秦建強(qiáng),付德亮,2,3,錢(qián)亞芳,楊 甫,2,田 濤,2

(1.陜西省煤田地質(zhì)集團(tuán)有限公司,陜西西安710021;2.國(guó)土資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安710021;3.成都理工大學(xué)能源學(xué)院,四川成都610059;4.中國(guó)石油天然氣股份有限公司長(zhǎng)慶油田分公司第三采氣廠,內(nèi)蒙古烏審旗017300)

石油天然氣地質(zhì)學(xué)發(fā)展到今天,油氣有機(jī)成因理論始終處于主導(dǎo)地位,這就決定了有機(jī)質(zhì)豐度成為烴源巖評(píng)價(jià)的核心參數(shù)[1-3]。有機(jī)質(zhì)豐度的確定對(duì)認(rèn)識(shí)各類烴源巖的生烴潛力、儲(chǔ)層產(chǎn)能潛力預(yù)測(cè)等工作具有重要意義[4-5]。近年來(lái),以自生自儲(chǔ)為特征的頁(yè)巖油、氣勘探開(kāi)發(fā)迅速發(fā)展,由于頁(yè)巖油、氣的富集很大程度上決定于頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度特征[6-9],因此,準(zhǔn)確評(píng)價(jià)烴源巖中有機(jī)質(zhì)豐度越來(lái)越受到油氣勘探工作者的重視。有機(jī)質(zhì)不僅是直接生成油氣資源的母質(zhì),同時(shí)也是油氣吸附及存儲(chǔ)的重要介質(zhì)[10-11]。

最直接可靠地獲取烴源巖中有機(jī)質(zhì)豐度的方法是采用燃燒法進(jìn)行樣品地球化學(xué)分析,這涉及到鉆井、取樣、室內(nèi)分析檢測(cè)等過(guò)程,大范圍應(yīng)用成本巨大,時(shí)間周期長(zhǎng),難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)表征有機(jī)質(zhì)豐度參數(shù),并且中間過(guò)程因?yàn)殡S機(jī)采樣等因素而導(dǎo)致樣品分布不均[12-14]。因此,地球化學(xué)分析往往局限在小范圍的初步勘探評(píng)價(jià)工作,在規(guī)模化油氣勘探開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)工作中應(yīng)用范圍有限。

有機(jī)質(zhì)豐度在自然伽馬、密度、聲波時(shí)差、電阻率、中子孔隙度等地球物理測(cè)井參數(shù)上有一定的反映[14-22]。據(jù)此,20世紀(jì)40年代起,已有學(xué)者開(kāi)始利用自然伽馬與有機(jī)質(zhì)相關(guān)現(xiàn)象探索有機(jī)質(zhì)特征[23]。經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展,逐步建立了一系列定量評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)豐度的方法。1979年研究人員采用ΔlogR法實(shí)現(xiàn)了烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的定量預(yù)測(cè);1981年,SCHMOKER等[18]通過(guò)分析自然伽馬曲線與有機(jī)質(zhì)豐度之間的關(guān)系,為自然伽馬法預(yù)測(cè)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度奠定了基礎(chǔ);隨后SCHMOKER[17,24]有關(guān)地層密度與烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度關(guān)系的研究也成為重要的預(yù)測(cè)方法;MENDELZON等[15]嘗試建立了多元回歸法預(yù)測(cè)有機(jī)質(zhì)豐度。我國(guó)學(xué)者也對(duì)此做了諸多探索,包括利用電測(cè)井資料確定烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟度[25]、碳酸鹽巖烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的測(cè)井評(píng)價(jià)[26]等。另外,近年來(lái)利用地震資料定量反演烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度也取得了較好的成果[27-29]。

測(cè)井及地震勘探等方法因?yàn)槠湓诳v向單井以及研究區(qū)域面上具有連續(xù)特性,同時(shí)能夠進(jìn)行原位預(yù)測(cè),因而在大規(guī)模油氣勘探開(kāi)發(fā)的有機(jī)質(zhì)豐度預(yù)測(cè)工作中得到了廣泛應(yīng)用。本文分析了大量的文獻(xiàn)資料,在總結(jié)地球物理方法預(yù)測(cè)有機(jī)質(zhì)豐度方法理論基礎(chǔ)上,對(duì)近年來(lái)應(yīng)用較為廣泛的ΔlogR法、體積密度測(cè)井法、自然伽馬測(cè)井法、多元線性回歸法以及地震多屬性反演法等方法原理進(jìn)行概要分述,并對(duì)不同模型的適用性及其優(yōu)勢(shì)和不足進(jìn)行了分析。

