致密油烃源岩有机碳含量测井评价方法优选及应用——以鄂尔多斯盆地延长组长7段烃源岩为例

致密油勘探初期存在烃源岩取心少、实测样品分布不连续等问题;利用测井资料可定量评价烃源岩.烃源岩富含有机质,在测井曲线上常以高伽马、低密度、高声波时差、高电阻率、高中子孔隙度等特征呈现.论文系统介绍了ΔLogR法和多元回归法两种基于测井资料的烃源岩定量评价方法,并建立了相应的预测模型.通过建立的模型对鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长7段烃源岩有机碳含量进行预测,并对计算出的TOC数据(TOC_(计算))与实测TOC数据(TOC_(实测))进行了对比和分析.研究结果表明,研究区ΔLogR法与多元回归法中的双参数模型为较好的预测方法,且ΔLogR法预测结果明显优于多元回归法,优选ΔLogR法为最佳评价方法;并对出现这种情况的原因进行了分析.     

一种考虑密度因素的广义ΔlogR法预测总有机碳含量——以渤中凹陷西南部陆相深层烃源岩为例

烃源岩总有机碳含量(TOC)的预测是烃源岩有机质丰度评价的重要一环.为解决传统ΔlogR方法应用于陆相深层烃源岩误差较大的问题.本文以ΔlogR法为基础,提出了一种考虑密度因素的广义ΔlogR法预测TOC.传统ΔlogR方法是一种基于测井曲线(声波、电阻率等)和成熟度参数(LOM)的预测TOC的方法,可以获得纵向上连续的有机碳分布,并且在国内外多个地区取得了较好的效果.但是研究表明,由于陆相深层烃源岩受到压实作用等影响,传统ΔlogR方法预测的结果不理想.干酪根有机质的密度远低于烃源岩基质密度,将考虑密度因素的广义ΔlogR法预测TOC的方法应用于渤中凹陷西南部东营组和沙河街组烃源岩,对其TOC进行分段预测,并与传统ΔlogR法、敏感测井多元回归方法预测结果进行对比,结果表明,研究区使用该方法的效果要优于其他两种方法.该方法拓展了传统ΔlogR法的适用范围,为烃源岩TOC的预测提供了新的思路和方法.     

致密气藏烃源岩地化参数测井综合评价方法研究

针对塔里木盆地库车坳陷北部侏罗系烃源岩受泥浆污染、分析数据少、样品分布不连续及类型多样等问题突出,利用测井资料来对有机地球化学参数进行评价难度大,无法满足勘探需求.本文阐述了不同类型烃源岩的有机质级别、测井响应特征、有机地球化学参数定量计算及品质评价等多种方法,来研究富集区烃源岩对致密气储层的持续供气能力.文中介绍了煤层、碳质泥岩、暗色泥岩等3种类型烃源岩的有机质级别和测井响应特征.首先,提出分不同岩性烃源岩的ΔlogR法,其计算结果与铀曲线相关法、多元回归法对比,效果最好;再次建立了生烃潜率、氯仿沥青“A”及镜质体发射率等多个有机质地球化学参数的测井评价模型;最终,考虑能够反映烃源岩性质的参数来综合定义烃源岩品质指数,形成了完善的烃源岩测井综合评价方法研究技术.研究表明,利用这套地球物理技术提供了烃源岩定量评价和品质分类研究方法及实际应用案例.     

测井预测TOC方法在页岩储层评价中的运用

总有机碳含量(TOC)是页岩储层评价中的一个重要参数,同时也是烃源岩评价的重要指标.本论文在测井原理的指导下,基于不同岩石类型对测井参数的响应特征,运用自然伽马能谱测井法、多元回归法和△ LogR 法对四川盆地南部龙马溪组页岩的TOC含量进行预测,通过数理统计和误差分析,选出最佳预测方法.研究结果表明:四川盆地南部页岩储层中应用多元回归法和自然伽马能谱测井法预测有机碳含量的效果最好.自然伽马能谱测井法中运用钍/铀比与TOC含量拟合出来的模型比只运用单个放射性元素U与TOC含量拟合出来的模型吻合度高,拟合相关系数高达0.9011,平均绝对误差为29.27％,平均相对误差为19.55％.运用多元回归法的预测结果相关性较高,R2 =0.8934,平均绝对误差为34.59％,平均相对误差为16.81％.两种方法精度都相对较高,满足精度要求.     

