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利用测井曲线估算有机碳含量发布时间：2021-04-14T14:03:43.687Z 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：崔金风于宁宁衣玉静林慧娟[导读] 含油气盆地资源评价的一项重要工作是对盆地生油岩有机质丰度进行合理的定量估计。
本文主要是利用法国石油研究院提出的生油岩岩石模型，借助岩心、岩屑或井壁取心等样品的有机碳实验分析数据对常规测井曲线进行标定，初步实现了利用测井采集的电阻率和声波等大量连续数据直接估算总有机碳含量。
这种方法在济阳凹陷下第三系沙三段烃源岩地层得到了验证。
中石化经纬有限公司胜利测井公司崔金风于宁宁衣玉静林慧娟摘要：含油气盆地资源评价的一项重要工作是对盆地生油岩有机质丰度进行合理的定量估计。
本文主要是利用法国石油研究院提出的生油岩岩石模型，借助岩心、岩屑或井壁取心等样品的有机碳实验分析数据对常规测井曲线进行标定，初步实现了利用测井采集的电阻率和声波等大量连续数据直接估算总有机碳含量。
这种方法在济阳凹陷下第三系沙三段烃源岩地层得到了验证。
对计算机测井分析结果和实验室样品分析结果进行对比表明，用计算机处理测井资料所得的有机质含量和岩石样品分析结果同样可靠，现有的资料表明该方法适用与胜利油田生油凹陷非成熟至中等成熟的生油岩评价。
关键词: 生油岩、有机质丰度、总有机质含量本文主要采用的是法国石油研究院的有机碳测井评价方法通过建立解释模型，用声波测井和电阻率测井进行定量计算有机碳的含量，同时针对不同成熟度的生油岩通过给出反映成熟度的地化参数，对解释模型进行适当的修正，来进行生油岩的处理和解释胜利油田生油凹陷非成熟至中等成熟的生油岩评价。
1、基本原理生油岩通常是指沉积的泥岩、页岩或灰质泥岩以及碳酸盐岩，它们一般含有大量的有机物质。
非生油岩也含有机质，但其有机质含量一般都很小。
在以粘土成分为主的泥页岩里，其骨架的颗粒主要是层状的粘土矿物，而固体的有机质赋存方式主要有两种，即分散有机质方式与有机质富集层方式，有机质和粘土沉积混合在一起，而不是充填在它们之间的孔隙中，随着压实作用的增大，这些层状的矿物颗粒自身会形成水平层理，有机质就分布在这些薄层之中。
文章编号:100020747(2002)0420050203烃源岩测井识别与评价方法研究王贵文1,朱振宇2,朱广宇3(1.石油大学(北京);2.中国科学院地质与地球物理研究所;3.东南大学)摘要:烃源岩测井评价通过纵向连续的高分辨率测井信息估算地层的有机碳含量,弥补了因取心不足而造成的在区域范围内识别与评价烃源岩的困难,为资源量估算及油气勘探决策提供地质依据。
研究了用Δlg R 、多元统计分析和人工神经网络方法根据测井信息识别与评价烃源岩的方法,用这些方法对塔里木盆地台盆区21口井寒武2奥陶系进行烃源岩层段识别与评价,将测井资料处理成果与岩心的有机地化、地质录井资料相互检验,证实所用方法基本满足烃源岩评价的需要。
图6参7(朱振宇摘)关键词:烃源岩;有机碳含量;多元统计;人工神经网络;测井信息;识别中图分类号:P631.811 文献标识码:B 有机碳含量(TOC )是反映岩石有机质丰度最主要的指标。
对岩心、岩屑样品进行有机地球化学分析,可获得有机质丰度和转化率等系列参数。
然而,岩心样品有限,分析费用昂贵且费时,特别是岩屑分析结果可能不准确。
利用测井曲线估算地层有机碳含量,既可以克服以上缺点,同时容易得到区域范围的地层有机碳含量数据,为资源量估算及油气勘探决策提供地质依据。
笔者在充分考察前人有关烃源岩测井分析方法的基础上,分析与对比Δlg R 法、多元统计分析法和人工神经网络法[127]的特点,并将这些方法运用于塔里木盆地台盆区寒武2奥陶系烃源岩的测井分析与评价中,取得了较好的效果。
1烃源岩的测井响应富含有机碳的烃源岩具有密度低和吸附性强等特征。
