基于集成学习的烃源岩总有机碳含量测井评价方法研究

总有机碳(TOC)含量是评价烃源岩品质和生烃潜力的重要参数,通常在实验室利用岩石热解仪器对岩心分析化验获得,由于实验费用高和钻井取心难,无法获取随深度连续变化的TOC数据.传统TOC测井评价方法利用有限的测井信息构造物理模型,但在复杂储层中计算精度低.人工智能算法综合多条测井曲线信息预测TOC,但预测结果存在不稳定性.本文提出基于Bagging和Adaboost集成学习预测TOC,采用支持向量回归机作为基学习器,综合多条测井曲线作为输入参数,有效提高预测结果的精确性和泛化性.利用鄂尔多斯盆地姬塬地区的岩心实验测量数据和测井数据验证了模型性能,相比于Schmoker方法、ΔlogR方法、改进ΔlogR方法及支持向量回归机,集成学习具有更高的预测精度.通过处理实际测井资料,进一步验证了方法的可行性和有效性.     

人工神经网络法在烃源岩测井评价中的应用

运用有机地球化学方法分析岩芯、岩屑样品的有机炭含量存在着昂贵、时且不准确等问题。利用测井方法的优点是经济、准确。在测井评价中使用人工神经网络法具有极大的优越性和适用性。本文结合Kohonen和BP网络方法，完成了塔里木台盆区19口井的寒武、奥陶系烃源岩层段的识别与评价，并通过测井资料处理成果和岩芯有机地化资料、地质录井情况的相互检验，证实，其本上能够满足评价烃源岩的需要，从而为利用测井资料进行烃源岩评价做出了新的尝试。     

砂砾岩储层测井评价研究

砂砾岩储层岩性复杂、非均质性强,储层间非渗透性隔层类型多,储层基质孔隙度有时很低,从而使测井资料准确划分有效储层有很大的难度;砂砾岩体储层母岩类型变化大,岩石骨架参数很难确定,电阻率测量受岩石骨架、粘土含量和孔隙结构影响严重,反映储层孔隙流体性质的信息弱,使储层流体性质难以判断,油、气、干层界限的电性特征极不明显.通过核磁共振和井壁微电阻扫描成像测井,可以直观观察到岩石成分和粒径的变化,通过T2谱分布直观显示核磁测量井段的孔径分布,计算出各种类型孔隙度和渗透率参数,为砂砾岩有效划分储层和测井评价提供了可靠的依据.     

华南宜昌陡山沱组四段碳酸盐结核形成环境研究及其烃源岩评价意义

结核对揭示沉积物早期埋藏和成岩环境有重要意义．对峡东地区陡山沱组四段黑色页岩中碳酸盐结核的物质成分、微观组构和有机质分析,揭示了碳酸盐结核的形成环境和演化．陡山沱组结核形成于沉积早期沉积物一水界面下0～3m处,与微生物分解有机质密切相关．高有机质、草莓状黄铁矿和纸房状构造（card—house）的存在揭示了原始的静水缺氧沉积环境,推测在硫酸盐还原阶段产生大量胶结碳酸盐,充填以前的气孔形成球状微晶白云石构造．陡山沱组结核以透入性模式生长,碳酸盐胶结在整个结核中同时析出结晶．岩石有机质热解分析显示,陡山沱组结核相对围岩有较小的TOC含量和较大的有效碳含量;结核的孔隙对有机质具有封闭作用,可使高成熟区亦存在较大的生油潜力．结核是一种广义微生物岩,其独特的形成条件有利于揭示沉积成岩阶段的微生物环境．     

