[发明专利]一种泥页岩有机碳含量的评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探开发的泥页岩油气测井评价领域，具体地，涉及一种泥页岩有机碳含量的评价方法。

背景技术

近年来，随着油气勘探开发由常规油气藏向非常规油气发展，页岩油气逐渐成为油气勘探开发的重要领域。页岩油气勘探开发中，泥页岩有机碳含量是控制页岩油气产能和优选核心区的关键参数，也是页岩油气来源的物质基础。我国页岩油气资源量很大，页岩气可采资源量约为12万亿立方米，页岩油可采资源量超过2000亿吨（来源：中国工程院，2012），页岩油气勘探开发潜力大。

烃源岩是富含有机质并可能或已经大量生成油气与排出油气的岩石。自20世纪80年代以来，国内外学者针对烃源岩做了大量研究工作，通过研究地球化学参数与测井响应特征之间的关系，提出了多种利用测井信息评价其中有机碳含量的方法，参见下述引用文献1～8。

简述之，与本发明相关的现有技术方案主要有2种，即ΔlgR方法和放射性测井方法。

（1）ΔlgR方法

1990年，Passey等人提出了经典的ΔlgR方法，该方法利用测井信息评价有机碳含量，既适用于碳酸盐岩烃源岩，也适用于碎屑岩烃源岩，该方法如下：通过对电阻率曲线和孔隙度曲线进行适当的刻度，将孔隙度曲线叠合于电阻率曲线上，使得在非烃源岩层段（贫有机质）两曲线重合，而在烃源岩层段（富有机质）两条曲线出现一定的幅度差，由于有机质具有低密度、高电阻率、高声波时差、高中子等测井响应特征，因此可以根据两曲线间幅度差的大小判断有机碳含量的多少，幅度差越大，有机碳含量越高；该方法具体可表现为如下公式：

ΔlgR＝lg(R_t/R_基线)+0.02×(Δt-Δt_基线)     (1)

TOC＝(ΔlgR)×10^{(2.297-0.1688LOM)}     (2)

式中，ΔlgR为电阻率和孔隙度曲线的幅度差；R_t为烃源岩地层测井电阻率值，Ω·m；Δt为烃源岩地层测井声波时差值，μs/ft；R_基线为非烃源岩层段的测井电阻率值，Ω·m；Δt_基线为非烃源岩层段的测井声波时差值，μs/ft；LOM为有机质成熟度指数；TOC为烃源岩中有机碳含量，wt%。

（2）放射性测井方法

现有技术中还有利用伽玛能谱测井信息中的铀浓度和放射性测井信息中的自然伽玛评价有机碳含量方法的技术，这些评价方法大都利用有机碳含量与铀浓度关系，直接建立线性或指数关系实现有机碳含量的计算。

然而，上述方法均是针对类似沉积环境、简单或单一岩性的泥页岩层系如海相沉积环境的碳酸盐岩与泥页岩组合层系、湖相碎屑岩与泥页岩组合层系等，且有机质保存条件类似的泥页岩层系提出的，其有机碳含量与测井响应具有好的一致相关性。

其中，ΔlgR方法和放射性测井方法的适用条件是：沉积环境类似的简单或单一岩性层系地层中，烃源岩有机质生成和埋藏条件类似，纵向上烃源岩有机质含量分布连续，烃源岩有机碳含量与测井响应之间存在好的一致相关性，ΔlgR方法和放射性测井方法能够获得较准确的有机碳含量计算结果。

具体而言，ΔlgR方法是基于沉积环境类似的简单或单一岩性层系地层中，烃源岩有机质生成和埋藏过程中基本上未遭受破坏前提条件下，提出的经验公式，它存在一定的局限性。当同一套烃源岩中纵向上不同位置有机质保存条件和岩性发生较大变化时，导致有机碳含量与测井响应之间一致相关性变差，ΔlgR方法中的声波时差、电阻率组合的幅度与有机碳含量关系变差，利用现有技术计算得到的有机碳含量误差大，导致同一套烃源岩层系内有机碳含量的计算值无法反映真实的有机碳含量纵向分布情况。

放射性测井方法是基于沉积环境类似的简单或单一岩性层系地层中，烃源岩中的放射性与有机碳含量相关性一致提出的，对于这样的烃源岩层有机碳含量计算精度较高，但对于复杂岩性地层有机碳含量与放射性测井响应之间的一致相关性较差的烃源岩层，有机碳含量计算误差较大，方法本身存在较大的局限性。世界范围海相和湖相烃源岩层系中，半数以上同泥页岩层系内常发育多个凝灰岩夹层，凝灰岩层内有机碳含量非常低，但放射性很强，导致放射性测井响应很高，利用放射性测井得到的有机碳含量很高，导致有机碳含量计算误差较大。当有机质生成后在保存过程中，遭受部分破坏，导致有机质损失，但沉积在烃源岩中的放射性物质损失较少，导致烃源岩中的放射性与有机碳含量相关性变差，会导致利用放射性测井计算得到的有机碳含量误差较大。