，利用改進(jìn)的ΔlgR技術(shù)方法，對塔木察格盆地南貝爾凹陷的優(yōu)質(zhì)烴源巖進(jìn)行了識別，并預(yù)測了其分布規(guī)律。研究結(jié)果表明：通過ΔlgR方法得到TOC的結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)吻合較好，相關(guān)系數(shù)高，并根據(jù)豐度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)將有效烴源巖進(jìn)行了分級統(tǒng)計(jì)和評價(jià)，即中等烴源巖TOC為0.8%～1.8%；好烴源巖TOC為1.8%～2.8%；最好烴源巖TOC＞2.8%。南貝爾凹陷東次凹北洼槽南二段、南一段發(fā)育好—最好烴源巖，南一段源巖在洼槽中心發(fā)育，南二段源巖在東部斜坡帶發(fā)育，銅缽廟組基本不發(fā)育有效烴源巖；南貝爾凹陷東次凹南洼槽南二段、南一段發(fā)育好—最好烴源巖；銅缽廟組發(fā)育薄層中等—好烴源巖；塔木察格盆地南貝爾凹陷具有較好的油氣資源潛力.

烴源巖；測井識別方法；有機(jī)碳含量；南貝爾凹陷

1　工區(qū)概況

隨著陸相勘探的不斷深入，烴源巖在油氣成藏中發(fā)揮著重要的作用［1-2］，前人投入了大量的研究工作，為烴源巖地球化學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和方法［3-8］.有機(jī)碳是反映巖石有機(jī)質(zhì)豐度的主要指標(biāo)，以往常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法中，受取芯樣品和成本的限制，單井烴源巖有機(jī)碳含量TOC的測定有限；同時(shí)受構(gòu)造和沉積環(huán)境的控制，烴源巖通常是呈分散的薄層分布，即使是在較厚的生油層中，有機(jī)質(zhì)的富集在縱向上變化也是比較大的。采用實(shí)測TOC值的算術(shù)平均值來評價(jià)整段烴源巖的生烴潛力容易使資源量的評價(jià)產(chǎn)生偏差。而一口井的測井資料中蘊(yùn)含著豐富的地質(zhì)信息，可以間接地反映出地層的巖性及其流體等特征，測井資料深度的準(zhǔn)確性、資料的連續(xù)性以及縱向分辨率也是其他資料無法比擬的，利用測井信息評價(jià)生油巖，對油氣資源的評價(jià)具有特殊的意義。本研究應(yīng)用測井資料評價(jià)南貝爾凹陷主要層段烴源巖，結(jié)果表明，該方法在烴源巖評價(jià)中是有效的。

2　烴源巖測井地球化學(xué)評價(jià)技術(shù)原理

有機(jī)質(zhì)（干酪根）具有特殊的物理性質(zhì)［14］，烴源巖因含有大量的有機(jī)物質(zhì)而具有不同于其他巖石的獨(dú)特的測井響應(yīng)特征（圖1）。測井曲線所反映的巖石物理性質(zhì)的變化特征，可概括為3種表現(xiàn)形式：在富含有機(jī)質(zhì)的巖層中，①在正常壓力的地質(zhì)剖面中，反映泥巖壓實(shí)程度和成巖狀況的聲波時(shí)差隨其埋藏深度的增加而減小，但當(dāng)?shù)貙又泻袡C(jī)質(zhì)時(shí)，會(huì)促使烴源巖的聲波時(shí)差大于巖石骨架聲波時(shí)差，從而造成地層聲波時(shí)差增加；②在飽含水的泥頁巖中，不含有機(jī)質(zhì)的電阻率與實(shí)測電阻率大致相當(dāng)，而在富含有機(jī)質(zhì)的巖層中，受分散于巖石骨架之中的干酪根影響，地層電阻率會(huì)增大，特別是當(dāng)烴源巖趨于成熟時(shí)，生成的大量有機(jī)質(zhì)包括油氣的導(dǎo)電性較差，造成泥頁巖的電阻率明顯增大；當(dāng)砂泥巖含有干酪根或油氣時(shí)，電阻率會(huì)高于不含有機(jī)質(zhì)的同樣巖性的地層電阻率；③烴源巖沉積時(shí)多為低能的靜水環(huán)境，會(huì)有大量的放射性物質(zhì)沉積，烴源巖中的放射性會(huì)高于其他非烴源巖。