烃源岩生烃演化过程TOC值的演变及其控制因素

采用地质观察、实验模拟和数值模拟三者相结合的方法, 研究了烃源岩有机质丰度变化的控制因素. 由有机碳(TOC%)的损失率DTOC = (TOC⁰-TOC)/TOC⁰(岩石原始有机碳)来衡量地史过程中烃源岩有机碳含量的变化时, 其变化的幅度和方向取决于源岩中有机部分和无机部分的损耗量及相对大小. 根据物质平衡关系分析导出了烃源岩成熟作用过程有机碳损失率DTOC的计算公式. 当岩石类型和成熟演化历史一定时, TOC变化只与生排烃效率有关. 在地质体的实际生排烃效率下, DTOC值一般变化在-0.05~ 0.2之间, 计算的有机碳恢复系数k值仅0.90~1.25; 只有在生排烃效率极高的理想情形下, DTOC值的变化才是显著的, k值可高达2.5. 因此, 基于有机质原始丰度恢复的碳酸盐岩烃源岩评价方法, 可能过分强调了“减碳”的进程, 很多情形下会美化原本比较差的烃源岩.     

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.     

北华北中上元古界烃源岩发育环境及其控制因素

海相烃源岩发育机理问题制约了我国油气勘探产业的发展. 中上元古界洪水庄组、铁岭组和下马岭组是北华北地区重要的烃源岩, 查清其发育环境及其控制因素具有重要的科学理论和油气勘探意义. 基于沉积学(层序地层学)、古生态及沉积地球化学探讨了烃源岩沉积古地理及其发育模式. 研究表明这些烃源岩中有机质富集的主控因素包括适宜的古地理位置、中低纬度区的生物勃发事件、水底缺氧环境、沉积物中磷组分的富集以及粘土矿物在海相碳酸盐有机质富集保存过程中的赋存驻留作用.     

海外油气田新项目测井评价研究

海外油气田新项目测井评价研究涉及到处于不同勘探开发的各种油气藏类型,资料不齐全,多数情况下中介公司已包装过,因此要对测井曲线的质量进行评估,去伪存真,快速制定出可行的测井评价方案.应尽可能通过测井资料、岩心分析资料、录井资料建立新项目测井评价区块的测井四性关系图版,以及油、气、水层测井解释图版,在此基础上进行精细测井解...     

江汉盆地南部热史与下志留统海相烃源岩成熟度演化研究

应用含油气盆地热史模拟系统, 对江汉盆地南部的钻井资料进行了模拟计算, 恢复了研究区的热史和埋藏史. 在此基础上, 正演了下志留统烃源岩成熟度的演化史. 研究结果表明,江汉盆地在印支期(240 Ma)以前处于稳定的低热流(50～55 mW/m2)状态, 印支期后热流开始整体升高. 潜北断裂以北地区的热流在中燕山期(155 Ma)达到峰值(～72 mW/m2), 断裂以南的热流在晚燕山期(40 Ma)达到峰值(～76 mW/m2). 晚喜山期后, 整个研究区的热流快速下降, 盆地开始冷却. 早三叠世末, 下志留统烃源岩在枝江、当阳、沔阳凹陷一带率先进入生油门限, 早侏罗世至早白垩世末烃源岩进入快速增熟期, 成熟度具有北高南低的特征. 晚白垩世末, 烃源岩热演化特征表现为东强西弱. 到了新近纪末, 烃源岩热演化终止. 研究区热史恢复和下志留统烃源岩成熟度演化的研究为合理评估烃源岩生烃量、排烃量和油气资源量提供了科学依据.     

常规测井资料识别裂缝性储层流体类型方法研究

裂缝性储层流体类型识别一直是测井界亟待解决的难题．一方面裂缝性储层具有岩性复杂、储集类型多样、物性变化大和非均质性强等特点,因而其测井解释和流体类型识别要复杂和困难得多．另一方面,复杂岩性油气藏越来越得到人们的重视．本次研究中,通过对流体类型影响因素的分析,认识到不同流体类型与电阻率比值的高低、粘土含量的多少以及孔隙度的大小密切相关．提出了综合考虑上述三项因素的流体类型识别参数FTI．该方法应用于辽河盆地大民屯凹陷变质岩和碳酸盐岩潜山地层流体类型识别,效果良好．     

