赫志兵

(中國石油集團長城鉆探工程有限公司中東大區(qū)，北京 100101)

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M凹陷泥頁巖儲層有效烴源巖測井評價及應(yīng)用

赫志兵

(中國石油集團長城鉆探工程有限公司中東大區(qū)，北京 100101)

泥頁巖儲層；測井評價；有效烴源巖；參數(shù)定量計算

1　地質(zhì)概況

2　有效烴源巖測井識別

圖1　ΔlgR法有效烴源巖識別示意圖(據(jù)文獻[13])

研究區(qū)烴源巖主要以泥頁巖為主，含有部分泥巖。

目前主要應(yīng)用ΔlgR法對有效烴源巖進行測井識別，該方法是使用一種專門刻度的孔隙度曲線(一般是聲波時差曲線)疊合在一條電阻率曲線上，2條曲線的幅度差定義為ΔlgR[13](見圖1)。除此之外，自然伽馬曲線在有效烴源巖處往往出現(xiàn)高值，能夠較好地輔助識別有效烴源巖。

通過對研究區(qū)目的層測井曲線的綜合分析發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)自然伽馬曲線對有效烴源巖的反映不明顯，即自然伽馬曲線在普通泥巖和有效烴源巖之間的差異不明顯，但是電阻率、密度和聲波時差曲線反映比較明顯。因此，可以利用電阻率-聲波時差組合，以及電阻率-密度組合對有效烴源巖進行識別。如圖2所示，在s1井有效烴源巖發(fā)育層段，電阻率、聲波時差明顯增大，密度明顯減少，通過特定刻度后，電阻率與聲波時差、電阻率與密度的幅度差均明顯指示了有效烴源巖的存在。從識別結(jié)果來看，該地區(qū)有效烴源巖主要是含碳酸鹽油頁巖，與該地區(qū)的地質(zhì)特征相符。

圖2　s1井有效烴源巖識別成果圖

3　測井參數(shù)定量計算方法

在巖石地球化學(xué)試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過多種計算方法的實踐與對比，發(fā)現(xiàn)改進的ΔlgR法[6]效果較好：

(1)

式中：w(TOC)為總有機碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；ρlld,b為深側(cè)向電阻率與聲波時差重合時的電阻率，Ω·m；Δt為聲波時差，μs/ft；Δtb為深側(cè)向電阻率與聲波時差重合時的聲波時差，μs/ft；a、b為系數(shù)。

該方法的優(yōu)點在于易于操作，系數(shù)a和b應(yīng)用二元回歸方法可以確定，所需基線參數(shù)值在研究區(qū)較容易確定。不但可以確定w(TOC)，同時也可以確定可溶烴、熱解烴和殘余碳：

(2)

(3)

(4)

w(RC)=0.7751×w(TOC)0.9313

(5)

式中：w(S1)為可溶烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/g；w(S2)為熱解烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/g；w(RC)為殘余碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

應(yīng)用式(2)～(5)可以分別對w(TOC)、w(S1)、w(S2)和w(RC)進行求取。計算結(jié)果與巖心分析值對比見圖3，符合程度均較高。

圖3　s2井參數(shù)計算值與巖心分析值對比圖

研究區(qū)的油主要是儲存在大段富含有機質(zhì)的泥頁巖無機質(zhì)及有機質(zhì)孔隙中的液態(tài)烴(其中部分吸附在有機質(zhì)和巖石顆粒表面)，以自生自儲為主。其含油性受巖石物性和有機質(zhì)豐度共同影響，除與巖性、孔隙度密切相關(guān)外，還受w(S1)、w(TOC)等地球化學(xué)參數(shù)的制約。對于無機部分的含油體積可應(yīng)用常規(guī)方法評價，對于有機部分的含油體積分?jǐn)?shù)可以利用w(TOC)、w(S1)進行計算[20]：

(6)

式中：φ(SOT)為有機質(zhì)中的含油體積分?jǐn)?shù)，%；x為轉(zhuǎn)換系數(shù)，1。

由于式(6)中w(TOC)與w(S1)的量綱不統(tǒng)一，再加上x難以確定，操作起來難度較大。因此可利用w(TOC)與w(RC)、w(S1)、w(S2)的關(guān)系簡化式(6)：

w(S1)+w(S2)=0.083×(w(TOC)-w(RC))

(7)

應(yīng)用該關(guān)系式，約束各個量的變化，不但可以直接求出生烴潛量(w(S1)+w(S2))，還避免了式(6)中量綱不統(tǒng)一的問題。

4　應(yīng)用

圖4　s3井儲層識別成果圖

Ⅰ類烴源巖和Ⅱ類烴源巖是油氣富集層段，也是該次研究尋找的主要目的層段。在研究區(qū)100多口井有效烴源巖測井識別、評價和分級的基礎(chǔ)上，對單井Ⅰ類烴源巖和Ⅱ類烴源巖厚度進行了統(tǒng)計，并乘以相應(yīng)的w(TOC)，繪制了烴源巖品質(zhì)分布圖(圖6)。圖6中的綠色區(qū)域即為優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布區(qū)域，為今后水平井的部署及后續(xù)勘探提供了有力的技術(shù)支撐。

圖5　a1井w(TOC)劃分烴源巖等級成果圖

圖6　研究區(qū)烴源巖品質(zhì)分布圖

5　結(jié)論

1)泥頁巖自生自儲的特性決定了有效烴源巖的評價是整個泥頁巖儲層評價的關(guān)鍵所在。

2)在地球化學(xué)試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用測井方法對泥頁巖有效烴源巖進行測井識別及評價是一種行之有效的方法。它不僅能夠有效地劃分出單井油氣儲層的位置，而且能夠在平面上尋找優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布范圍，為后續(xù)水平井的部署及后續(xù)勘探提供了有力的技術(shù)支撐。

3)目前應(yīng)用測井資料評價烴源巖的方法較多，要根據(jù)實際地質(zhì)情況選取適合于研究區(qū)的有效方法。

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[編輯]龔丹

2016-03-02

赫志兵(1974-)，男，博士，高級工程師，長期從事測井相關(guān)生產(chǎn)、科技及管理工作，378301351@qq.com。

P631.84

A

1673-1409(2016)29-0018-06

[引著格式]赫志兵.M凹陷泥頁巖儲層有效烴源巖測井評價及應(yīng)用[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版),2016,13(29):18～23.