1 方法理論基礎(chǔ)

烴源巖表現(xiàn)在地球物理方面的一些特有性質(zhì)是預(yù)測(cè)其有機(jī)質(zhì)豐度的理論基礎(chǔ)。通常情況下,測(cè)井曲線表現(xiàn)出高自然伽馬、高鈾(U)、低釷(Th)、高電阻率、高聲波時(shí)差、高中子孔隙度、低密度等特征[30-32],地震波則表現(xiàn)出空間可追蹤的低頻連續(xù)反射的特征[14,27]。

自然伽馬測(cè)井測(cè)量了井內(nèi)放射性同位素衰變過(guò)程中產(chǎn)生的伽馬射線強(qiáng)度值,該值與地層當(dāng)中放射性同位素含量密切相關(guān),由于有機(jī)質(zhì)尤其是腐殖質(zhì)對(duì)鈾元素的強(qiáng)吸附作用,因而烴源巖自然伽馬測(cè)井值會(huì)顯著高于其它地層的自然伽馬測(cè)井值[33]。有機(jī)質(zhì)往往富集于還原環(huán)境中,而鈾和釷均是氧化還原環(huán)境敏感元素,一般情況下,鈾富集于還原條件而釷會(huì)在氧化環(huán)境中富集,因此烴源巖伽馬能譜測(cè)井顯示出高鈾、低釷特征[34]。烴源巖中的高電阻率特征是由于有機(jī)質(zhì)本身導(dǎo)電性差造成的,尤其是處于生烴高峰期時(shí),賦存于有機(jī)質(zhì)孔隙中的油、氣會(huì)進(jìn)一步降低其導(dǎo)電性[16],有機(jī)質(zhì)本身因?yàn)榫哂休^低的聲波傳播速度,因此烴源巖會(huì)表現(xiàn)出較高的聲波時(shí)差特征[35]。中子孔隙度測(cè)井是井內(nèi)巖石氫指數(shù)的直接反應(yīng),有機(jī)質(zhì)中往往富含較高的氫原子,因此會(huì)表現(xiàn)高中子孔隙度特征[36]。烴源巖中有機(jī)質(zhì)密度較低,一般介于1.0～1.1g/cm3,而與之共生的圍巖基質(zhì)密度一般介于2.3～3.1g/cm3,因此有機(jī)質(zhì)豐度越高,密度越低,密度測(cè)井會(huì)表現(xiàn)出明顯的低異常[17]。

測(cè)井方法預(yù)測(cè)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度正是基于以上特征,結(jié)合地球化學(xué)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),建立相關(guān)數(shù)理方程,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)豐度的預(yù)測(cè)。但是因?yàn)槭艹练e物源及環(huán)境、地層巖性、成巖作用、地層流體性質(zhì)、礦物成分、構(gòu)造地質(zhì)條件等諸多因素的影響[37],上述特征并非一成不變,往往會(huì)因?yàn)槟承┑刭|(zhì)因素的變化而發(fā)生一些特殊變化,所以,我們?cè)跀?shù)據(jù)處理過(guò)程中要尤其謹(jǐn)慎。

地層密度是影響地震波傳播的最敏感的因素之一,其變化會(huì)直接反映地震波阻抗的變化,據(jù)此可以實(shí)現(xiàn)烴源巖空間展布特征的預(yù)測(cè)[28]。利用疊前密度反演的方法,結(jié)合有機(jī)質(zhì)豐度與地層密度相關(guān)關(guān)系,便可實(shí)現(xiàn)空間上的有機(jī)質(zhì)豐度預(yù)測(cè)。