3　研究區(qū)測井評價(jià)方法的建立

國內(nèi)外利用測井資料研究評價(jià)烴源巖最常用的方法是Passey等（1990）提出的ΔlgR方法，該評價(jià)方法既適合碳酸鹽巖又適合碎屑巖烴源巖。

圖1　烴源巖有機(jī)質(zhì)測井響應(yīng)特征

南貝爾凹陷烴源層主要發(fā)育三套烴源巖，即南屯組、銅缽廟組、大磨拐河組下段的暗色泥巖，沉積環(huán)境以淡水—微咸水湖泊相為主，泥巖中未見任何水體咸化的礦物標(biāo)志，如碳酸鹽巖、石膏等。烴源巖具有許多湖相烴源巖的典型特征，有大量的測井?dāng)?shù)據(jù)和大量的地球化學(xué)數(shù)據(jù)，ΔlgR法適用于該地區(qū)。在計(jì)算單井連續(xù)的TOC曲線的基礎(chǔ)上，結(jié)合本地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖判別標(biāo)準(zhǔn)就可以有效地識別優(yōu)質(zhì)烴源巖。

在ΔlgR法基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行了改進(jìn)，首先根據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)，對在研究區(qū)選取的標(biāo)準(zhǔn)井進(jìn)行回歸統(tǒng)計(jì)，采用最小二乘法擬合，得到計(jì)算方程，通過對南貝爾多口探井源巖實(shí)測數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，最終確定南貝爾凹陷源巖測井方法計(jì)算公式為：

TOC=2.3961×lgR+0.0509×Δt-14.2628

式中：TOC——計(jì)算的有機(jī)碳含量，%；

R——基線對應(yīng)的電阻率，Ω·m；

Δt——基線對應(yīng)的傳播時(shí)間，μs/m。

在TSM模擬系統(tǒng)中，應(yīng)用計(jì)算方程，根據(jù)測井響應(yīng)特征的總體趨勢，將整個(gè)井段劃分為若干具有不同特征的層段，對于不同的層段采用不同的參數(shù)。在完成全區(qū)各個(gè)凹陷測井計(jì)算的基礎(chǔ)上，我們也對該方法也進(jìn)行了實(shí)際井的檢驗(yàn)。通過對塔19-72、塔21-70、塔21-40、塔21-45等井的驗(yàn)證表明：測井得到的結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)吻合較好，塔19-72井實(shí)測有機(jī)碳與計(jì)算有機(jī)碳相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.7205，塔21-70井的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.7499（圖2）。

圖2　實(shí)測TOC與計(jì)算TOC的相關(guān)性比較

但是在計(jì)算過程中，發(fā)現(xiàn)有些井的計(jì)算值與實(shí)測數(shù)據(jù)存在較大的誤差，分析原因應(yīng)該是以下因素導(dǎo)致：①測井曲線分辨率有一定的限制，當(dāng)源巖層厚不足1m時(shí)，計(jì)算TOC精度會(huì)受到影響，通常是計(jì)算結(jié)果偏小；②如果在烴源巖中有導(dǎo)電礦物（如黃鐵礦等）存在，會(huì)導(dǎo)致密度增大和電阻率降低，計(jì)算的TOC值偏??；③在欠壓實(shí)地層中，聲波曲線數(shù)值變大，計(jì)算的TOC偏大；④呈層狀分布的生油巖層，在縱向上存在非均質(zhì)性的影響，數(shù)量有限的巖芯和巖屑樣品的分析數(shù)據(jù)不能代表一定厚度烴源巖的有機(jī)碳含量；⑤井眼擴(kuò)大會(huì)影響測井曲線反應(yīng)地層的真實(shí)程度。