牛庄洼陷烃源岩TOC新型测井多参数复合评价方法研究

本文结合牛庄洼陷地质特征,剖析了前人关于双孔隙度法、碳氧比法、自然伽马法以及ΔLogR法在该地区烃源岩TOC测井评价的适应性,认为这些方法由于与该地区的岩性特征、方法固有参数及基线选取的误差等关联,使得烃源岩TOC测井评价的精度不高甚至根本不适合.依据牛庄洼陷地区的实测TOC和测井资料,本文通过构建TOC含量与自然伽马、声波时差以及电阻率的关系,从而形成了一套适合本地区且操作方便的测井多参数改进计算模型.结果表明,改进模型TOC的计算值与实测值之间绝对误差小于0.4的点占总数的91.7%,证实该模型求取牛庄洼陷烃源岩TOC值的准确性和可靠性.改进后的模型为牛庄洼陷烃源岩TOC测井评价提供了一种新的方法,具有良好的应用前景.     

基于神经网络法预测伦坡拉盆地有机碳含量

总有机碳含量(TOC)作为评价烃源岩的重要参数.对于一些勘探开发难度较大的区块,合理预测TOC含量对区块勘探开发具有重要意义.目前预测TOC含量的方法以△logR法为主,但是△logR 法对于异常点处理并没有系统的标准,人为主观性较强,同时在伦坡拉地区△logR 法预测效果一般.因此本文采取BP神经网络法进行TOC含量的预测.为了确定敏感性测井曲线的选择,将标准归一化后的测井参数与TOC含量进行相关系数分析,选取自然电位(SP)、自然伽马(GR)、声波时差(AC)、体积密度(DEN)及深度作为输入层,以TOC含量为输出层建立一个5×2×1的BP神经网络模型.研究结果表明,训练样本与测试样本的预测值与实测值相关性均超过0.8,模型拟合效果良好.TOC含量预测结果表明在纵向上伦坡拉盆地中牛三段下亚段、牛二段上亚段及牛二段中亚段均发育有较好烃源岩,应为下一步勘探开发的重点;在平面分布上,蒋日阿错凹陷的中部和东部发育最有潜力的烃源岩.     

基于随机森林算法的陆相沉积烃源岩定量地震刻画:以东海盆地长江坳陷为例

烃源岩的定量地震刻画对于勘探开发区块的优选、盆地油气资源量的估算都具有重要意义.陆相沉积环境下的浅湖或半深湖相的烃源岩横向变化快,其空间展布需要依靠钻井约束下的反射地震进行刻画,但是其地震弹性特征与岩性和有机质含量的映射关系呈现高度非线性化,因而很难利用传统基于地震岩石物理模型驱动的烃源岩地震预测方法进行有效刻画.本文以低勘探区的东海盆地长江坳陷为例,提出了一种在数据驱动的机器学习框架下,综合利用地质约束、钻井录井、测井、地球化学和叠前地震数据进行烃源岩的定量地震刻画的工作流程.其核心思想是利用随机森林集成学习算法对小样本数据表现优异的特征,以井位处的测井弹性数据(纵波速度和密度)、岩性、地球化学标定的总有机碳含量(TOC)为样本标签数据,在地质导向约束下通过随机森林算法生成学习网络,并将该网络与叠前地震反演结果相结合,采取先预测泥岩再预测总有机碳含量的“两步走”策略,完成对烃源岩空间分布及其非均质性的定量地震刻画,并对预测结果的不确定性进行评价.测试结果显示,随机森林算法相较于其他的机器学习算法能够更准确的识别陆相沉积地层的泥岩,并比传统的利用阻抗转化方法获得更可靠的总有机碳含量预测结果.     