基于上述原理,研究人員從不同角度建立了多種烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的地球物理預(yù)測(cè)方法,常見(jiàn)的有ΔlogR法、地層體積密度測(cè)井法、自然伽馬測(cè)井法、多元線性回歸法、地震多屬性反演法等,各種方法的基本原理及適用范圍見(jiàn)表1。

表1 不同方法預(yù)測(cè)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度原理及適用性

2 預(yù)測(cè)方法

2.1 聲波時(shí)差-電阻率重疊法(ΔlogR法)

利用聲波時(shí)差與電阻率在不同地層中的響應(yīng)特征,PASSEY等[16]建立了一套經(jīng)典的計(jì)算烴源巖中有機(jī)質(zhì)豐度的方法,該方法得到了廣泛應(yīng)用。在貧有機(jī)質(zhì)富水地層中,聲波時(shí)差值低,電阻率值也低,這兩條曲線互相平行并疊加;而在富有機(jī)質(zhì)烴源巖地層中,聲波時(shí)差值高,電阻率值也高,這兩條曲線發(fā)生分離(圖1)。該方法將聲波時(shí)差曲線縮放處理并將電阻率曲線與之進(jìn)行反向疊加,然后計(jì)算有機(jī)質(zhì)豐度:

(1)

TOC=ΔlogR×102.297-0.1688×LOM+ΔTOC

(2)

式中:R為電阻率;Δt為聲波時(shí)差;Rbaseline和Δtbaseline分別指基線上對(duì)應(yīng)的電阻率和聲波時(shí)差值;TOC為有機(jī)質(zhì)豐度;ΔTOC為背景值;LOM為熱成熟度參數(shù),反映有機(jī)質(zhì)熱演化程度。

由于聲波時(shí)差曲線對(duì)低密度、低速干酪根的響應(yīng)和電阻率曲線對(duì)地層流體的響應(yīng)表現(xiàn)出顯著異常,因此ΔlogR法計(jì)算過(guò)程中可以通過(guò)聲波時(shí)差曲線和電阻率曲線的疊合而避免孔隙度對(duì)TOC測(cè)井響應(yīng)的干擾,從而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)TOC[16]。但是,由于該計(jì)算方法假設(shè)基線對(duì)應(yīng)地層不含有機(jī)質(zhì),這顯然與事實(shí)不符,因此在一定程度上計(jì)算結(jié)果會(huì)存在偏差。另外,該模型基于正常壓實(shí)的海相沉積背景建立,對(duì)于一些陸相沉積的烴源巖并不完全適用[38]。此外對(duì)于構(gòu)造條件復(fù)雜、熱演化程度較高的海相烴源巖,該方法的應(yīng)用效果也不甚理想[39]。

為此,針對(duì)不同的地質(zhì)背景,人們對(duì)此方法進(jìn)行了多種變形和改進(jìn),胡慧婷等[12]針對(duì)陸相深層烴源巖低孔隙度和低電阻率的特征,利用自然伽馬曲線代替?zhèn)鹘y(tǒng)模型中的LOM參數(shù),建立了基于自然伽馬、聲波時(shí)差和電阻率三參數(shù)的廣義ΔlogR模型。陳海峰等[40]就烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)參數(shù)通用性較差的問(wèn)題,將ΔlogR中的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)視為待定系數(shù),采用變系數(shù)ΔlogR法對(duì)海拉爾盆地烏爾遜凹陷南一段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。許娟娟等[41]在對(duì)長(zhǎng)嶺斷陷龍鳳山次凹下白堊統(tǒng)烴源巖工作中發(fā)現(xiàn),烴源巖層段異常點(diǎn)的去除,能夠有效改善ΔlogR法的計(jì)算精度。

圖1 ΔlogR法解釋烴源巖地層示意[16]

2.2 地層體積密度測(cè)井法

地層體積密度測(cè)井法是基于烴源巖中有機(jī)質(zhì)密度為1.0～1.1g/cm3而圍巖密度介于2.3～3.1g/cm3,因而地層密度會(huì)隨有機(jī)質(zhì)含量的變化呈現(xiàn)出一定的線性規(guī)律[17,42]:

(3)

式中:A和B均為與區(qū)域地質(zhì)條件相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù),可以利用最小二乘法求取;ρ為巖石密度值。

