吐哈盆地?zé)N源巖有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)測井定量預(yù)測模型

韓雙彪，張金川，黃衛(wèi)東，王志勇，俞益新

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083；2.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074；3.中國石油吐哈油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆 哈密 839009）

吐哈盆地?zé)N源巖有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)測井定量預(yù)測模型

韓雙彪1，2，張金川1，黃衛(wèi)東3，王志勇3，俞益新1

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083；2.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074；3.中國石油吐哈油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆 哈密 839009）

烴源巖地層通常具有高聲波時(shí)差、高孔隙度、高電阻率和低密度等測井響應(yīng)特征。正常情況下，烴源巖有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，其在測井曲線上的異常反應(yīng)就越大。將測井信息與有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間建立一種定量關(guān)系模型，就可以計(jì)算出烴源巖有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在縱向上的連續(xù)變化值，從而有效地彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室測樣的不足。國內(nèi)外學(xué)者對此進(jìn)行了相關(guān)的探討與研究，提出的定量預(yù)測模型可分為單參數(shù)型和多參數(shù)型。文中依據(jù)吐哈盆地地質(zhì)資料，在Δlg R方法的基礎(chǔ)上同時(shí)結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)原理，選取了聲波時(shí)差測井與電阻率測井，建立了兩者與有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的線性關(guān)系式。根據(jù)實(shí)測值與擬合值的比較，認(rèn)為建立的定量預(yù)測模型擬合效果良好。

烴源巖；有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)；測井響應(yīng)；定量預(yù)測；吐哈盆地

1 烴源巖測井響應(yīng)特征

測井曲線對巖層有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的差異性響應(yīng)，是利用測井曲線定量評價(jià)烴源巖的基礎(chǔ)。由于富含放射性元素（如特殊元素鈾），烴源巖在自然伽馬曲線上表現(xiàn)為高異常。烴源巖密度通常低于其他巖層，測井曲線表現(xiàn)為低密度異常；當(dāng)其他條件一定時(shí)，烴源巖在聲波時(shí)差曲線上表現(xiàn)為高時(shí)差異常。由于孔隙流體的存在，烴源巖在電阻率曲線上表現(xiàn)為高異常。烴源巖有機(jī)質(zhì)含氫指數(shù)高，所以烴源巖有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與中子測井也存在良好的相關(guān)性［1］。

2 有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)定量預(yù)測模型

烴源巖通常含有大量的有機(jī)質(zhì)，有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯影響著幾種測井響應(yīng)。正常情況下，烴源巖的有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，其在測井曲線上的異常反應(yīng)就越高，通過測定異常值的高低，就可以計(jì)算出有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小。具體的有單參數(shù)和多參數(shù)模型，應(yīng)用較廣的是Δlg R技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)是將聲波和電阻率曲線重疊，2條曲線在一定深度范圍內(nèi)一致或完全重疊時(shí)作為基線，基線確定以后，即可用2條曲線的距離來識(shí)別富含有機(jī)質(zhì)的巖層［2-4］。

3 應(yīng)用實(shí)例

吐哈盆地為我國西部主要含油氣盆地之一［5-6］，是一個(gè)重要的油氣接替區(qū)，并以油氣發(fā)現(xiàn)速度快和勘探效益好名列全國同行業(yè)前茅。通過對吐哈盆地大量鉆井、測井、地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為，吐哈盆地侏羅系水西溝群發(fā)育夾煤層的暗色泥巖［7］，在整個(gè)盆地內(nèi)廣泛沉積，厚度一般為200～400 m，最大厚度可達(dá)700 m，有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，干酪根類型以利于生氣的Ⅲ型為主，有機(jī)質(zhì)演化程度適中，多數(shù)處于低熟—成熟階段，是有利的烴源巖發(fā)育層段。文中主要討論了侏羅系水西溝群烴源巖TOC的測井定量預(yù)測。

為了提高計(jì)算有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的精度，綜合幾種測井曲線對高有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的異常響應(yīng)［8-12］，利用不同測井曲線在研究區(qū)反復(fù)試驗(yàn)，在Δlg R方法的基礎(chǔ)上結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)原理，最終剔除了成熟度這個(gè)不確定性因素，選取聲波時(shí)差測井與電阻率測井，建立了兩者與有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的線性關(guān)系式：

式中：TOC為有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)；R為實(shí)測電阻率，Ω·m；Δt為實(shí)測聲波時(shí)差，μs/m；x，y，z為待定系數(shù)，其中z為常數(shù)項(xiàng)。

