微电阻率成像测井在识别页岩岩相与裂缝中的应用

页岩气储层微电阻率成像测井的应用与研究,目前国内还处于起步阶段。与常规储层相比,页岩气储层岩性更加复杂,矿物类型较多,裂缝识别难度大。通过对渝东南地区Q1井微电阻率成像测井资料的精细标定与分析,结合页岩气储层8块岩心薄片、37块岩心矿物成分,总结常规测井曲线特征,引入图版形式准确区分出该地区4种页岩岩相识别模式。在此基础上选取有利岩相,自动拾取裂缝并定量计算了该井裂缝孔隙度等参数,确定该井最大主应力近东西方向,提高了页岩气勘探开发效率,为后期压裂改造提供了可靠依据。     

柴北缘石炭系克鲁克组泥页岩岩相特征与沉积环境分析

柴北缘石炭系克鲁克组发育了一套厚层富有机质细粒沉积岩,是研究区页岩气勘探的主力层系。克鲁克组泥页岩形成于陆表海沉积环境,与深海富硅质泥页岩和湖相富碳酸盐泥页岩具有显著差异,目前研究程度相对较低,因此对其开展岩相与沉积环境研究具有十分重要的沉积学与油气地质学意义。通过野外露头和岩心观察,薄片鉴定、X射线衍射分析等技术,以区分标志明显、易于识别为主要原则,综合矿物组成、沉积构造、化石组合及其他混入物等因素,将柴北缘石炭系克鲁克组泥页岩划分出10种主要岩相类型,分别指示不同的沉积微环境。其中,煤岩、水平层理碳质黏土岩、透镜状层理粉砂质黏土岩、波状层理黏土质粉砂岩、脉状层理粉砂岩均属于潮坪沉积;富含菱铁矿结核的块状黏土岩为潟湖沉积;块状泥灰岩和块状生屑灰岩属碳酸盐台地沉积;而含介壳粉砂型泥岩和介壳型泥岩则属于潟湖与局限台地之间的过渡沉积,具有原地混积的特点。由于陆表海平缓的古坡脚,致使区内沉积体系受短期海平面升降变化影响显著,随滨线快速迁移,不同沉积环境的泥页岩在垂向上频繁叠置,交互出现,可总结出3种主要的岩相组合类型,分别形成于局限台地相潟湖相潮坪相组合,局限台地相潟湖相组合和局限台地相生物碎屑浅滩相组合。在泥页岩的岩相类型、特征、沉积环境及垂向演化序列研究的基础上,最终建立了陆表海泥页岩沉积模式。     

基于随机树嵌入的随钻测井岩性识别方法

岩性识别是储层评价中的一项重要工作。随着机器学习方法的不断发展,岩性的智能识别也成为热门研究方向。随钻测井技术目前已经得到了广泛的应用,但是受限于高温高压的钻井作业条件,随钻测井仪器只能测得少量测井参数。由于随钻测井参数较少,直接输入机器学习模型无法充分挖掘其中的信息。对此,本文将随机树嵌入引入随钻测井资料的岩性识别。该方法将低维随钻测井数据通过二叉树编码并转化为高维稀疏特征,利用升维后的数据进行训练从而提升机器学习模型的判别能力。对比实验结果表明,使用随机树嵌入的随机森林方法具有最佳的识别效果,准确率和F₁值较直接使用随机森林分别提升了3.16%和3.25%,且优于梯度提升树、极随机树和粒子群优化支持向量机算法。     

