李子梁，陳治軍，白曉寅，王小多，韓長春

（陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院，陜西西安 710075）

哈日凹陷的YHC1 井獲得了高產(chǎn)工業(yè)氣流，是銀額盆地勘探歷史上的重大突破，引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注[1]。TOC 含量數(shù)據(jù)主要是來源于取心實驗分析，由于樣品數(shù)量和實驗經(jīng)費有限，致使TOC 含量數(shù)據(jù)很少、且不連續(xù)、呈離散分布。烴源巖在地下具有非均質(zhì)性分布的特點，描述和評價烴源巖時，習慣以TOC 平均值來代表某地層的TOC，該表示方法顯然不足以滿足當下對烴源巖精細評價的要求。研究者發(fā)現(xiàn)烴源巖的巖石物理性質(zhì)可以引起測井曲線的特定響應，測井資料中包含有TOC 信息，因此通過建立測井信息與TOC之間的對應關(guān)系，來定量預測TOC，可以有效地識別和評價烴源巖。測井數(shù)據(jù)是連續(xù)分布的，根據(jù)測井信息可以計算得到縱向上連續(xù)分布的有機碳含量數(shù)據(jù)。不僅彌補了因分析資料不足而造成在區(qū)域范圍內(nèi)識別與評價烴源巖的困難，同時具有經(jīng)濟、快捷的優(yōu)點[2]。

1 地質(zhì)概況

銀額盆地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部，阿拉善盟烏拉特后旗-額濟納旗一帶，是中國內(nèi)陸地區(qū)的大中型沉積盆地，其油氣勘探程度很低，是在前寒武紀結(jié)晶地塊和古代褶皺基底上發(fā)育起來的中新生代沉積盆地。盆地地層東西部發(fā)育不平衡，哈日凹陷位于銀額盆地中北部，是蘇紅圖坳陷的一個次級構(gòu)造單元，石炭系-二疊系大多是火山巖和變質(zhì)巖，缺失三疊系和侏羅系地層，在白堊系發(fā)育有半深湖-深湖相灰色-深灰色白云質(zhì)泥巖和灰質(zhì)泥巖[3，4]。

2 烴源巖測井評價

烴源巖評價中，TOC 是非常重要的評價參數(shù)之一。在實際應用中，通過巖心取樣分析化驗獲取，因此得到的地化數(shù)據(jù)數(shù)量有限且離散分布，同時分布很不均勻，局限性較大，通常用平均值或者閉合區(qū)間來表示評價某層段的有機碳含量，這樣無法滿足精細評價烴源巖的需求。因此，可以使用多元回歸方法，在測井數(shù)據(jù)和有機碳含量之間建立一種函數(shù)關(guān)系，利用豐富且連續(xù)的測井數(shù)據(jù)，來預測烴源巖有機碳含量，即可更加精確的掌握全井段烴源巖的分布情況，從而進一步預測烴源巖的空間展布特征，為油氣勘探提供有利信息[5，6]。

2.1 測井參數(shù)優(yōu)選

通常烴源巖中含有較高的有機質(zhì)和泥質(zhì)，而有機質(zhì)的氫元素含量較高，所以補償中子數(shù)值較高，因為有機質(zhì)的密度低于普通巖石，所以聲波速度也較低，測井數(shù)值聲波時差較大，密度較小，烴源巖會吸附放射性元素如U 元素、泥質(zhì)含量高，都會導致較高的伽馬值[7]。這些相應的曲線特征表明測井曲線和烴源巖之間是存在聯(lián)系的。烴源巖在測井響應上的差異性并不是簡單的一一對應關(guān)系，其影響的因素較多，除了有機質(zhì)含量、泥質(zhì)含量這些以外，還受到巖石孔隙度、滲透率、有機質(zhì)成熟度等因素的影響，因此其他的測井參數(shù)和烴源巖之間也可能存在關(guān)系[8-10]。

為了篩選出與烴源巖相關(guān)性較強的參數(shù)，使用YHC1 井同深度的實測TOC 數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)做了相關(guān)性分析，繪制實測TOC 數(shù)據(jù)和測井參數(shù)散點分布圖（見圖1），圖中實線是擬合出的線性關(guān)系，并列出了相關(guān)系數(shù)R2（見表1）。