該方法具有應(yīng)用簡(jiǎn)易、相關(guān)性高等優(yōu)勢(shì),只要通過(guò)巖心數(shù)據(jù)分析獲取目標(biāo)區(qū)域有機(jī)質(zhì)豐度與地層巖石密度的線性關(guān)系(圖2),根據(jù)密度測(cè)井值即可預(yù)測(cè)目標(biāo)區(qū)域的有機(jī)質(zhì)豐度。該方法已在眾多含油氣盆地中獲得了較好的應(yīng)用效果[24,42-43]。但是,如果烴源巖中重礦物含量較多,則會(huì)對(duì)該方法的適用性產(chǎn)生一定影響,尤其是與有機(jī)質(zhì)相關(guān)性較高的黃鐵礦等礦物,有必要在應(yīng)用過(guò)程中加以校正;此外孔隙流體因?yàn)槠涿芏戎到朴谟袡C(jī)質(zhì)密度,也可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果比實(shí)際值大[43-45]。

圖2 焦石壩氣田Y1井頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖心分析密度與TOC關(guān)系[42]

需著重指出的是,在各種地球物理測(cè)井參數(shù)中,地層密度測(cè)井與地震波阻抗、振幅、頻率等參數(shù)存在很好的線性關(guān)系,因此體積密度測(cè)井法在有機(jī)質(zhì)豐度的平面預(yù)測(cè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),該方法也是目前實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)豐度平面預(yù)測(cè)最可靠的方法。王健等[46]采用該方法對(duì)四川盆地涪陵地區(qū)有機(jī)質(zhì)豐度進(jìn)行了擬合計(jì)算,并實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)有機(jī)質(zhì)豐度的平面預(yù)測(cè)(圖3),相關(guān)性良好。

圖3 涪陵地區(qū)頁(yè)巖目的層一段平均TOC分布[46]

2.3 自然伽馬測(cè)井法

自然伽馬測(cè)井可以對(duì)地層中放射性元素產(chǎn)生的伽馬射線進(jìn)行定量分析。伽馬射線強(qiáng)度與放射性元素豐度密切相關(guān),而有機(jī)質(zhì)在沉積成巖過(guò)程中會(huì)對(duì)鈾起到還原和吸附作用,進(jìn)而使其富集[47],因此有機(jī)質(zhì)豐度與伽馬測(cè)井值呈良好的正相關(guān)關(guān)系,據(jù)此可以通過(guò)地層自然伽馬測(cè)井值計(jì)算其有機(jī)質(zhì)豐度[23]。陳中紅等[34]研究了東營(yíng)凹陷古近系沙河街組沙三段的自然伽馬測(cè)井曲線,指出鈾與有機(jī)質(zhì)豐度存在良好相關(guān)性(圖4);SCHMOKER[18]研究了Devonian頁(yè)巖,對(duì)其TOC與自然伽馬測(cè)井曲線之間的線性關(guān)系進(jìn)行了分析,認(rèn)為某一區(qū)域內(nèi)的自然伽馬與地層密度存在線性關(guān)系,其斜率(A)定義為:

(4)

式中:γ為自然伽馬值;ρ為地層密度;γB和ρB分別為區(qū)域地層中不含有機(jī)質(zhì)條件下的自然伽馬值和地層密度。求取地層有機(jī)質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)Φo[17]:

(5)

因此可以得到:

(6)

自然伽馬值還會(huì)因?yàn)槌练e物源、沉積巖粒度、沉積環(huán)境、水動(dòng)力條件等因素的變化而發(fā)生改變[48],因此在應(yīng)用過(guò)程中需要對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行深入鑒別和分析。陳增智等[26]在利用自然伽馬測(cè)井法預(yù)測(cè)陜甘寧盆地不同構(gòu)造單元內(nèi)下古生界碳酸鹽巖烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度時(shí)發(fā)現(xiàn),沉積成巖作用和有機(jī)質(zhì)演化以及泥質(zhì)含量等因素均會(huì)對(duì)有機(jī)質(zhì)豐度產(chǎn)生顯著影響。王勝建等[49]在對(duì)柴達(dá)木盆地柴頁(yè)1井的測(cè)井資料進(jìn)行分析評(píng)價(jià)時(shí)發(fā)現(xiàn),目的層段由于鈣質(zhì)含量較高,并且?jiàn)A有煤層,自然伽馬測(cè)井值偏低,不宜用于計(jì)算有機(jī)質(zhì)豐度。