中国海相页岩岩相精细划分及测井预测:以四川盆地南部威远地区龙马溪组为例

开展海相页岩岩相精细划分及预测研究对页岩气勘探开发层位选择具有重要意义。本文基于页岩储层品质及压裂品质两个要素,提出以TOC含量、矿物组成为基础的"两步法"页岩岩相划分方案。在岩心观察描述的基础上,利用岩石薄片分析、X全岩衍射分析及TOC含量测量等资料,以川南威远地区龙马溪组页岩为例,开展了页岩岩相划分,分析了不同岩相的属性差异。结合测井资料,根据概率神经网络原理,建立了页岩岩相预测模型,开展了该地区单井岩相预测,揭示了威远地区龙马溪组页岩岩相组合及分布特征:(1)威远地区龙马溪组发育11种岩相类型,其中5种富有机质页岩岩相,6种贫有机质岩相;(2)富有机质硅质页岩相、富有机质碳酸盐质-硅质页岩相及富有机质硅质-碳酸盐质页岩相因具有高TOC含量和高脆性特征,保证了页岩良好的生气能力及可压裂性,为最有利岩相类型;(3)有利岩相组合主要分布在龙马溪组底部,平面上自威远地区北西向南东方向,组合厚度增大,组合类型变化。北西部W1井,以富有机质硅质页岩岩相与富有机质碳酸盐质-硅质页岩相组合为主,厚20m;往南东至W2井,以富有机质硅质页岩相、富有机质碳酸盐质-硅质页岩相、富有机质硅质-碳酸盐质页岩相夹薄层状富有机质黏土质页岩相为主,厚30m;至南东部W4井,为富有机质硅质页岩相、富有机质碳酸盐质-硅质页岩相、富有机质硅质-碳酸盐质页岩相夹厚层状富有机质黏土质页岩相组合,厚35m。     

陆相泥页岩层系岩相测井识别与预测:以南堡凹陷拾场次洼为例

泥页岩层系岩相研究是页岩油勘探的基础工作,由于钻井取心较为困难且陆相湖盆范围小,相变快,使岩相精细识别与预测较为困难.测井曲线精确度高,纵向连续性好,可以准确识别与预测岩相.利用全岩X衍射(XRD)、薄片鉴定及地球化学分析测试等实验数据,将岩相按"三级次-三单元"划分方案进行划分,将测井曲线与TOC值、矿物含量等参数进...     

利用测井方法识别火山岩岩相方法

利用实际岩石薄片数据及测井数据,通过GR-TH 及GR-AC 交会图方法将松南气田营城组岩石结构划分为熔岩结构、熔结结构和凝灰结构3 种。凝灰结构和熔结结构对应爆发相,熔岩结构对应喷溢相。结合次生孔隙度的大小及岩心、录井信息对出现的6 种亚相: 热碎屑流亚相、热基浪亚相、空落亚相、上部亚相、中部亚相和下部亚相进一步划分,其结果与地质上的岩相亚相基本一致。     

基于不同机器学习模型的石油测井数据岩性分类对比研究

特定的计算工具帮助地质学家识别和分类油井钻探的岩石岩性,降低成本并提高工作效率。机器学习方法集成了大量信息,能够高效地实现模式识别和准确决策。文章将挪威海5口油井进行岩性分类,通过将数据随机分为训练集(70%)和测试集(30%),利用多变量测井参数数据进行训练和验证,对比多层感知器(MLP)、决策树、随机森林和XGboost等模型的应用效果。研究结果显示,XGBoost模型在数据的泛化性方面表现更佳,其准确率为95%;随机森林模型次之,准确率为94%;而多层感知机(MLP)和决策树模型表现出较好的鲁棒性,准确率分别为92%和90%。     

川南下志留统龙马溪组页岩岩相表征

页岩岩相表征是页岩气地质评价和选层、选区的基础性研究工作。本文以露头和钻井资料为基础,依据岩矿、薄片、地化和测井资料,建立了海相页岩岩相划分方法,对川南上奥陶统五峰组下志留统龙马溪组主要岩相进行了精细表征,并形成4点认识：(1)应用岩石矿物三端员法+沉积微相划分页岩岩相类型及其组合,是开展海相页岩岩相表征的有效方法;(2)川南五峰组龙马溪组页岩发育6种岩相类型和3种典型岩相组合,其中硅质页岩和钙质硅质混合页岩是(半)深水环境的特有岩相,黏土质页岩和黏土质钙质混合页岩是半深水浅水环境的主要岩相,黏土质硅质混合页岩是浅水深水环境下的共有岩相;(3)随着水体由深变浅和水动力条件逐渐增强以及陆源物质输入量增大,不同成因岩相组合的页岩矿物成分、基质组构、古生物和有机质富集程度、测井响应等基本特征均发生重大变化;(4)受海平面变化控制,主力产层为深水陆棚沉积的硅质页岩、钙质硅质混合页岩和黏土质硅质混合页岩组合,产层顶板为半深水浅水陆棚沉积的黏土质页岩、黏土质硅质混合页岩和黏土质钙质混合页岩组合;前者因富含硅质和有机质,具有良好的脆性和物性,是形成页岩气产层的优质岩相;后者因富含黏土和贫有机质,脆性和渗透性差,是形成页岩气藏区域封盖层的优质岩相;两者自下而上构成良好的自封自储型储盖组合。     

