利用測井資料定量計(jì)算頁巖層有機(jī)碳含量

李彥婧

（中石化華東分公司物探研究院，江蘇南京210001）

利用測井資料定量計(jì)算頁巖層有機(jī)碳含量

李彥婧*

（中石化華東分公司物探研究院，江蘇南京210001）

在地球化學(xué)分析的基礎(chǔ)上，利用常規(guī)測井資料，采用多元統(tǒng)計(jì)分析法、?lgR法，建立了測井參數(shù)與有機(jī)碳含量之間的定量關(guān)系，獲取了川東南地區(qū)X井龍馬溪組頁巖層連續(xù)的有機(jī)碳含量值。結(jié)果表明，多元統(tǒng)計(jì)分析法計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值有更好的相關(guān)性，為該區(qū)的頁巖評價(jià)提供了依據(jù)。

測井資料；有機(jī)碳含量；多元統(tǒng)計(jì)分析法；?lgR法

有機(jī)碳含量（TOC）是頁巖氣選區(qū)評價(jià)中的一項(xiàng)關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)[1-2]，但一般很難獲取其在縱向上的連續(xù)分布值[2-5]。常規(guī)測井曲線對有機(jī)質(zhì)有特殊的響應(yīng)特征[5-7]，通過建立測井參數(shù)與有機(jī)碳含量之間的定量關(guān)系，可以計(jì)算頁巖層連續(xù)的有機(jī)碳含量值。本文主要應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析法、?lgR法來擬合計(jì)算頁巖層TOC，為尋找優(yōu)質(zhì)頁巖段提供參考。

1 多元統(tǒng)計(jì)分析法

川東南地區(qū)X井龍馬溪組頁巖層有65個(gè)巖芯樣品的實(shí)測TOC值。通過繪制該井實(shí)測TOC值與對應(yīng)深度的測井參數(shù)相關(guān)性圖發(fā)現(xiàn)（圖1），5種測井參數(shù)與TOC回歸方程的斜率不同，回歸方程均選用線性回歸，TOC與自然伽馬、電阻率、聲波時(shí)差3種測井參數(shù)呈正相關(guān)，與中子孔隙度、體積密度2種測井參數(shù)呈負(fù)相關(guān)。綜合以上5種測井參數(shù)，多元統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果將會(huì)更準(zhǔn)確。

以實(shí)測TOC值為因變量，對應(yīng)深度的自然伽馬、電阻率、聲波時(shí)差、中子孔隙度、體積密度等5種測井參數(shù)為自變量，進(jìn)行線性、非線性回歸，建立回歸方程。在多元統(tǒng)計(jì)分析過程中，采用逐步回歸的方法，依次排除在可信度區(qū)間外的自變量組合類型，建立最優(yōu)回歸方程?；貧w結(jié)果見表1。

從表1中結(jié)果來看，隨著測井參數(shù)種類的增加，相關(guān)系數(shù)逐漸增大，殘差（實(shí)測值與回歸值之間的差異）之和逐漸減小。四參數(shù)回歸方程的相關(guān)系數(shù)為0.578，殘差之和為22.16，屬于該井有機(jī)碳含量定量預(yù)測的最優(yōu)回歸方程。

應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析法計(jì)算X井連續(xù)的TOC曲線（圖2），從圖2可以看出，計(jì)算TOC值與實(shí)測TOC值一致性良好，優(yōu)質(zhì)頁巖（TOC＞2%）厚度為18.1m。在實(shí)測TOC值底部峰值處，多元統(tǒng)計(jì)分析方法存在誤差。原因在于，多元統(tǒng)計(jì)分析方法計(jì)算得到的是平均值，會(huì)使高值計(jì)算過低，因此反映不明顯。

2 ΔlgR法

將算數(shù)坐標(biāo)下的聲波曲線和對數(shù)坐標(biāo)下的電阻率曲線在非烴源巖處疊合在一起（每2個(gè)數(shù)量級的對數(shù)刻度電阻率對應(yīng)聲波時(shí)差間隔為328μs/m），確定基線位置?；€位置確定之后，兩條曲線之間的間距就是?lgR。?lgR計(jì)算公式為：

式中：?lgR——聲波曲線與電阻率曲線疊合的幅度差；

R——實(shí)測的深側(cè)向電阻率，Ω·m；

?t——聲波時(shí)差，μs/m；

R基線——基線處的深側(cè)向電阻率，Ω·m；

t基線——基線處的的聲波時(shí)差，μs/m。

Passey模型[8]的有機(jī)碳含量計(jì)算公式為：

式中：LOM——熱變指數(shù)，反映有機(jī)質(zhì)成熟度；

?TOC——該區(qū)有機(jī)碳含量背景值。將公式（1）代入公式（2），即可計(jì)算有機(jī)碳含量值。川東南地區(qū)X井龍馬溪組有機(jī)碳含量計(jì)算公式為TOC=2.756×?lgR+0.22，應(yīng)用?lgR法計(jì)算該井連續(xù)的TOC曲線（圖2）。結(jié)果顯示：在龍馬溪組上段，計(jì)算TOC值與實(shí)測值一致性高，受LOM、?TOC取值影響，求得的TOC值總體上均小于2%，比實(shí)測值低。?lgR法計(jì)算的TOC值反映了有機(jī)碳含量在縱向上的相對變化趨勢，在縱向上有2個(gè)峰值，有機(jī)質(zhì)豐度較高，優(yōu)質(zhì)頁巖段位于龍馬溪組底部。

圖1 川東南地區(qū)X井測井參數(shù)與TOC相關(guān)性圖

表1 川東南地區(qū)X井多元統(tǒng)計(jì)分析回歸方程

分別將2種方法計(jì)算TOC值和實(shí)測TOC值擬合，繪制相關(guān)性擬合圖（圖3）。從圖3可以看出，計(jì)算TOC值與實(shí)測TOC值基本呈線性趨勢，多元統(tǒng)計(jì)分析法相關(guān)系數(shù)為0.59、?lgR法相關(guān)系數(shù)為0.15，2種方法的計(jì)算結(jié)果存在差異。多元統(tǒng)計(jì)分析法優(yōu)于?lgR法，擬合的效果具有可操作性，誤差在可接受的范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

（1）自然伽馬、體積密度、中子孔隙度、電阻率組合的四參數(shù)回歸方程計(jì)算TOC值與實(shí)測值相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.578，是X井龍馬溪組頁巖層有機(jī)碳含量預(yù)測的最優(yōu)回歸方程；

（2）?lgR法求得的TOC值總體上小于實(shí)測值，縱向上的峰值位于龍馬溪組底部；

（3）在現(xiàn)有利用測井資料計(jì)算有機(jī)碳含量的方法中，X井的應(yīng)用表明：多元統(tǒng)計(jì)分析法優(yōu)于?lgR法。

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圖2 川東南地區(qū)X井龍馬溪組TOC計(jì)算值與實(shí)測值對比圖

圖3 相關(guān)性分析

TE122.1

A

1004-5716(2015)01-0140-03

2014-06-12

2014-06-16

李彥婧（1987-），女（漢族），湖北鄂州人，助理工程師，現(xiàn)從事頁巖氣地質(zhì)方面工作。