假设富含有机碳的烃源岩由岩石骨架、固体有机质和孔隙流体组成,非烃源岩仅由岩石骨架和孔隙流体组成(见图1a ),未成熟烃源岩中的孔隙空间仅被地层水充填(见图1b ),而成熟烃源岩的部分有机质转化为液态烃进入孔隙,其孔隙空间被地层水和液态烃共同充填(见图1c )。
测井方法在评价烃源岩的应用概述摘要烃源岩是油气生成和成藏的基础，但由于其非均质性和样品的制约，其预测和评价具有一定的困难。
测井信息可以间接地反映出地层的岩性及其流体性质，利用自然伽马、电阻率、声波时差等常规测井曲线对有机质的不同响应，可以建立测井信息与有机质丰度之间的对应关系，直接获取烃源岩有机质丰度等评价参数，从而定性、定量地评价烃源岩。
测井信息自身具有连续性好、纵向分辨率高的特点，依据测井信息得到纵向连续分布的有机碳含量数据，弥补了因分析资料不足而造成在区域范围内识别与评价烃源岩的困难。
本文主要归纳了烃源岩的性质，常用测井方法的测井响应及解释方法以及烃源岩的主要评价参数。
关键词：烃源岩；测井；有机质丰度引言烃源岩是油气藏和输油气系统研究的基础，其质量决定着盆地的勘探潜力，具有良好的油气源岩是沉积盆地形成油气聚集的首要条件。
烃源岩评价的认识是勘探决策的重要依据，随着勘探技术发展及勘探程度的提高，对油气资源评价精度及勘探决策水平的要求也不断提高。
受构造变动、气候变化、沉积充填等导致的沉积环境变迁的影响，烃源岩及其中有机质的发育、分布存在明显的非均质性。
随着陆相生油理论研究的深入以及石油勘探的实践，石油地质工作者认识到，并不是所有的暗色泥岩都有生油潜质，也不是所有的烃源岩都是有效的，优质烃源岩对大型油气藏的形成具有举足轻重的作用，是提高油气资源评价精度及勘探决策水平的要求。
而受样品来源和分析经费所限，实验室能够得到的分析数据有限，因此常以有限的样品的平均值来代表整套厚层烃源岩的有机碳含量值，并以此为据来分析评价某层段烃源岩生烃潜力的大小，确定烃源岩的厚度及体积。
传统的实验分析方法不仅分析费用昂贵，往往样品分析周期也较长，而且忽略烃源岩的非均质性对烃源岩评价的影响，评价结果受分析样品代表性影响较大，掩盖了局部高（低）丰度对与烃源岩评价的影响。
特别在缺少取芯且岩屑又受到污染的情况下，生烃岩的评价将受到严重制约，显然，这难以满足精细评价和勘探的需要。
[收稿日期]2009205220 [作者简介]袁东山(19752),男,1998年江汉石油学院毕业,博士,现主要从事石油地质和油气地球化学方面的研究工作。
测井资料评价烃源岩方法及其进展 袁东山 南京大学地球科学系,江苏南京210093中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151 王国斌 (新疆油田分公司勘探公司,新疆克拉玛依834000) 汤泽宁 (新疆油田分公司风城油田作业区,新疆克拉玛依834000) 李 刚 (新疆油田分公司井下作业公司,新疆克拉玛依834000)[摘要]在经典烃源岩地球化学评价中,一般都是对所取烃源岩样品进行分析测试,通过得到的各种实验数据判断烃源岩性质,有效的指导了油气勘探与评价。
但是烃源岩具有的宏观和微观非均质性使得分析样品一般只具有特殊性,解决该问题的理想方法是连续的取心及无间隔的样品分析,这从实际操作和研究经费上来说都是不现实的。
随着测井技术提高,利用测井资料分析烃源岩成为可能,并能克服取样有限的缺点,使得烃源岩在纵向上能够得到连续性的分析,因此利用测井资料的解释成果并结合经典地球化学分析测试数据,能够更有效的预测和评价烃源岩的性质。
[关键词]测井;烃源岩;地球化学;评价[中图分类号]TE1221113[文献标识码]A [文章编号]100029752(2009)0420192203石油地球化学因其在研究烃源岩中有机质的性质以及油气生成、运移和聚集等方面具有极其重要的作用,一直是为油气勘探提供有利地区和资源评价的重要技术手段。