四川盆地及周缘下古生界五峰组龙马溪组页岩岩相分类

基于涪陵焦石坝地区页岩气高产工业气流的推动,四川盆地及其周缘下古生界五峰组龙马溪组页岩已经成为了中国页岩气研究的重点,至今已取得大量相关研究成果,这进一步推动了页岩气研究工作的深入。但作为页岩及页岩气研究的基础--页岩岩相分类这个问题却一直存在明显争议,为此本文全面梳理了国内外页岩岩相分类方案及相关研究,有机结合了国内五峰组龙马溪组页岩的研究和勘探实例,确定了页岩岩相分类的两个核心指标(石英百分含量、纹层发育程度),构建了五峰组龙马溪组页岩岩相的分类流程,建立了9种不同类型的页岩岩相：(1)贫硅不平行纹层页岩;(2)中硅不平行纹层页岩;(3)富硅不平行纹层页岩;(4)贫硅平行纹层页岩;(5)中硅平行纹层页岩;(6)富硅平行纹层页岩;(7)贫硅不明显纹层页岩;(8)中硅不明显纹层页岩;(9)富硅不明显纹层页岩。在系统的页岩岩相分类基础上进一步提出了四川盆地及周缘进行页岩气勘探最有利层段的页岩岩相的三高特征：高石英含量、高TOC含量及高压裂性。     

上扬子区下寒武统海相页岩岩相类型及沉积模式

上扬子区下寒武统牛蹄塘组页岩是我国南方地区页岩气重要勘探层系之一。通过露头、岩心、薄片、实验测试等资料综合分析,识别了该套页岩岩相类型及相关沉积作用方式,在水体氧化还原条件演变规律分析基础上总结了其沉积演化模式。牛蹄塘组页岩共包含6类岩相：富有机质硅质页岩、含粉砂硅质页岩、粉砂质页岩、黏土质页岩、泥质钙质页岩及粉砂质钙质页岩,主要体现为5种沉积作用方式：砂质机械沉积、钙质化学沉积、硅质生物沉积、泥质絮凝沉积及底流改造沉积。从底到顶,该套页岩表现为一套水体变浅的进积型演化序列,水体还原程度减弱,有机质保存条件变差。牛蹄塘组下段沉积期,盆地相区和陆棚相区分别以硅质生物沉积和钙质化学沉积为主,主体岩相类型为硅质页岩和钙质页岩;上段沉积期,盆地相区和陆棚相区分别以泥质絮凝沉积和砂质机械沉积为主,主体岩相类型为黏土质页岩和粉砂质混合质页岩。提出的牛蹄塘组页岩岩相发育模式及沉积演化规律能为研究区优质页岩的分布预测及页岩气勘探选区评价提供理论依据。     

