M凹陷泥頁(yè)巖儲(chǔ)層有效烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)及應(yīng)用

赫志兵

(中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司中東大區(qū)，北京 100101)

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M凹陷泥頁(yè)巖儲(chǔ)層有效烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)及應(yīng)用

赫志兵

(中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司中東大區(qū)，北京 100101)

泥頁(yè)巖儲(chǔ)層；測(cè)井評(píng)價(jià)；有效烴源巖；參數(shù)定量計(jì)算

1　地質(zhì)概況

2　有效烴源巖測(cè)井識(shí)別

圖1　ΔlgR法有效烴源巖識(shí)別示意圖(據(jù)文獻(xiàn)[13])

研究區(qū)烴源巖主要以泥頁(yè)巖為主，含有部分泥巖。

目前主要應(yīng)用ΔlgR法對(duì)有效烴源巖進(jìn)行測(cè)井識(shí)別，該方法是使用一種專門刻度的孔隙度曲線(一般是聲波時(shí)差曲線)疊合在一條電阻率曲線上，2條曲線的幅度差定義為ΔlgR[13](見圖1)。除此之外，自然伽馬曲線在有效烴源巖處往往出現(xiàn)高值，能夠較好地輔助識(shí)別有效烴源巖。

通過對(duì)研究區(qū)目的層測(cè)井曲線的綜合分析發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)自然伽馬曲線對(duì)有效烴源巖的反映不明顯，即自然伽馬曲線在普通泥巖和有效烴源巖之間的差異不明顯，但是電阻率、密度和聲波時(shí)差曲線反映比較明顯。因此，可以利用電阻率-聲波時(shí)差組合，以及電阻率-密度組合對(duì)有效烴源巖進(jìn)行識(shí)別。如圖2所示，在s1井有效烴源巖發(fā)育層段，電阻率、聲波時(shí)差明顯增大，密度明顯減少，通過特定刻度后，電阻率與聲波時(shí)差、電阻率與密度的幅度差均明顯指示了有效烴源巖的存在。從識(shí)別結(jié)果來看，該地區(qū)有效烴源巖主要是含碳酸鹽油頁(yè)巖，與該地區(qū)的地質(zhì)特征相符。

圖2　s1井有效烴源巖識(shí)別成果圖

3　測(cè)井參數(shù)定量計(jì)算方法

在巖石地球化學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過多種計(jì)算方法的實(shí)踐與對(duì)比，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)的ΔlgR法[6]效果較好：

(1)

式中：w(TOC)為總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；ρlld,b為深側(cè)向電阻率與聲波時(shí)差重合時(shí)的電阻率，Ω·m；Δt為聲波時(shí)差，μs/ft；Δtb為深側(cè)向電阻率與聲波時(shí)差重合時(shí)的聲波時(shí)差，μs/ft；a、b為系數(shù)。

該方法的優(yōu)點(diǎn)在于易于操作，系數(shù)a和b應(yīng)用二元回歸方法可以確定，所需基線參數(shù)值在研究區(qū)較容易確定。不但可以確定w(TOC)，同時(shí)也可以確定可溶烴、熱解烴和殘余碳：

(2)

(3)

(4)

w(RC)=0.7751×w(TOC)0.9313

(5)

式中：w(S1)為可溶烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/g；w(S2)為熱解烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/g；w(RC)為殘余碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

應(yīng)用式(2)～(5)可以分別對(duì)w(TOC)、w(S1)、w(S2)和w(RC)進(jìn)行求取。計(jì)算結(jié)果與巖心分析值對(duì)比見圖3，符合程度均較高。

圖3　s2井參數(shù)計(jì)算值與巖心分析值對(duì)比圖

研究區(qū)的油主要是儲(chǔ)存在大段富含有機(jī)質(zhì)的泥頁(yè)巖無機(jī)質(zhì)及有機(jī)質(zhì)孔隙中的液態(tài)烴(其中部分吸附在有機(jī)質(zhì)和巖石顆粒表面)，以自生自儲(chǔ)為主。其含油性受巖石物性和有機(jī)質(zhì)豐度共同影響，除與巖性、孔隙度密切相關(guān)外，還受w(S1)、w(TOC)等地球化學(xué)參數(shù)的制約。對(duì)于無機(jī)部分的含油體積可應(yīng)用常規(guī)方法評(píng)價(jià)，對(duì)于有機(jī)部分的含油體積分?jǐn)?shù)可以利用w(TOC)、w(S1)進(jìn)行計(jì)算[20]：

(6)

式中：φ(SOT)為有機(jī)質(zhì)中的含油體積分?jǐn)?shù)，%；x為轉(zhuǎn)換系數(shù)，1。

由于式(6)中w(TOC)與w(S1)的量綱不統(tǒng)一，再加上x難以確定，操作起來難度較大。因此可利用w(TOC)與w(RC)、w(S1)、w(S2)的關(guān)系簡(jiǎn)化式(6)：

w(S1)+w(S2)=0.083×(w(TOC)-w(RC))

(7)

應(yīng)用該關(guān)系式，約束各個(gè)量的變化，不但可以直接求出生烴潛量(w(S1)+w(S2))，還避免了式(6)中量綱不統(tǒng)一的問題。

4　應(yīng)用

圖4　s3井儲(chǔ)層識(shí)別成果圖

Ⅰ類烴源巖和Ⅱ類烴源巖是油氣富集層段，也是該次研究尋找的主要目的層段。在研究區(qū)100多口井有效烴源巖測(cè)井識(shí)別、評(píng)價(jià)和分級(jí)的基礎(chǔ)上，對(duì)單井Ⅰ類烴源巖和Ⅱ類烴源巖厚度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并乘以相應(yīng)的w(TOC)，繪制了烴源巖品質(zhì)分布圖(圖6)。圖6中的綠色區(qū)域即為優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布區(qū)域，為今后水平井的部署及后續(xù)勘探提供了有力的技術(shù)支撐。

圖5　a1井w(TOC)劃分烴源巖等級(jí)成果圖

圖6　研究區(qū)烴源巖品質(zhì)分布圖

5　結(jié)論

1)泥頁(yè)巖自生自儲(chǔ)的特性決定了有效烴源巖的評(píng)價(jià)是整個(gè)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的關(guān)鍵所在。

2)在地球化學(xué)試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用測(cè)井方法對(duì)泥頁(yè)巖有效烴源巖進(jìn)行測(cè)井識(shí)別及評(píng)價(jià)是一種行之有效的方法。它不僅能夠有效地劃分出單井油氣儲(chǔ)層的位置，而且能夠在平面上尋找優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布范圍，為后續(xù)水平井的部署及后續(xù)勘探提供了有力的技術(shù)支撐。

3)目前應(yīng)用測(cè)井資料評(píng)價(jià)烴源巖的方法較多，要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況選取適合于研究區(qū)的有效方法。

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[編輯]龔丹

2016-03-02

赫志兵(1974-)，男，博士，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事測(cè)井相關(guān)生產(chǎn)、科技及管理工作，378301351@qq.com。

P631.84

A

1673-1409(2016)29-0018-06

[引著格式]赫志兵.M凹陷泥頁(yè)巖儲(chǔ)層有效烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)及應(yīng)用[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2016,13(29):18～23.