圖4 東營(yíng)凹陷古近系沙河街組沙三段鈾含量與有機(jī)質(zhì)豐度關(guān)系[34]

2.4 多元線性回歸法

有機(jī)質(zhì)豐度與多種地球物理測(cè)井參數(shù)之間均有一定的關(guān)聯(lián)性,因此可以采用多測(cè)井參數(shù)共同控制下的數(shù)理方程實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)豐度預(yù)測(cè),該方法便是測(cè)井參數(shù)的多元線性回歸法。MENDELZON等[15]指出,多元回歸方程的預(yù)測(cè)結(jié)果一般情況下會(huì)比單因素分析方法更可靠。多元回歸方程基于各數(shù)據(jù)集的相關(guān)矩陣計(jì)算獲得,其一般形式是:

(7)

式中:A0和Ai均是與區(qū)域地質(zhì)條件相關(guān)的回歸系數(shù);Xi為與Ai對(duì)應(yīng)的測(cè)井值,此時(shí)Ai可以反映Xi對(duì)應(yīng)測(cè)井參數(shù)對(duì)有機(jī)質(zhì)豐度的貢獻(xiàn)程度及相關(guān)性。A0和Ai可以結(jié)合TOC數(shù)據(jù)通過(guò)最小二乘法計(jì)算獲得。

對(duì)比多元線性回歸法與經(jīng)典的ΔlogR法的應(yīng)用結(jié)果發(fā)現(xiàn),在某些情況下多元線性回歸法的預(yù)測(cè)結(jié)果的擬合度更高,并且與實(shí)際測(cè)試結(jié)果更相符(表2)[20,50]。王濡岳等[39]對(duì)貴州岑鞏區(qū)塊牛蹄塘組頁(yè)巖進(jìn)行多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn),自然伽馬、鈾含量、聲波時(shí)差等參數(shù)與有機(jī)質(zhì)豐度正相關(guān),而密度、電阻率、補(bǔ)償中子、鉀含量與有機(jī)質(zhì)豐度負(fù)相關(guān),據(jù)此建立了該區(qū)域有機(jī)質(zhì)豐度預(yù)測(cè)的多元線性方程。但是多元線性回歸法并非相關(guān)參數(shù)越多越好,需要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件及檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)選。杜江民等[30,50]分別對(duì)柴達(dá)木盆地上干柴溝組下段和鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段烴源巖開(kāi)展了多元線性回歸法預(yù)測(cè)有機(jī)質(zhì)豐度,發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于上干柴溝組的多元回歸方程以自然伽馬、聲波時(shí)差、電阻率和地層密度4個(gè)參數(shù)模型擬合度最高,而長(zhǎng)7段烴源巖則以自然伽馬、地層密度、聲波時(shí)差3個(gè)參數(shù)模型擬合結(jié)果最好。

表2 吐哈盆地臺(tái)北凹陷侏羅系烴源巖多元回歸法與ΔlogR法計(jì)算誤差對(duì)比[20]

注:相對(duì)誤差指計(jì)算結(jié)果相對(duì)于實(shí)測(cè)結(jié)果的誤差平均值。

2.5 地震多屬性反演法

地震多屬性反演法是一種多參數(shù)綜合預(yù)測(cè)地層有機(jī)質(zhì)豐度的方法,采用三維地震資料結(jié)合鉆井、測(cè)井、錄井以及地球化學(xué)測(cè)試等參數(shù),通過(guò)地震解釋確定地層展布,建立地震相關(guān)屬性與有機(jī)質(zhì)豐度等參數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系,進(jìn)而反演整個(gè)地層有機(jī)質(zhì)豐度[28]。這一過(guò)程涉及到的地震參數(shù)包括地震波幾何形態(tài)、振幅、波形、頻率、能量、相位等。