鄂尔多斯盆地华池地区三叠系延长组长7段富有机质页岩岩相特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组发育富有机质页岩和泥岩,目前已成为鄂尔多斯盆地页岩油气勘探的重要层位。综合岩心精细描述、薄片微观结构观察和粒度分析结果,将富有机质页岩和泥岩划分为黑色页岩岩相、纹层状泥岩岩相、粉砂质泥岩岩相。粉砂质泥岩岩相的脆性矿物含量高于黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相,后者比前者具有更高的黄铁矿含量,3种岩相的黏土矿物含量较接近。黑色页岩岩相有机质丰度高,有机质类型以I型干酪根为主,是最有利的富有机质岩相类型,其次为纹层状泥岩岩相。长7油层组沉积时期水体为分层的厌氧环境,有利于有机质的保存,低等水生生物是主要的母质来源。黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相形成于安静、缺少陆源碎屑影响的深湖环境下;粉砂质泥岩岩相形成于受陆源碎屑频繁影响的环境,有较多的陆源高等物质输入湖盆中,造成有机质类型复杂。将岩心精细描述和测井信息紧密结合,揭示了各类岩相纵向发育特征。受基准面变化和沉积物供给能力影响,长73以黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相为主,长72和长71以纹层状泥岩岩相和粉砂质泥岩岩相为主。长73暗色泥岩和页岩的岩相类型好,发育页理缝和纹层缝,有机质类型好、丰度高,是最有利的页岩油气勘探目的层系。     

页岩岩相分类表征及对建产区产能的影响

单井产气能力差异大,导致持续稳产困难是页岩气建产区面临的关键难题.围绕页岩气建产区特点,建立了考虑建产区产气能力影响的优质海相页岩岩相分类表征技术流程.首先,分析了建产区优质页岩产气能力差异主控因素,制定了建产区优质页岩岩相分类方案;然后,建立了TOC含量,孔隙度,泥质、硅质、钙质矿物含量等关键参数测井计算模型,结合页...     

基于BP神经网络的测井相分析及沉积相识别

测井相分析是研究地层沉积相的一种手段。利用基于BP神经网络的测井相分析进行沉积相识别研究,首先将已知地区地层剖面划分为有限的测井相,通过对岩心及其对应的沉积相进行研究,用数学方法及知识推理确定各个测井相到沉积相的映射转换关系,并利用这种关系,建立沉积相库。在此基础上,运用MATLAB中的工具箱建立BP神经网络模型,把已知沉积相的测井曲线特征作为样本进行训练学习,并将提取的测井曲线特征进行分类识别,从而确定地层的沉积相。应用表明,BP神经网络能够快速完成沉积相识别,可靠性较高,可以用于测井相分析及沉积相研究。     

渝东南下志留统龙马溪组页岩岩相特征及其对孔隙结构的控制

目前对优势页岩岩相的划分尚缺乏明确的标准.另外,合理连接不同孔隙测试方法的结果,实现页岩的全孔径孔隙结构定量化表征,成为现阶段亟待解决的关键问题.基于页岩的有机质丰度和矿物组分建立了岩相划分方案,查明了渝东南下志留统龙马溪组页岩发育硅质页岩、混合质页岩和粘土质页岩3类,根据有机质丰度将每类页岩细分为富、含和贫有机质等共计9种岩相,在此基础上开展了低压N₂吸附和高压压汞实验.研究区龙马溪组中富有机质页岩孔径呈现多峰分布特征,主要孔径峰值位于2~3nm、70~90nm和200~300nm,页岩的孔体积主要来源于中孔（2~0nm）和宏孔（>0nm）,比表面积主要来自中孔和微孔（ < 2nm）;对于孔体积贡献,微孔最高可占12%,中孔占3%,宏孔占2%.对于孔面积贡献,微孔最高占47%,中孔占7%,宏孔占11%.随着粘土矿物含量升高,在200~400nm范围内孔体积显著升高.中孔和宏孔贡献了超过90%的孔体积,微孔和中孔贡献了超过90%的比表面积.富有机质硅质页岩微孔比例高,对比表面积贡献高,孔体积和比表面积最大,有利于页岩气富集,是最有利的页岩岩相.      