不同的沉積環(huán)境形成了各自獨(dú)特的沉積相（或沉積微相）［13-14］，若統(tǒng)一用一個(gè)公式，勢必會(huì)造成較大的誤差。為此，依據(jù)前人劃分的沉積相（沉積微相），在不同沉積相或沉積微相基礎(chǔ)上分別建立各自相應(yīng)的TOC測井預(yù)測模型，提高TOC計(jì)算的精度。結(jié)合吐哈盆地實(shí)際地質(zhì)資料，選出不同凹陷的托參2、連4、溫深1、鄯科1、陵深1、勒7、紅臺(tái)1、草南1以及哈3九口探井，對不同沉積相或沉積微相，利用TSM盆模軟件構(gòu)造模擬模塊中的多元線性回歸進(jìn)行參數(shù)擬合，以勒7井泛濫平原微相為例說明了定量預(yù)測的效果（見表1），結(jié)果的相關(guān)系數(shù)為0.867 556。然后，將這9口探井所有相同的沉積相數(shù)據(jù)綜合到一起，利用TSM軟件進(jìn)行擬合，經(jīng)校正（去偽存真）后確定了吐哈盆地侏羅系水西溝群烴源巖在不同沉積相條件下的TOC測井定量預(yù)測模型（見表2）。

表1 勒7井泛濫平原微相擬合數(shù)據(jù)

表2 TOC測井定量預(yù)測模型

4 結(jié)束語

測井曲線數(shù)值多，讀值時(shí)要盡量準(zhǔn)確，減少人為誤差。多元統(tǒng)計(jì)求解參數(shù)過程中若有個(gè)別點(diǎn)對整體“負(fù)面”影響較大，可以將其刪除。沉積微相的劃分要盡量準(zhǔn)確，以減少多解性，從而使更加適合該區(qū)的地質(zhì)情況。在最后求出參數(shù)后，需結(jié)合已有的資料對其進(jìn)行校正，力求準(zhǔn)確度更高。

［1］王貴文，朱振宇，朱廣宇.烴源巖測井識(shí)別與評價(jià)方法研究［J］.石油勘探與開發(fā)，2002，29（4）：50-52. Wang Guiwen，Zhu Zhenyu，Zhu Guangyu.Logging identification and evaluation of Cambrian-Ordovician source rocks in syneclise of TarimBasin［J］.Petroleum Exploration and Development，2002，29（4）：50-52.

［2］王方雄，侯英姿，夏季.烴源巖測井評價(jià)新進(jìn)展［J］.測井技術(shù)，2002，26（2）：89-93. Wang Fangxiong，Hou Yingzi，Xia Ji.New advances in hydrocarbon source rocks evaluation［J］.Well Logging Technology，2002，26（2）：89-93.

［3］姚家驊，姚偉，王建平.現(xiàn)代測井技術(shù)發(fā)展的啟示［J］.斷塊油氣田，2001，8（3）：48-51. Yao Jiahua，Yao Wei，Wang Jianping.The enlightenment of modern well logging technique development［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2001，8（3）：48-51.

［4］徐思煌，朱義清.烴源巖有機(jī)碳含量的測井響應(yīng)特征與定量預(yù)測模型：以珠江口盆地文昌組烴源巖為例［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2010，32（3）：290-295，300. Xu Sihuang，Zhu Yiqing.Well log response and prediction model of organic carbon content in source rocks：A case study from the source rock of Wenchang Formation in the Pearl River Mouth Basin［J］. Petroleum Geology&Experiment，2010，32（3）：290-295，300.

［5］崔鵬.烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度恢復(fù)方法綜述［J］.斷塊油氣田，2007，14（5）：15-17. Cui Peng.Review on recovering method of organic matter abundance in hydrocarbon source rock［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2007，14（5）：15-17.

［6］王作棟，陶明信，孟仟祥，等.吐哈盆地?zé)N源巖研究進(jìn)展與低演化油氣的形成［J］.天然氣地球科學(xué)，2008，19（6）：754-760. Wang Zuodong，Tao Mingxin，Meng Qianxiang，etal.Research progress of source rocks and formation of low evolution oil and gas in Turpan-Hami Basin［J］.Natural Gas Geoscience，2008，19（6）：754-760.

［7］呂棟，尹太舉.吐哈盆地臺(tái)北凹陷勒3區(qū)塊七克臺(tái)組沉積相研究［J］.斷塊油氣田，2007，14（4）：20-21. Lv Dong，Yin Taiju.Study on sedimentary facies of Qiketai Formation of Block Le 3 in Taibei Depression of Tuha Basin［J］.Fault-Block Oil &Gas Field，2007，14（4）：20-21.

［8］范譚廣.吐哈盆地臺(tái)北凹陷水西溝群致密砂巖氣成藏條件［J］.天然氣工業(yè)，2011，31（7）：21-23. Fan Tanguang.Gas accumulation conditions of the Shuixigou tight sand formations in the Taibei Trough，Turpan-Hami Basin［J］.Natural Gas Industry，2011，31（7）：21-23.

［9］劉宏.多旋回復(fù)雜碳酸鹽巖儲(chǔ)層滲透率測井評價(jià)［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2010，31（5）：678-674. Liu Hong.Logging evaluation of perm eability ofmulticyclic carbonate rock reservoirs in the Middle Sichuan Basin［J］.Oil&Gas Geology，2010，31（5）：678-674.

［10］樊政軍，柳建華，張衛(wèi)峰.塔河油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層測井識(shí)別與評價(jià)［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2008，29（1）：61-65. Fan Zhenjun，Liu Jianhua，Zhang Weifeng.Log interpretation and evaluation of the Ordovician carbonate rock reservoirs in Tahe Oilfield［J］.Oil&Gas Geology，2008，29（1）：61-65.