鄂尔多斯盆地延长组长7段致密油源储配置关系测井评价

源储配置关系是致密油评价的核心组成部分.以鄂尔多斯盆地延长组长7段的岩心、测井资料为基础,经岩—电关系分析,优选深感应电阻率(RILD)与声波时差(AC)测井参数曲线重叠图法来识别烃源岩,并结合地球化学参数进行烃源岩品质评价;同时,开展砂体结构特征研究,并在单井、连井剖面中综合分析烃源岩品质、砂体结构特征、源储配置关系及含油性.研究表明:1)延长组长7段烃源岩发育段在深感应电阻率(RILD)与声波时差(AC)测井曲线重叠图上存在明显幅度差,累计厚度一般5~70 m,分布面积达10×104km;岩心分析及测井模型计算TOC值一般2%~20%,平均11.6%,TOC在平面上分布具较强非均质性;基于测试分析数据和实际生产需求,把鄂尔多斯盆地长7段泥页岩分为4类,优质烃源岩:TOC10%,中等烃源岩:6%TOC10%,差烃源岩:2%TOC6%,非烃源岩:TOC2%.2)影响鄂尔多斯盆地长7致密油富集程度的关键因素是烃源岩有机碳含量,其次是砂体结构,以及砂体与烃源岩之间的距离.一般在优质和中等烃源岩发育区,紧邻烃源岩的块状砂体的每米日产油指数(PI)一般大于2.0 t/m·d,远离优质或中等烃源岩的块状砂体PI一般为1.5t/m·d;不论层状砂体与烃源岩的距离远近,PI一般均为1.0t/m·d.差烃源岩发育区,紧邻或远离烃源岩发育区的块状砂体、层状砂体一般均为差油层或干层.     

ΔLogR技术与BP神经网络在复杂岩性致密层有机质评价中的应用

本文系统分析ΔLogR技术应用于复杂岩性致密层有机质评价中存在两方面的局限性:参数选取方面,测井曲线选取过于单一,无法有效削弱致密层段复杂岩性和孔隙度等因素对计算有机碳含量的影响;构建模型方面,人为剔除异常点存在随机性与偶然性误差,影响建模准确性.针对上述问题,本文建立了BP神经网络模型,并将其应用于柳河盆地柳参1井下桦皮甸子组烃源岩有机质评价.研究结果表明,在不剔除异常点情况下,BP神经网络模型计算TOC值和实测116组TOC值相关性达到0.886,显示建模效果良好.分别应用BP神经网络和ΔLogR模型,计算研究区致密层纵向上连续的TOC曲线,BP神经网络模型的计算TOC曲线与实测TOC数据基本吻合,而ΔLogR模型的计算TOC曲线吻合度较差.因此在测井资料完善的情况下,本文建议使用BP神经网络评价复杂岩性的致密层有机质.     

烃源岩测井定量评价方法探讨

烃源岩评价是油气地质研究最重要的基础工作之一.岩心分析数据量往往有限,难以满足勘探的需求;测井资料经分析数据标定后能获得连续的烃源岩指标数据,应用较广泛.文中阐述了烃源岩总有机碳含量(TOC)、热解生烃潜量(S_1+S_2)和成熟度三个指标的测井定量评价方法;在孟加拉湾海域试用并对计算效果进行分析.首先详细地阐述了单因素法、多元回归法、ΔLgR法和神经网络法等4种常用TOC测井计算方法的原理及优缺点;其次介绍了TOC相关法、多元回归法和神经网络法等3种常用S_1+S_2计算方法原理及优缺点;再次介绍了镜质体反射率和剩碳率法等2种成熟度评价方法.结合研究区地质条件对定量计算效果进行分析,TOC计算结果对比表明神经网络法效果最好,多元回归法次之,ΔLgR法较差,单因素法最差.分析认为TOC较低对测井响应贡献小,单条曲线与TOC相关性低导致单因素法效果差;多元回归法考虑了多条曲线效果较好;ΔLgR法由于缺乏厚层泥岩段及热变指数难选取,效果较差;神经网络法在非线性、难用显示表达式的计算问题方面具有很大的优越性,计算效果最佳.S_1+S_2计算结果对比表明TOC相关法计算结果最优,多元回归法效果一般,神经网络法效果最差.分析认为S_1+S_2与TOC有成因联系计算效果好;S_1+S_2对测井响应贡献小,因此多元回归法和神经网络法效果都不好.成熟度评价的镜质体反射率与深度相关性好,最为常用;剩碳率法部分参数在勘探早期难取准,应用受限.     