在常规烃源岩性质的研究中,一般通过对有针对性采集的烃源岩样品(岩心、岩屑和露头样品)的有机地球化学分析,采用一系列系统的参数来评价有机质的丰度、类型以及成熟度,为油气勘探部署和资源评价提供了科学依据。
但在研究过程中,烃源岩地球化学研究的缺点也逐渐显现:①随着技术的发展以及科学研究的需要,烃源岩地球化学分析项目和样品数逐渐增多,但钻井取心井段和岩心(泥岩)样品有限而且分析费用昂贵、分析周期长;②岩屑样品存在不确定性和不稳定性,分析所得数据可能存在较大误差;③某些研究区探井取心样品因研究和保存等方面的原因,样品基本不存在或已经无法准确使用;④某些研究区勘探程度较低,没有很好的井下岩心样品供于研究;⑤露头样品因长期曝露于地表,已经不能准确反映烃源岩的原始面貌;⑥烃源岩因多种因素使之存在明显的宏观和微观上的非均质性[1]。
单井地质综合评价一、地质资料评价1、地震资料1)用地震测井、声波时差测井资料与地震所采用的时深转换速度进行对比分析，确定、验证地层层速度。
2)检验地震剖面解释方案、断点平面组合、构造形态及范围的符合程度。
3)用各主要反射层构造图与钻井地质资料进行对比，以检验目的层地震反射波组对应地层层位的符合程度。
4)用地震特殊处理剖面特性与地质录井、测井、测试资料对比，分析其符合程度。
5)利用钻井地质资料对地层地层学研究成果进行信息反馈，修改补充完善已有成果。
6)根据钻井地质资料对构造、圈闭进行综合评价。
2、地质录井资料1)建立综合柱状剖面图，对地层时代，岩性组合及沉积旋回进行划分及评价。
2)对油气显示的级别，产状及分布情况进行分析评价。
3)研究储油气层的特征、产状；泥质岩的厚度变化、矿物成分、暗色泥岩地球化学特征；对生、储、盖的组合进行评价。
4)依据地震资料和钻井地层研究成果分析地层接触关系。
3、测井资料1)对全井油、气、水层进行解释。
2)用孔隙度测井分析储层的物性并进行评价。
3)定量解释渗透层的有效厚度、孔隙度和饱和度，对油气层进行评价。
4)用地层倾角资料、裂缝识别资料的分析地层缝洞发育情况。
5)用声波测井资料分析地层的层速度。
4、测试资料1)分析测试层的产液性质及产能。
2)分析测试层的地层压力、流动压力，评价储集层的性质；3)计算有效渗透率、地层系数、流动系数、表皮系数、堵塞比、堵塞引起的压力降，分析储集层的地质特征；4)有条件的井要初步计算油水界面深度及预测储量；5)对下步工作措施提出建议。
5、化验资料1)岩矿分析：根据岩矿特征及结构确定地层沉积相；2)研究古生物的种属、数量、组合及分布，对地层时代及沉积环境进行评价；3)根据岩石组分、胶结类型、物理性质等，对储集层特征进行分析评价；4)研究生油层沉积环境的地球化学特征，井结合沉积、岩性特征进行生油评价；5)研究油、气、水的物理、化学性质及变化规律，对成油环境条件进行评价；6)对岩石绝对年龄的测定及研究(时代不清的基岩)。
烃源岩有机质丰度测井评价方法
一、烃源岩的测井识别
正常情况下，有机碳含量越高的岩层(泥页岩)在测井曲线上的异常就越大。
因此，测定异常值就能反算出有机碳含量。
测井曲线对烃源岩的响应主要有：
1高GR值：由于烃源岩层一般富含放射性元素，因此，在自然伽马曲线和能谱测井曲线上表现为高异常；
2低密度：烃源岩层密度低于其它岩层，在密度曲线上表现为低密度异常；
3高声波时差：在声波时差曲线上表现为高声波时差异常；
4高电阻率：成熟烃源岩层在电阻率曲线上表现为高异常，原因是其孔隙流体中有液态烃，不易导电，利用这一响应还可以识别烃源岩成熟与否。
声波测井曲线：
对于一般陆相盆地来说，烃源岩主要为钙质泥岩、页岩、暗色泥岩等，一般情况下，泥岩的声波时差随其埋藏深度的增加而减小(地层压实程度增加)。
但当地层中含有机质或油气时，由于干酪根(或油气)的声波时差大于岩石骨架声波时差，因此，就会造成地层声波时差增加。
由于声波时差受矿物成分、碳酸盐和粘土含量以及颗粒间压实程度的影响，所以不能单独用声波时差测井来估算烃源岩的有机质含量。
电阻率测井曲线
由于泥岩层的导电性较好(岩石骨架及孔隙内地层水均导电)，所以在地层剖面上此类地层一般表现为低阻(含钙质地层除外)。