4　應(yīng)用實(shí)例

4.1利用測井資料計(jì)算單井TOC值

本次研究計(jì)算了南貝爾凹陷全部68口探井TOC值，并且根據(jù)豐度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)將有效烴源巖進(jìn)行了分級統(tǒng)計(jì)和評價(jià)，即中等烴源巖TOC為0.8%～1.8%；好烴源巖TOC為1.8%～2.8%；最好烴源巖TOC＞2.8%。

4.2有機(jī)質(zhì)豐度分布特征

南貝爾凹陷暗色泥巖及有效源巖數(shù)值統(tǒng)計(jì)方法如下：首先根據(jù)錄井?dāng)?shù)據(jù)，顏色為灰色以上的暗色泥質(zhì)巖類（包括粉砂質(zhì)泥巖及凝灰質(zhì)泥巖）確定為暗色泥巖，統(tǒng)計(jì)單井暗色泥巖厚度，結(jié)合地震剖面等地質(zhì)資料，編繪各層暗色泥巖等厚圖。根據(jù)測井計(jì)算TOC值，暗色泥巖中TOC＞0.8%的層段確定為有效源巖。

大磨拐河組：TOC值高，基本都大于2.8%，僅從TOC值來看屬于最好烴源巖，局部高值可達(dá)6%以上。南屯組二段：TOC值較高，除東次凹局部地區(qū)外都大于1.8%，屬于好烴源巖，在北洼槽及西次凹潛山披覆帶高在2.8%以上，屬于最好烴源巖。南屯組一段：TOC值較高，基本都大于1.8%，屬于好烴源巖，局部高值可達(dá)4%以上。銅缽廟組：TOC值在西次凹南洼槽及潛山披覆帶較高，大于1.8%，屬于好烴源巖，東次凹較低，大部分在0.8%～1.8%之間，屬于中等烴源巖.

5　結(jié)論

（1）利用改進(jìn)的ΔlgR法測井計(jì)算的有機(jī)碳含量是相對可靠的，可以在非取芯井、沒有地化分析的井段確定出有效烴源巖的厚度和有機(jī)碳含量。為資源評價(jià)提供了一種快速、準(zhǔn)確的方法。

（2）通過有機(jī)碳測井評價(jià)方法，建立了研究區(qū)有效烴源巖的分級標(biāo)準(zhǔn)，即中等烴源巖TOC為0.8%～1.8%；好烴源巖TOC為1.8%～2.8%；最好烴源巖TOC＞2.8%。暗色泥巖中TOC＞0.8%的層段確定為有效源巖。

（3）從TOC平面分布上來看，大磨拐河組和南屯組發(fā)育好—最好烴源巖，銅缽廟組發(fā)育中等—好烴源巖。

［1］霍秋立，曾花森，付麗，等.ΔlgR測井源巖評價(jià)方法的改進(jìn)及其在松遼盆地的應(yīng)用［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2011，41（2）：586-591.

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［6］張志偉，張龍海.測井評價(jià)烴源巖的方法及其應(yīng)用效果［J］.石油勘探與開發(fā)，2000，27（3）：84-87.

［7］袁東山，王國斌，湯澤寧，等.測井資料評價(jià)烴源巖方法及其進(jìn)展［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2009，31（4）：192-194.

TE122

A

1004-5716（2016）09-0077-03

2015-09-30

2015-11-20

中國石油天然氣集團(tuán)公司重點(diǎn)項(xiàng)目“海塔盆地巖性—地層油氣藏富集規(guī)律與目標(biāo)評價(jià)”（編號：20008ZX05001-001）資助。

白如清（1962-），男（漢族），甘肅高臺(tái)人，工程師，現(xiàn)從事石油地質(zhì)綜合研究工作。