圖1 實測TOC 與測井參數(shù)散點分布圖

表1 實測TOC 與測井參數(shù)的相關(guān)系數(shù)

由相關(guān)性分析的結(jié)果看出，聲波時差、補償中子、巖性密度三種測井參數(shù)與TOC 之間的決定系數(shù)較高，因此選用這三個參數(shù)用來做線性回歸分析。

另外在TOC 和電阻率關(guān)系圖上，可以看到兩個變量之間并不存在明顯的線性關(guān)系，但是散點分布具有冪函數(shù)曲線的形態(tài)，冪函數(shù)的標準形式是：

式中：b＞0 時，y 隨著x 的增大而增大，b＜0 時，y 隨著x 的增大而減小。對上式兩邊取對數(shù)，得：

當lny 和lnx 繪制的散點圖呈直線趨勢時，可以考慮使用冪函數(shù)來描述y 和x 之間的非線性關(guān)系。

于是繪制ln（TOC）和ln（R）的散點圖（見圖2）。

圖2 實測TOC 取對數(shù)與R 取對數(shù)的關(guān)系

可以看到散點大致呈現(xiàn)直線分布，可以初步確定TOC 和電阻率之間存在冪函數(shù)關(guān)系，為進一步驗證，對這兩個變量做冪函數(shù)類型的曲線擬合。結(jié)果（見圖3）。

圖3 實測TOC 與R 的冪函數(shù)關(guān)系擬合

結(jié)果顯示兩變量較好的滿足冪函數(shù)模型。因此優(yōu)選聲波時差、補償中子、巖性密度和電阻率來作為預測TOC 模型的最終參數(shù)，使用多種測井信息參與回歸方程的擬合，得到的結(jié)果將比單個參數(shù)預測的結(jié)果更準確、誤差更小。

2.2 測井預測TOC 計算結(jié)果

構(gòu)建回歸方程的數(shù)據(jù)使用的是YHC1 井的同深度的實測TOC 數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)，將相應的聲波時差、補償中子、巖性密度以及線性化后的電阻率輸入SPSS 軟件，做線性回歸分析，得到公式如下所示：

回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2=0.86，表明擬合結(jié)果不錯，將測井數(shù)據(jù)代入此回歸方程計算YHC1 井全井段的預測TOC，預測TOC 與實測TOC 擬合較好（見圖4）。

圖4 YHC1 井的預測TOC

3 優(yōu)質(zhì)烴源巖縱向分布

根據(jù)建立的回歸模型，可以對YHC1 井烴源巖有機碳的縱向分布特征總結(jié)出來，銀根組的中部出現(xiàn)了較大的TOC 值，預測發(fā)育有分散分布的優(yōu)質(zhì)烴源巖；銀根組和蘇紅圖組交接處的TOC 值是全井段的最大值，且深度范圍很大，推測此段發(fā)育有較大厚度的優(yōu)質(zhì)烴源巖；巴音戈壁組二段下部和巴音戈壁組一段中部TOC 較大，但是分布范圍較小，推測發(fā)育有薄層優(yōu)質(zhì)烴源巖。哈日凹陷單井優(yōu)質(zhì)烴源巖分布較為分散，且單層厚度較薄，這些結(jié)果可作為后續(xù)烴源巖研究的依據(jù)。

4 結(jié)論

（1）利用優(yōu)選出的聲波時差、補償中子、巖性密度和電阻率來構(gòu)建TOC 預測多元回歸線性方程，其中對電阻率和TOC 的冪函數(shù)曲線關(guān)系做了線性化處理，最終形成的回歸方程相關(guān)系數(shù)達到0.86，有不錯的擬合效果。

（2）總結(jié)YHC1 井所在的銀額盆地哈日凹陷深凹區(qū)主要烴源巖縱向分布特征：在銀根組和蘇紅圖組交接處發(fā)育有較大厚度的優(yōu)質(zhì)烴源巖、巴音戈壁組二段下部和巴音戈壁組一段中部發(fā)育有薄層的優(yōu)質(zhì)烴源巖。