但富含有机质的泥岩层，由于导电性较差的干酪根和油气的出现，其电阻率总是比不含有机质的同样岩性的地层电阻率高。
因此可以利用电阻率作为成熟烃源岩的有机质丰度指标。
但一些特殊的岩性层段或泥浆侵入等也可能导致电阻率的增大。
因此，也不能单独使用普通电阻率测井来估算烃源岩的有机质含量。
密度测井曲线
密度测井测量的是地层的体积密度，包括骨架密度和流体密度。
地层含流体越多，孔隙性就越好。
由于烃源岩(含有机质)的密度小于不含有机质的泥岩密度，同时地层密度的变化对应于有机质丰度的变化，因此密度与有机质含量存在一定的函数关系。
但当重矿物富集时，密度测井就不可能是有机质的可靠指标。
可见，上述任何单一测井方法评价都可能造成误解，而且估测精度也会受到影响。
因此可以利用上述测井曲线的综合响应特征，建立烃源岩地球化学参数与三者之间的函数关系。
二、利用ΔlogR方法测定有机质丰度
1、ΔlogR方法-原理简介
1990年Passey等提出了一项可以用于碳酸盐岩和碎屑岩烃源岩的测井评价方法，能够计算出不同成熟度条件下的有机碳含量值。
该方法模型是将声波测井曲线和电阻率曲线进行重叠，声波时差采用算术坐标，电阻率曲线采用算术对数坐标。
当两条曲线在一定深度内“一
致”时为基线（图1）。
图1 ΔlogR叠合图上各种特征的解释示意图
基线的确定
在正常情况下，非烃源层处的声波时差曲线与电阻率曲线是重叠的，这个重叠段就是基线位置。
如果以上两条曲线不重叠，则左右平移其中的一条曲线，使两条曲线尽可能重叠为止。
基线确定后，则两条曲线间的间距在对数电阻率坐标上的读数，即ΔlgR也就确定了。
根据声波、电阻率叠加计算ΔlgR的方程为：
ΔlogR= lg（RT/RT基线）＋0.02（△t -△t基线）
RT1= lg（RT/RT基线）
DT2=－0.02（△t -△t基线）
其中：RT为岩石的实测电阻率（Ω·m）
Δt为实测的声波时差（μs/m）
RT基线为相对于△t基线的电阻率
声波时差(单位为μs/ft；若单位为μs/m时，则需除以3.28，因为1m等于3.28 ft)。
根据RT1和DT2定性识别烃源岩
注：生过烃的烃源岩RT1远大于未生过烃的，DT2小于未生过烃的烃源岩。
计算TOC
ΔlogR幅度差与TOC是线性关系并且是成熟度的函数。
对于样品较多的层位，拟合出其间的关系式:
TOC =A×ΔlogR+△TOC
A-为拟合公式的系数；
△TOC-相当于非生油层的有机碳背景值。
2、具体操作流程
（1）在研究区探井地化分析的基础上，选取目的层测TOC数目多的井，并且要有电阻（R2.5）测井和声波时差（AC）测井（没有R2.5测井数据可用别的测井数据代替），建立数据表格；（2）读取基线值，代入测井表中计算RT1和DT2，及ΔlogR值；
（3）把建立的线性关系公式（用ΔlogR和实测的TOC数据点拟合出线性关系）带入到测井表中，计算出JS-TOC；
（4）核查JS-TOC数据是否合理。
合理后按照ΔlogR叠合图上各种特征的解释示意图，判断是否是烃源岩。
按自己的需求求取对应的TOC的平均数及烃源岩厚度。
3、应该注意的问题
（1）井数据选择尽量选取信息全的井，如有各种测井数据、录井数据等；
（2）基线的选择是最重要的，如果把JS-TOC导到岩性柱状图中看和岩性录井及测井曲线差异很大的话，基线数据就需要重新选择；根据RT1和DT2的叠合关系图，结合其他的测井曲线，判断基线数值是应变大还是变小；
（3）通过一个层段的TOC数据，最后计算出的JS-TOC，只适合于该层段的烃源岩预测，离该层段上下深度越远，模拟的效果就越差；
（4）该方法是在岩性已经确认为泥岩的情况下，对其判断是否是烃源岩。
可能有的砂岩段也有JS-TOC，可视为砂岩JS-TOC无效；
（5）用标准井去模拟周围的井，如果标准井的数据高，那模拟周围的井数据也会偏高，这样对于模拟盆地边缘或者平面上岩性非均质变化的地区要特别注意标准井的选择。