地球物理测井在多年冻土厚度和地下冰调查中的应用

基于青藏高原多年冻土区三个钻孔的地球物理测井数据和钻孔编录资料,我们对多年冻土厚度和多年冻土层内地下冰与地球物理测井数据之间的关系进行了相关的分析研究.研究表明,当地层为土壤类型时,可以使用井径和侧向测井曲线来判断多年冻土层厚度;而当地层为致密的基岩时,不能使用上述两种测井曲线来判断多年冻土层厚度.此外,还可以使用长源距伽马-伽马曲线和侧向测井曲线来识别多年冻土层内部分地下冰层的位置,其前提条件是地下冰层具有一定的厚度,或即使厚度较薄,但连续出现.这一研究结果对于利用地球物理测井曲线来调查多年冻土情况具有一定的应用价值.     

TOC changes in the process of thermal evolution of source rock and its controls

Through geological observation, simulation in laboratory and numerical modeling, the factors that control the changes in total organic content (TOC) of source rock have been studied. When the formula DTOC=(TOC0-TOC)/TOC0 (original organic carbon content in the rock) is used to measure the TOC (total organic carbon content) changes in the source rock through geological time, the degrees and directions of such changes are determined by losses and relative amounts both of organic and inorganic matter in the source rock. The DTOC equation, which is used to calculate the loss rate in the process of maturation for the source rock, is therefore obtained by analyzing the mass balance relations. For a certain type of source rock with a certain maturation history, the changes of its TOC respond only to the rates of hydrocarbon generation and expulsion. In actual cases of geological entities, DTOC generally ranges from -0.05 to 0.2, while the calculated reconversion coefficient (k) for organic carbon content remains between 0.90 and 1.25. Only in an ideal situation where there are extremely high rates of hydrocarbon generation and expulsion can the DTOC value experience significant changes, with k reaching up to 2.5. It is concluded, therefore, that the criterion for carbonates source rock assessment, based on reconverting the TOC to the value of its original state, may have overestimated the course of the "carbon-reduction", which is likely in many cases to make a poor source rock sound better.     

准噶尔盆地砾岩油藏水淹层的测井评价方法研究

基于对准噶尔盆地某砾岩油藏的淡水水淹机理的实验认识,考察了砾岩油藏水淹层的测井响应特征,形成了一套定性识别水淹层和划分水淹级别的方法.在该基础上,按照"岩心刻度测井"的原则,统计建立了一套适用于该砾岩油藏淡水水淹层的测井评价方法.该方法在7个区块17口井的测井解释结果表明,水淹级别按6级划分的解释符合率达85%左右.     

Early diagenetic growth of carbonate concretions in the upper Doushantuo Formation in South China and their significance for the assessment of hydrocarbon source rock

Mineralogical and textural characteristics and organic carbon composition of the carbonate concretions from the upper Doushantuo Formation (ca. 551 Ma) in the eastern Yangtze Gorge area reveal their early diagenetic (shallow) growth in organic-rich shale. High organic carbon content (up to 10%) and abundance of framboidal pyrites in the hosting shale suggest an anoxic or euxinic depositional environment. Well-preserved cardhouse clay fabrics in the concretions suggest their formation at 0-3 m burial depth, likely associated with microbial decomposition of organic matter and anaerobic oxidation of methane. Gases through decomposition of organic matter and/or from methanogenesis created bubbles and cavities, and anaerobic methane oxidation at the sulfate reduction zone resulted in carbonate precipitation, filling in bubbles and cavities to form spherical structures of the concretions. Rock pyrolysis analyses show that the carbonate concretions have lower total organic carbon (TOC) content but higher effective carbon than those in the host rocks. This may be caused by enclosed organic matter in pores of the concretions so that organic matter was protected from further modification during deep burial and maintained high hydrocarbon generating potential even in over-matured source rock. As a microbialite sensu latu, concretions have special growth conditions and may provide important information on the microbial activities in depositional and early burial environments.     

