徐忠良（長城鉆探工程有限公司測井公司，遼寧 盤錦 124011）

頁巖儲層含氣量測井解釋方法及其應(yīng)用研究

徐忠良（長城鉆探工程有限公司測井公司，遼寧 盤錦 124011）

頁巖儲層測井的常見特征項為電阻率、聲波時差、自然伽馬、中子值、密度等，較難進(jìn)行精密計算。本文對EROMANGA油田的Toolebuc頁巖建立了測井解釋模型，并對其應(yīng)用進(jìn)行分析。

頁巖儲層；含氣量；解釋方法；應(yīng)用研究

頁巖氣通常以吸附和游離的形式存在于細(xì)粒碎屑巖中，是天然氣的一種。天然氣測井技術(shù)是評價頁巖儲層含氣的關(guān)鍵，但其隱秘性和復(fù)雜性使得測井解釋十分困難，且解釋模型與常規(guī)儲層有所差異。

1 測井解釋模型建立

1.1 孔隙度和礦物含量

Toolebuc頁巖中包含了干酪根、灰質(zhì)、泥質(zhì)和砂質(zhì)，利用SPSS進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，得出孔隙度、干酪根、有機(jī)物含量（TOC）和礦物之間的關(guān)系。①TOC（有機(jī)物含量）：有兩種方法分別為聲波電阻率和密度計算，交匯分析可知，密度和有機(jī)物含量之間的相關(guān)性較強(qiáng)，兩者呈反比，利用密度計算法發(fā)現(xiàn)TOC=-37.172×DEN+89.408,R=0.955，DEN為密度測井值，單位為g/cm3，R是相關(guān)系數(shù)。頁巖聲波時差曲線為高值的原因主要是油氣和發(fā)育的裂縫都會增大聲波時差，所以聲波曲線和TOC為正比例相關(guān)。通常情況下泥質(zhì)巖電阻率較低，但在裂縫的油氣層段電阻率較大，說明電阻率曲線與TOC存在較高的相關(guān)性。所以可得，其中Rt為地層電阻率（Ω·m），AC為聲波數(shù)值（ μs/ft），ACj為非源巖聲波（μs/ft），K是刻度系數(shù)，一般為0.02。由關(guān)系式可知，通過密度法計算的TOC更為準(zhǔn)確和可靠。②GLG（干酪根含量）：儲層中的GLG會對TOC產(chǎn)生直接的影響，交匯分析EROMANGA油田的多口井可知：GLG=2.491+1.144×TOC+0.013×TOC2，其中系數(shù)R為0.895，GLG單位為%。③Vsh（泥質(zhì)含量）：計算Vsh時通常使用自然伽馬，中子數(shù)值與Vsh成正比，電阻率與Vsh成反比，所以對TOC、電阻率和Vsh回歸分析可知：Vsh=18.948-1.968×TOC+0.816×CNL-0.486×Rt，其中系數(shù)R為0.843，泥質(zhì)含量單位為%，CNL是中子數(shù)值（%）。④Vlim（灰質(zhì)含量）：Vlim會對電阻率的測得值和中子值產(chǎn)生影響，通常三者之間成正比關(guān)系，而TOC與礦物量有直接聯(lián)系，由此可得Vlim=63.645+0.568×Rt+2.0×TOC-1.678×CNL，其中系數(shù)R為0.757。⑤PORT（孔隙度）=-1.537+0.62×CNL-0.89×DEN-0.604×TOC，其中系數(shù)R為0.901。⑥POR（充氣孔隙度）：垂直深度不足700米時，系數(shù)R為0.824，POR=-7.494-0.053×TOC-0.051×Vsh+3.426×DEN+0.075×CL；垂直深度超過700米時，POR=-46.155-0.087×TOC-0.123×Vsh+18.253×DEN+0.352×CL，此時系數(shù)R為0.831。⑦SAND（砂質(zhì)含量）=100-POR-Vlim-Vsh-GLG。

1.2 Sog模型（含烴飽和度）

常規(guī)的泥質(zhì)砂巖計算飽和度的公式顯示，電阻率、含水飽和度、孔隙度和泥質(zhì)含量之間關(guān)系密切，含水飽和度與孔隙度、電阻率成反比，隨著電阻率的增高和孔隙度的變大，地層含水飽和度會降低，且泥質(zhì)對其也會產(chǎn)生一定影響，回歸分析可得計算模型：Sog=100-Sw，R=0.857。式中Sw是含水飽和度，為百分?jǐn)?shù)，Sog為含氣飽和度，也為百分?jǐn)?shù)。

1.3 Tgas模型（總含氣量）

TOC（有機(jī)物含量）與頁巖吸附氣量和生氣率成正比例關(guān)系，有機(jī)物的含量越高，頁巖含氣量也越高。通常情況下，頁巖的含氫指數(shù)較高，使得其中子值也相對較高，但是高含氣量狀態(tài)下的中子挖掘效應(yīng)會降低中子的測量值，所以采取綜合評價有機(jī)物和中子含量的方法，以此來對頁巖的含氣總量進(jìn)行計算，回歸分析可得：Tgas=3.013-0.073×CNL+0.150×TOC,R=0.995，本式中Tgas為含氣總量，單位為m3/t。

2 應(yīng)用研究

2.1 工況

EROMANGA油田位于加里里盆地，頁巖氣勘探的目標(biāo)主要是Toolebuc頁巖，其主要構(gòu)成為石灰?guī)r和生物質(zhì)豐富的頁巖，主要的測井資料為電阻率、自然伽馬、電位、中子值、密度、聲波等。

預(yù)處理資料

EROMANGA油田的測井方法主要為電纜測井，此油井的中子值、密度、聲波等曲線性狀良好，僅聲波曲線存在小幅度偏差，標(biāo)準(zhǔn)層選定為儲層以上20至30米的泥巖層，這部分通常較為穩(wěn)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)層直方圖后可以得到油井的聲波、中子值和密度的校正值。

圖一密度校正直方圖

2.2 計算方法比較

通過Forward軟處理上述模型的頁巖層段，對比各計算方法的計算精度。利用最優(yōu)化的刻度技術(shù)和方法，以概率統(tǒng)計模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為基準(zhǔn)，對儲層的干酪根、砂質(zhì)、灰質(zhì)和泥質(zhì)等物質(zhì)的含量進(jìn)行評價和計算，對比計算結(jié)果可知，統(tǒng)計算法的結(jié)果最為精確。

2.3 結(jié)果分析

通過統(tǒng)計回歸算法和上述解釋模型處理各井頁巖層段，儲層的干酪根、砂質(zhì)、灰質(zhì)和泥質(zhì)等物質(zhì)的含量計算結(jié)果都巖心刻度較為吻合，相對誤差均小于8%，說明此模型可以應(yīng)用在工區(qū)測井評價中。

3 結(jié)語

本研究的解釋模型計算結(jié)果準(zhǔn)確，誤差較小，適用于EROMANGA油田，也可擴(kuò)展應(yīng)用于整個區(qū)塊中。

[1]唐穎,李樂忠,蔣時馨.頁巖儲層含氣量測井解釋方法及其應(yīng)用研究[J].天然氣工業(yè),2014(12).

[2]金力鉆,孫玉紅,楊鐵梅.頁巖氣儲層測井解釋模型建立與評價方法研究[J].石油化工高等學(xué)校學(xué)報,2015(4).