基于非开挖随钻检测系统与随机森林的地层岩性识别

通过自主研发设计的非开挖随钻检测系统,采集非开挖钻进参数,进行非开挖钻进实时地层岩性识别,为非开挖施工提供安全信息保证。针对非开挖工程工勘资料缺乏,掘进地层岩性难以判断的问题,提出了一种基于非开挖随钻检测系统实时采集数据,利用随机森林算法建立地层识别模型,通过模型去识别未知地层,并将识别结果可视化展示。通过非开挖随钻检测系统在工程现场的实际应用,获得了包括钻速、扭矩、转速、拉力、泵压、泵量等钻进敏感参数作为训练样本,利用随机森林算法对采集的钻进参数进行训练,构造决策树与随机森林,对钻进参数进行分类,建立了以典型非开挖地层岩性分类为目标的分类模型,分别确定了杂填土、黏土、粉细砂、砾石和淤泥的地层分类标签。进一步,基于机器学习的分类结果,利用PCA主成分分析将地层识别特征降维至三维,实现了地层岩性识别结果的三维展示。将预测模型应用于实际工程,以验证其有效性。结果表明,该方法能在非开挖实时钻进条件下快速识别钻进地层,识别正确率高达92%。该研究成果通过采集导向随钻参数,识别非开挖掘进段地层岩性,为非开挖扩孔阶段钻具选型、泥浆设计等提供了重要信息。     

东营凹陷沙四上亚段陆相页岩岩相特征、成因及演化

我国陆相湖盆页岩具有较大的生烃潜力,但是对其研究起步较晚,目前存在诸多不足,尤其对富生烃页岩岩相特征及其沉积作用过程、成因演化等方面的研究工作均处于探索阶段.综合岩心、薄片、XRD矿物含量分析、主微量元素和测井等数据,在沉积学、元素地球化学以及-R（湖进-湖退）层序理论的指导下,详细研究了东营凹陷沙四上亚段页岩的岩相特征及其沉积过程、岩相发育与层序耦合关系以及古气候和湖泊的演化过程.结果表明,沙四上亚段页岩自下而上主要由硬石膏薄夹层页岩相、含粉砂富粘土质页岩相、块状灰质页岩相和纹层状灰质页岩相组成,分别沉积于盐湖环境、前三角洲环境、浅湖环境和深湖-半深湖环境.页岩岩相组合的垂向演化与体系域的纵向分布具有明显的耦合关系,揭示了古气候由干旱转为潮湿、湖盆由小型湖泊演化为大型湖泊,并推断古气候的变化和控盆正断层的活动是控制研究区古湖泊演化的两个重要因素.      

用地球物理测井资料预测煤层气含量——基于斜率关联度—随机森林方法的工作案例

煤层气含量是煤层勘探开发研究的重点参数之一,由于煤层气含量受多因素影响,能有效预测其含量至关重要.本文将斜率关联度法与随机森林算法相结合,以地球物理测井资料为基础进行煤层气含量预测.首先利用改进的斜率关联度法,计算得到对煤层气含量敏感的测井曲线,再利用交叉验证法探究合适的随机森林决策树个数,并结合选出的超参数利用随机森...     

潜江凹陷页岩岩相对页岩油储层的控制作用

在岩心观察与岩石薄片鉴定的基础上,结合XRD技术、氩离子抛光扫描电镜、低温氮气吸附实验、高压压汞测试和岩石热解分析,对江汉盆地潜江凹陷潜江组页岩储层的岩石矿物组成、孔渗和孔隙结构、地球化学特征等进行分析.研究表明,潜江凹陷潜江组页岩主要矿物组成为白云石和黏土矿物,主要发育块状灰质泥岩相、纹层状灰质泥岩相、块状云质泥岩相、纹层状云质泥岩相以及块状泥质云岩相和纹层状泥质云岩相.页岩储层主要发育碳酸盐矿物晶间孔和黏土矿物层间孔,孔径主要分布在2～200 nm,孔隙度多低于20%,渗透率主要为0.1×10^-3～100×10^-3μm²,为低孔低渗—特低渗储层.其中黏土矿物有利于页岩储层微孔和介孔的发育,白云石有利于大孔发育,且生物成因的白云石有助于有机碳的富集和滞留烃的赋存.储层整体表现为纹层状页岩比块状页岩具有相对较高的孔径、较好的孔隙连通性和含油性,尤其在纹层状泥质云岩相中,孔隙度介于5%～15%,渗透率处于1×10^-3～10×10^-3μm²,主要孔径为50～2...