中地壳的水和水岩相互作用实验及其地球物理涵义

本文重点报道了高温高压下流体与流体-岩石相互作用实验结果,提供了中地壳条件下流体性质和水岩反应速率数据.这些数据有助于理解中地壳的一些地球物理现象.作者进行了25℃~435℃和22~39 MPa条件下水-岩相互作用反应动力学实验.同时,研究水在近临界区至超临界区的性质.一般地说,中地壳大致位于10(15)至25 km的深度范围.各地的地壳厚度不同,但是中地壳高导-低速层的深度范围十分相似.中地壳的顶界温度处于300℃,底界大致为450℃范围,压力高达200 MPa以上.流体-岩石相互作用实验表明:硅酸盐矿物和岩石的硅最大溶解速率出现在300℃~400℃.此时,硅酸盐矿物格架解体.通常,地壳里普遍存在水、流体.地壳构造活动导致断裂空隙、减压、流体流动.这时,有可能导致中地壳处于300℃~450℃流体的压力减低,由超临界区进入临界态、亚临界态.这会引发强烈流动的水与岩石相互作用.溶解反应导致岩层的硅淋失,硅的强烈淋失又会导致硅酸盐矿物格架解体,岩石崩塌.同时,进一步促进流体的流动.实验表明300℃~400℃下的强烈水岩相互作用促进了岩石破坏,并有可能影响岩层的地球物理性质,如高导层出现.另外,实验和理论研究表明处于300℃~400℃流体具有高电导率性质.这些水岩相互作用会使中地壳出现高导-低速层.     

测井评价“三低”油气藏面临的挑战和发展方向

“三低”油气藏，即低孔隙度、低渗透率和/或低饱和度为主要特征的复杂油气藏，已经成为国内外油气勘探开发的焦点.常规测井理论和方法在“三低”油气藏评价中面临许多挑战，常常显得无能为力.本文从常规测井响应特征出发，分析常规测井在“三低”油气藏的局限性，然后提出“三低”油气藏测井新理论新方法的基本出发点和思路.     

测井技术的应用及其在科学钻探研究中的意义

测井技术是从上世纪20年代发展起来,60年代渐趋成熟,现已被广泛应用于油田、煤田等地质勘探工作中.上世纪开始的DSDP(深海钻探)、ODP(大洋钻探)I、CDP(国际大陆科学钻探计划)、KTB(德国的大陆科学钻探计划)等项目采用测井曲线研究古环境、古气候,确定地层性质等方面取得了进展,极大的拓展了地球物理测井在地质上的应用范围,使测井技术由油气、煤炭测井的地层分析上升到测井地质的成因研究,也渗透到提取古气候信息的领域上.我们在柴达木盆地盐湖科学钻探工程中也采用了测井技术,旨在通过与岩芯多指标对比分析,探索应用其指示意义测井技术在石油、盐类资源普查及古环境研究中.     

不同偏振方向的偶极子声源在HTI地层井孔中激发声场的实验研究

本文首先制作了TI地层模型井,对模型井的速度、密度等物理参数进行了测量,通过快速模拟退火算法得到了该介质的五个TI刚性系数,然后采用缩尺的偶极子探头在HTI地层井孔内进行超声测量实验模拟了实际的偶极子声波测井,并结合数值模拟的结果,研究了不同偏振方向的声源在HTI地层井孔中进行偶极子声波测井的响应特征.模拟结果表明,弯曲波的幅度和速度随声源的偏振方向不同而不同.正交分量的波形幅度在声源偏振方向平行或垂直于快横波面方位时最小,在与快横波面方位呈一定夹角时较大;同向分量波形幅度随声源的偏振方向的变化规律同正交分量相反.弯曲波速度在声源的偏振方向与快横波面方位的夹角小于30°或者大于60°时,分别接近于快弯曲波和慢弯曲波的速度,对于夹角的变化不敏感;当夹角在30°和60°之间时,弯曲波的速度对该夹角变化非常敏感,由接近快弯曲波速度快速变化到接近慢弯曲波速度.