［11］何希鵬，張青.測井資料在江陵凹陷烴源巖評價(jià)中的應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2010，17（5）：637-641. He Xipeng，Zhang Qing.Application of logging data in evaluation of source rocks in Jiangling Depression［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2010，17（5）：637-641.

［12］Schmoker J W，Hester T C.Organic carbon in Bakken Formation，United States portion of Williston Basin［J］.AAPG Bulletin，1983，67（12）：2165-2174.

［13］劉為付.內(nèi)陸湖盆碎屑巖儲(chǔ)層沉積模式及開發(fā)地質(zhì)意義［J］.斷塊油氣田，2003，10（5）：6-9. Liu Weifu.Sedimentation model of reservoir and developing geological significance for clastic rocks of in land lake basin［J］.Fault-Block Oil &Gas Field，2003，10（5）：6-9.

［14］耿鋒，顧偉欣.江陵凹陷西南緣烴源巖測井評價(jià)［J］.石油地質(zhì)與工程，2009，23（1）：49-51. Geng Feng，Gu Weixin.Logging evaluation of source rock at the southwest edge of Jiangling Depression［J］.Petroleum Geology and Engineering，2009，23（1）：49-51.

（編輯 楊會(huì)朋）

中海油將在南海獨(dú)立勘探開發(fā)深水油氣

中國海洋石油總公司日前透露，中國首座自主設(shè)計(jì)、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺(tái)“海洋石油981”將在中國南海海域正式開鉆。這也是中國石油公司首次獨(dú)立進(jìn)行深水油氣勘探開發(fā)，標(biāo)志著中國海洋石油工業(yè)的深水戰(zhàn)略邁出了實(shí)質(zhì)性的步伐。

據(jù)了解，此次開鉆水域在中國南海水域，距離香港東南320 km處，開鉆井深1 500 m。

國際上一般將水深超過300 m海域的油氣資源定義為深水油氣，1 500 m水深以上稱為超深水。在豐富的海上油氣資源中，深水、超深水的資源量占全部海洋資源量的30%至40%。近年來，在全球獲得的重大勘探發(fā)現(xiàn)中，有50%來自海洋，主要是深水海域。深水海域已經(jīng)成為國際上油氣勘探開發(fā)的重要接替區(qū)域。

目前中國海洋石油工業(yè)勘探開發(fā)的海上油田水深普遍小于300 m，大于300 m水深的油氣勘探開發(fā)處于起步階段。中國南海油氣資源極為豐富，整個(gè)南海盆地群石油地質(zhì)資源量在（230～300）×108t，天然氣總地質(zhì)資源量約為16×1012m3，占中國油氣總資源量的三分之一，其中70%蘊(yùn)藏于153.7×104km2的深海區(qū)域。

（來源：中國石化新聞網(wǎng)2012-05-08）

A quantitative prediction model of organic carbon content of hydrocarbon source rocks based on logging data in Tuha Basin

Han Shuangbiao1，2,Zhang Jinchuan1,Huang Weidong3,Wang Zhiyong3,Yu Yixin1
(1.School of Energy and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China;2.MOE Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China;3.Research Institute of Exploration and Development, Tuha Oilfield Company,PetroChina,Hami 839009,China)

Hydrocarbon source rock strata usually have the log characteristics of high interval transit time,porosity,resistivity and low density.Under normal circumstances,the higher the organic carbon content of hydrocarbon source rocks is,the stronger the abnormal response of logging is.A quantitative relation model is established between logging information and organic carbon content,which can calculate the continuous response value of organic carbon content of hydrocarbon source rocks in vertical direction to effectively compensate for the shortage of test sample.Domestic and foreign scholars conduct relevant discussion and research on this.The prediction models proposed can be summed up as single parameter and multiparameter model.According to the practical geological data of Tuha Basin and based on combination of Δlg R method and multivariate statistical principle,this paper selects the interval transit time and resistivity logging and establishes a linear equation.Finally,according to the comparisons between the measured values and matched values,the matching effect of quantitative prediction model is considered to be good.

source rocks;organic carbon content;logging response;quantitative prediction;Tuha Basin

國家科技重大專項(xiàng)“全國油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查與評價(jià)”（2009GYXQ-15）；構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室青年基金“上揚(yáng)子地區(qū)下寒武統(tǒng)頁巖含氣性影響因素定量研究”（TPR-2011-25）

TE132

：A

1005-8907（2012）03-0406-03

2011-10-01；改回日期：2012-03-13。

韓雙彪，男，1987年生，在讀博士研究生，主要從事油氣成藏機(jī)理和非常規(guī)天然氣地質(zhì)研究。E-mail：bjcuphan@163. com。

韓雙彪，張金川，黃衛(wèi)東，等.吐哈盆地?zé)N源巖有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)測井定量預(yù)測模型［J］.斷塊油氣田，2012，19（3）：406-408. Han Shuangbiao，Zhang Jinchuan，Huang Weidong，et al.A quantitative prediction model of organic carbon content of hydrocarbon source rocks based on logging data in Tuha Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（3）：406-408.