井震联合预测白云深水区海相烃源岩TOC

深水区受钻井资料少、中深层地震资料品质差和速度场求取困难等客观因素影响,常规的烃源岩预测方法受到限制.文章研究了白云深水区利用纵波阻抗与烃源岩TOC关系进行海相烃源岩预测的方法,提出了一种少井条件下井震联合预测烃源岩TOC的技术流程.首先,通过井曲线多属性融合技术预测连续的TOC曲线(TOC测井预测);其次,将预测的TOC曲线与弹性参数交会分析,得到烃源岩TOC与纵波阻抗的拟合关系(烃源岩岩石物理分析);然后引入无需井约束的高精度网格层析速度反演求取速度谱,用于波阻抗反演(地震反演);最后基于拟合关系和波阻抗反演结果预测烃源岩品质.实际数据无井约束波阻抗反演结果与井上TOC曲线关系匹配较好,验证了井震联合预测方法的有效性.     

运用测井信息研究烃源岩进展及其资源评价意义

运用测井信息评价烃源岩自开始以来已取得了长足进步,从定性的分析、识别发展到现在可定量计算地化指标,为克服因取芯不足而在区域范围内进行资源评价的难题创造了有利条件,烃源岩中有机质、粘土矿物是影响其测井响应的两个重要变量,测井对岩石中有机质和粘土矿物的类型、丰度、压实程度及富集状态不同而产生的岩石物理、电化学性质的差异,是利用测井信息识别和评价烃源岩的基础,随着油气勘探形势的严峻,烃源岩的测井研究将向更深层次的方向发展,烃源岩的地球化学特征与测井响应特征对应关系的机理研究、发展利用电化学性质进行烃源岩评价的方法、进行烃源岩的岩石物理实验与测井数值模拟将是今后开展烃源岩测井评价研究的新方向.     

多属性预测在涠西南凹陷烃源岩研究中的应用

寻找隐蔽油气藏是目前涠西南凹陷勘探的新领域,优质烃源岩描述是其中一个重要研究课题.涠西南凹陷流沙港组沉积时期为一断陷湖盆,流沙港组二段沉积阶段是湖盆发育的鼎盛时期,中深湖相泥岩或页岩发育,形成了一套良好的区域性烃源岩.油页岩是涠西南凹陷最重要的烃源岩.除油页岩外,流二段还沉积了厚套的中深湖相暗色泥岩,具备非常好的生烃能力.识别和弄清这些暗色泥岩在凹陷中的分布对定量评价涠西南凹陷的生烃潜力具有重要意义.本文尝试将地震多属性预测技术应用于优势烃源岩的研究.首先通过声波时差和电阻率曲线进行多元线性回归,拟合能够体现优势烃源岩特征的有机化学参数总有机碳TOC曲线,利用层位约束消除油页岩对属性优化的干扰作用,最后通过逐步回归的步聪法算法对多地震属性进行优化,找到最佳属性组合,实现TOC数据体的预测,揭示了流二段优质烃源岩的空间展布特征.     

鄂尔多斯盆地海相层系中有机酸盐存在以及对低丰度高演化烃源岩生烃潜力评价的影响

鄂尔多斯盆地海相烃源岩TOC多处于0．2％～0．5％,按照形成工业油气藏TOC含量不低于0．5％（高．过成熟区可降低至0．4％）标准是无法形成大型天然气藏,但靖边气田油气源对比分析确实存在海相烃源岩贡献．为了证实低TOC高演化烃源岩中有机酸盐对TOC的影响,本文选择了鄂尔多斯盆地南部某一口探井奥陶系海相和二叠系海陆过渡相烃源岩进行了红外光谱和色质等分析．实验结果表明,无论海相还是海陆过渡相烃源岩中均存在干酪根有机酸和有机酸盐转化酸,其中有机酸盐转化酸主要为有机酸盐完全酸化而来的有机酸,证实了海相烃源岩中确实存在有机酸盐．尽管酸化前后有机酸均以C16：0为主峰,但有机酸盐转化酸在C16：0以前相对丰度明显低于干酪根有机酸和游离有机酸的相对丰度,暗示了干酪根有机酸和游离有机酸以脱羧基生成链烷烃为主,而有机酸盐转化酸以高碳数有机酸裂解为低碳数有机酸为主．利用十六烷酸钙为标准对干酪根有机酸和有机酸盐转化酸进行定量分析表明,TOC含量（大于2．0％）高的海相烃源岩中有机酸盐含量低,而TOC含量低（0．2％～0．5％）的烃源岩有机酸盐含量均比较高．因此,对于TOC含量介于0．2％～0．5％的海相烃源岩,有机酸盐在高演化阶段可能是一种潜力的气源．     