地震多屬性反演法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)工區(qū)空間上的有機(jī)質(zhì)豐度預(yù)測(cè),近年來(lái)在部分地區(qū)的研究也取得了一定成果。李金磊等[51]應(yīng)用該方法對(duì)四川盆地焦石壩地區(qū)五峰組-龍馬溪組頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度進(jìn)行了預(yù)測(cè),并精確圈定出研究區(qū)中TOC≥1%的空間展布。徐新德等[52]在北部灣盆地建立了一套基于地化-測(cè)井-地震聯(lián)合反演烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的方法,為研究區(qū)油氣資源勘探提供了重要參考,但該研究中因?yàn)樵O(shè)定TOC>2%為優(yōu)質(zhì)烴源巖的閥值,因而可能會(huì)對(duì)北部灣盆地主力烴源巖范圍的界定產(chǎn)生一定影響。

對(duì)于地震多屬性反演法而言,由于演算過(guò)程中累積誤差較大,因此其穩(wěn)定性較差?；赥OC與地層密度之間的擬合方程,利用疊前密度反演數(shù)據(jù)可以在很大程度上降低這種誤差,并且能夠有效降低預(yù)測(cè)結(jié)果的多解性[27,51]。

3 討論與展望

地球物理方法預(yù)測(cè)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度已形成了地化-測(cè)井-地震聯(lián)合反演評(píng)價(jià)模式(圖5)[52],是未來(lái)烴源巖規(guī)模化綜合評(píng)價(jià)中較為完善的方法,有利于縮短評(píng)價(jià)時(shí)間、降低評(píng)價(jià)成本。眾多研究資料表明,沒(méi)有哪種方法能夠在所有地質(zhì)條件下通用,各方法均有其自身優(yōu)勢(shì)和缺陷(表3)。不同地質(zhì)條件對(duì)各種方法的預(yù)測(cè)結(jié)果有一定程度的影響,例如:ΔlogR法需要人為確定的參數(shù)較多,很容易因?yàn)橹饔^因素造成較大的計(jì)算誤差;地層體積密度測(cè)井法面對(duì)重礦物及地層流體含量變化的影響,需要通過(guò)進(jìn)一步的礦物流體組分分析校正才能夠得到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果;自然伽馬測(cè)井法對(duì)有機(jī)吸附富集鈾元素過(guò)度依賴,面對(duì)一些非有機(jī)吸附作用而富集鈾元素的地層很可能造成計(jì)算結(jié)果偏大,而對(duì)一些鈾元素吸附性差的有機(jī)質(zhì)則可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏低;多元線性回歸法需要的測(cè)井資料過(guò)多,因而數(shù)據(jù)量大,處理過(guò)程中對(duì)各參數(shù)的影響機(jī)理不夠明確,影響了系數(shù)確定,可能出現(xiàn)偏差,從而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果有誤;地震多屬性反演法中間過(guò)程繁瑣,容易累積誤差,并且在不同地層間的應(yīng)用穩(wěn)定性差?？梢?jiàn)采用不同方法預(yù)測(cè)有機(jī)質(zhì)豐度的相關(guān)工作依然存在較多問(wèn)題,這在一定程度上也決定了該方法未來(lái)的發(fā)展方向。

圖5 過(guò)潿西南凹陷A洼陷地震反演得到的典型TOC剖面[52]

表3 不同方法優(yōu)、劣勢(shì)對(duì)比及優(yōu)化方法

3.1 存在問(wèn)題

首先,有機(jī)質(zhì)豐度受沉積環(huán)境與物源、構(gòu)造地質(zhì)條件、水動(dòng)力條件、礦物巖石組成等多種因素控制,這一系列因素反映在地球物理參數(shù)上會(huì)造成預(yù)測(cè)結(jié)果不佳,需要結(jié)合具體地質(zhì)條件,采取針對(duì)性的措施(如電阻率成像測(cè)井、核磁共振測(cè)井等),從中獲取更加豐富的地質(zhì)參數(shù)。