高热演化页岩总有机碳地球物理预测方法研究进展

我国南方高热演化页岩是页岩气增储上产的主力军,其有利区优选是页岩气勘探开发的首要环节.有机碳含量(TOC)是评价页岩生烃潜力最为关键的指标,可以直接影响有利区决策.为探究不同地球物理方法在高热演化页岩(R_o>2.0%)TOC预测中的适用性,通过文献调研系统地归纳了总有机碳含量(TOC)地球物理预测方法原理与技术流程,结合高热演化页岩地质特征与相关钻井实例应用分析,对比不同方法预测精度并分析适用性.研究表明：高热演化页岩以生干气为主且其层间缝与粒间孔占比少,其电阻率与声波时差更低,ΔlogR法不适用其TOC预测.体积密度测井法预测精度较低,地震多属性反演法精度也不高,且操作复杂、多解性很强.实验-测井-地震联合反演方法预测效果相对较好,是获取三维TOC数据体的最可靠的方法.测井、地震资料不足时,自然伽马测井法可以实现TOC粗估;资料丰富时应当优先选取计算精度最高的机器学习法,其次为多元线性回归法.各方法由经验判断向数理统计判断、由地质驱动向数据驱动、由单因素模型向多因素模型发展,未来可进一步建立高演化页岩TOC数据库实现高效准确的TOC智能预测.     

松辽盆地陆相大规模优质烃源岩沉积环境的地球化学标志

在松辽盆地晚白垩世青山口组和嫩江组一段选取40块烃源岩样品,利用气相色谱-高分辨飞行时间质谱对烃源岩氯仿抽提物的饱和烃和芳烃化合物开展了定性分析,同时利用气相色谱-质谱对重要生物标志化合物开展了定量检测,目的是寻找陆相大规模优质烃源岩沉积环境的地球化学标志.检测结果显示,烃源岩（Ro〈0.7%）中生物标志物含量或分布的差异,指示不同的沉积环境.青一段烃源岩除萜烷、规则甾烷、4-甲基甾烷含量高外,还具有甲藻甾烷、C31甾烷、芳基类异戊二烯烃含量高的特征,并检测到单质硫和羊毛甾烷等特殊化合物,反映湖泊盐度高、水体分层的泻湖型沉积环境;青二、三段烃源岩各类生物标志化合物的含量较低,反映淡水、浅水的湖泊三角洲沉积环境;嫩一段烃源岩的萜烷、规则甾烷、4-甲基甾烷含量高,但甲藻甾烷、C31甾烷、芳基类异戊二烯烃含量低,反映水体盐度低、分层性差,细菌发育并对有机质改造强烈的淡水-微咸水开放湖泊型沉积环境.综合分析表明,陆相大规模优质烃源岩形成环境的主要地球化学标志是烃源岩C30藿烷含量一般大于1500μg g^-1,伽马蜡烷含量大于190μg g^-1,C27甾烷含量大于200μg g^-1,4-甲基甾烷含量大于100μg g^-1,芳基类异物二烯烃含量大于3μg g^-1,脱羟基维生素E含量大于10μg g^-1.     

高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识--以鄂尔多斯盆地为例

针对中国海相碳酸盐岩烃源岩的成熟度高、有机质丰度低等特殊性,以鄂尔多斯盆地下古生界为例, 通过微量元素富集系数计算、稀土元素的配分模式、元素和碳同位素等的数理统计分析及三维图解等多元综合分析, 结合必要的有机参数, 反演了盆地烃源岩发育环境, 评价碳酸盐岩烃源岩及其分布. 就鄂尔多斯盆地而言, TOC为0.2%是个重要的界限值, 研究表明: 在TOC>0.2%的层段中, Ba富集,δ13Ccarb正偏移, δ13Corg<-28‰, 反映出古生产力、有机质埋藏量较高, 具较好生烃潜力, 稀土元素分异强, 指示沉降速率低, 有机质保存条件好, 利于烃源岩发育.克里摩里组、乌拉力克组具一定规模, 可视为潜在有效烃源岩. 而TOC＜0.2%的层段, Ba含量低, δ13Ccarb多为负值,δ13Corg为-24‰～-28‰,指示有机质埋藏量低,生烃潜力差,稀土元素分异弱,沉降速率较快,多属浅水高能氧化环境,不利于烃源岩发育.利用无机与有机地球化学方法综合评价高演化海相有潜力的碳酸盐岩烃源岩及分布是可行的.     

海相碳酸盐烃源岩评价的地球生物学方法

中国前侏罗纪海相烃源岩评价的难点,在于其通常处于高-过成熟阶段,因而多数传统评价方法不适用.唯一常用的参数TOC（%）,在用于评价碳酸盐岩烃源岩时,其下限值在国内尚有争议.本文旨在寻找另一种途径以补充对此类烃源岩的传统评价方法,为此研究了中上扬子地台及黔湘桂盆地的19个显生宙剖面.我们应用了地球生物学途径,以追踪从生物生活阶段（初级生产力）到死后沉积阶段,再到埋藏保存阶段,有机碳（OC）的产出聚积.应用了四个生物学与地质学的参数,以代表上述三阶段有机碳的产聚状况.本文讨论了上述参数的一系列替代标志,并予以综合,从而建立了与TOC及其他传统方法评价不同的地球生物学评价体系.我们以四川广元剖面为例,进行了地球生物学评价.结果显示,碎屑岩中用地球生物学方法得出的优质烃源岩与高TOC烃源岩一致;但在碳酸盐岩中,地球生物学参数所选中的烃源岩,其TOC范围很广,为0.03%~1.59%,多数小于0.3%.因此我们认为,目前将华南前侏罗纪碳酸岩烃源岩的下限设为0.3%或0.5%,尚有可以进一步商榷之处.     

利用ΔlogR技术计算柴达木盆地三湖地区第四系有机碳

利用ΔlogR技术计算有机碳是一种不同于传统地球化学测试得到的有机碳方法.该方法利用烃源岩有机碳含量在测井曲线(声波时差、电阻率)上的响应特征,建立测井解释模型,计算TOC的连续分布值,从而得到准确的有机碳含量,补充取心资料的不足.本文应用ΔlogR技术,结合实测数据,建立起三湖地区测井资料与有机碳含量之间的定量关系模型,然后利用该模型对三湖地区25口重点探井进行有机碳计算.结果表明:有机碳总体上数值含量偏低,平均值为0.33%;在纵向上,具有2个峰值,其中k5-k6峰值段是第四系最大湖泛期形成的沉积;在平面上,有机碳高值区位于台南-涩北构造以北和台吉乃尔与南陵丘以南区域,而南斜坡和涩南1井以东区域有机碳含量较低.本次研究获取了较为准确的烃源岩评价参数,最终得到该区第四系天然气资源量得到油田认可.     

鄂尔多斯盆地长91湖相优质烃源岩的发育机制探讨

新近的钻探和有机地球化学测试与研究,在鄂尔多斯盆地上三叠统长9油层组上段发现了一套湖相优质烃源岩,其平均TOC达5.03%,平均沥青"A"含量达0.8603%,有机母质类型——以低等水生生物为主要来源的腐泥型,并已达到了生油高峰的热演化阶段.湖相优质烃源岩发育于湖盆的局部凹陷.各项有机、无机地球化学参数反映出长91优质烃源岩形成于淡水—微咸水、弱氧化—弱还原的半深湖相沉积环境.因此,高生产力是该套优质烃源岩形成的主控因素.薄层凝灰岩、纹层状凝灰岩的沉积,以及Eu显著正异常的发现,佐证了同期可能存在与火山喷发有关的缺氧地质事件.地质事件对长91优质烃源岩的发育起着重要的作用.