其次,近年來(lái)隨著以自生自儲(chǔ)為特征的頁(yè)巖油、氣越來(lái)越受油氣地質(zhì)工作者的重視[9,53-55],烴源巖評(píng)價(jià)工作的重要性已上升到了一個(gè)新的高度。我國(guó)在常規(guī)的電磁、聲波等測(cè)井方面理論及技術(shù)均已達(dá)到較高水平,但針對(duì)非常規(guī)油氣地質(zhì)的測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù),無(wú)論在儀器設(shè)備還是在理論基礎(chǔ)方面均存在較大的不足,一定程度上限制了我國(guó)非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)展。

第三,我國(guó)廣泛發(fā)育海相、陸相、海陸過(guò)渡相等多時(shí)期、多類型的烴源巖,區(qū)域地質(zhì)條件差異極大,同時(shí)各方法均存在適用性,難以建立一套通用的評(píng)價(jià)方法。因此,實(shí)際工作中必須基于精細(xì)化的地質(zhì)背景資料,確定不同地質(zhì)條件下的有機(jī)質(zhì)豐度主控因素,進(jìn)而優(yōu)選適用于研究區(qū)的預(yù)測(cè)方法。另外,針對(duì)煤巖、富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)泥巖、泥巖、碳酸鹽巖等特定巖性的烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度地球物理評(píng)價(jià)方法有必要做進(jìn)一步研究。

3.2 未來(lái)展望

利用地球物理方法預(yù)測(cè)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度是目前開(kāi)展大規(guī)模烴源巖評(píng)價(jià)工作的有效途徑,能夠極大地降低烴源巖評(píng)價(jià)的資金和時(shí)間成本。近年來(lái),精準(zhǔn)成像測(cè)井技術(shù)和高分辨率地震反演技術(shù)的快速發(fā)展[56-57],使得更加精細(xì)化的地質(zhì)特征參數(shù)被廣泛認(rèn)識(shí),從而進(jìn)一步擴(kuò)大了該方法的應(yīng)用范圍。非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)對(duì)烴源巖精細(xì)評(píng)價(jià)的迫切需求,將促使水平隨鉆測(cè)井技術(shù)等設(shè)備的快速發(fā)展,從而在非常規(guī)油氣領(lǐng)域得到更多的應(yīng)用[32,58]。另外,隨著地質(zhì)云技術(shù)的快速發(fā)展[59-60],早期獲得的大量地球物理及有機(jī)質(zhì)豐度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有望通過(guò)該技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)掘,從中探索出更多的有用信息。

4 結(jié)論和建議

1) 根據(jù)烴源巖評(píng)價(jià)工作的深入程度和廣度,已逐步建立起一套地球化學(xué)方法測(cè)定控點(diǎn)—單井測(cè)井預(yù)測(cè)控線—地震資料或多井測(cè)井預(yù)測(cè)控面的點(diǎn)—線—面逐級(jí)深入的評(píng)價(jià)模式。具體到各個(gè)預(yù)測(cè)方法而言,各方法自有其適用條件和范圍,實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要緊密結(jié)合地質(zhì)背景,對(duì)比分析不同方法在研究區(qū)的適用性,優(yōu)選最佳方案。

2) 我國(guó)地質(zhì)情況復(fù)雜,多種烴源巖類型廣泛分布,開(kāi)展區(qū)域性的地質(zhì)資料對(duì)比和針對(duì)性的巖性地球物理特征參數(shù)研究,建立精細(xì)化的地質(zhì)資料數(shù)據(jù)庫(kù),有利于在未來(lái)烴源巖評(píng)價(jià)工作中提高效率和準(zhǔn)確度。

3) 我國(guó)關(guān)于地球物理方法預(yù)測(cè)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的研究起步較晚,但常規(guī)的電磁、聲波等測(cè)井理論及技術(shù)已達(dá)到較高水平。得益于此,現(xiàn)階段應(yīng)當(dāng)深入開(kāi)展有機(jī)質(zhì)豐度與地球物理參數(shù)相關(guān)性影響機(jī)理方面的基礎(chǔ)研究,這是科學(xué)開(kāi)發(fā)更高效和更精確的技術(shù)設(shè)備的前提,同時(shí)也是預(yù)測(cè)計(jì)算工作中合理設(shè)定各影響參數(shù)的相關(guān)性系數(shù)的保障,能夠有效提高預(yù)測(cè)精度。