陸相斷陷湖盆優(yōu)質(zhì)烴源巖測井識別方法及成藏貢獻
——以塔木察格盆地南貝爾凹陷為例

白如清，白　月

（1.大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712；2.大慶油田有限責任公司采油六廠，黑龍江大慶163114）

陸相斷陷湖盆優(yōu)質(zhì)烴源巖測井識別方法及成藏貢獻
——以塔木察格盆地南貝爾凹陷為例

白如清*1，白月2

（1.大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712；2.大慶油田有限責任公司采油六廠，黑龍江大慶163114）

隨著陸相勘探的不斷深入，烴源巖在油氣成藏中發(fā)揮著重要的作用。通過豐富的測井資料，利用改進的ΔlgR技術(shù)方法，對塔木察格盆地南貝爾凹陷的優(yōu)質(zhì)烴源巖進行了識別，并預測了其分布規(guī)律。研究結(jié)果表明：通過ΔlgR方法得到TOC的結(jié)果與實測數(shù)據(jù)吻合較好，相關(guān)系數(shù)高，并根據(jù)豐度評價標準將有效烴源巖進行了分級統(tǒng)計和評價，即中等烴源巖TOC為0.8%～1.8%；好烴源巖TOC為1.8%～2.8%；最好烴源巖TOC＞2.8%。南貝爾凹陷東次凹北洼槽南二段、南一段發(fā)育好—最好烴源巖，南一段源巖在洼槽中心發(fā)育，南二段源巖在東部斜坡帶發(fā)育，銅缽廟組基本不發(fā)育有效烴源巖；南貝爾凹陷東次凹南洼槽南二段、南一段發(fā)育好—最好烴源巖；銅缽廟組發(fā)育薄層中等—好烴源巖；塔木察格盆地南貝爾凹陷具有較好的油氣資源潛力.

烴源巖；測井識別方法；有機碳含量；南貝爾凹陷

1　工區(qū)概況

隨著陸相勘探的不斷深入，烴源巖在油氣成藏中發(fā)揮著重要的作用［1-2］，前人投入了大量的研究工作，為烴源巖地球化學研究奠定了堅實的理論基礎(chǔ)和方法［3-8］.有機碳是反映巖石有機質(zhì)豐度的主要指標，以往常規(guī)實驗方法中，受取芯樣品和成本的限制，單井烴源巖有機碳含量TOC的測定有限；同時受構(gòu)造和沉積環(huán)境的控制，烴源巖通常是呈分散的薄層分布，即使是在較厚的生油層中，有機質(zhì)的富集在縱向上變化也是比較大的。采用實測TOC值的算術(shù)平均值來評價整段烴源巖的生烴潛力容易使資源量的評價產(chǎn)生偏差。而一口井的測井資料中蘊含著豐富的地質(zhì)信息，可以間接地反映出地層的巖性及其流體等特征，測井資料深度的準確性、資料的連續(xù)性以及縱向分辨率也是其他資料無法比擬的，利用測井信息評價生油巖，對油氣資源的評價具有特殊的意義。本研究應用測井資料評價南貝爾凹陷主要層段烴源巖，結(jié)果表明，該方法在烴源巖評價中是有效的。

2　烴源巖測井地球化學評價技術(shù)原理

有機質(zhì)（干酪根）具有特殊的物理性質(zhì)［14］，烴源巖因含有大量的有機物質(zhì)而具有不同于其他巖石的獨特的測井響應特征（圖1）。測井曲線所反映的巖石物理性質(zhì)的變化特征，可概括為3種表現(xiàn)形式：在富含有機質(zhì)的巖層中，①在正常壓力的地質(zhì)剖面中，反映泥巖壓實程度和成巖狀況的聲波時差隨其埋藏深度的增加而減小，但當?shù)貙又泻袡C質(zhì)時，會促使烴源巖的聲波時差大于巖石骨架聲波時差，從而造成地層聲波時差增加；②在飽含水的泥頁巖中，不含有機質(zhì)的電阻率與實測電阻率大致相當，而在富含有機質(zhì)的巖層中，受分散于巖石骨架之中的干酪根影響，地層電阻率會增大，特別是當烴源巖趨于成熟時，生成的大量有機質(zhì)包括油氣的導電性較差，造成泥頁巖的電阻率明顯增大；當砂泥巖含有干酪根或油氣時，電阻率會高于不含有機質(zhì)的同樣巖性的地層電阻率；③烴源巖沉積時多為低能的靜水環(huán)境，會有大量的放射性物質(zhì)沉積，烴源巖中的放射性會高于其他非烴源巖。

3　研究區(qū)測井評價方法的建立

國內(nèi)外利用測井資料研究評價烴源巖最常用的方法是Passey等（1990）提出的ΔlgR方法，該評價方法既適合碳酸鹽巖又適合碎屑巖烴源巖。

圖1　烴源巖有機質(zhì)測井響應特征

南貝爾凹陷烴源層主要發(fā)育三套烴源巖，即南屯組、銅缽廟組、大磨拐河組下段的暗色泥巖，沉積環(huán)境以淡水—微咸水湖泊相為主，泥巖中未見任何水體咸化的礦物標志，如碳酸鹽巖、石膏等。烴源巖具有許多湖相烴源巖的典型特征，有大量的測井數(shù)據(jù)和大量的地球化學數(shù)據(jù)，ΔlgR法適用于該地區(qū)。在計算單井連續(xù)的TOC曲線的基礎(chǔ)上，結(jié)合本地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖判別標準就可以有效地識別優(yōu)質(zhì)烴源巖。

在ΔlgR法基礎(chǔ)上，我們進行了改進，首先根據(jù)測井數(shù)據(jù)，對在研究區(qū)選取的標準井進行回歸統(tǒng)計，采用最小二乘法擬合，得到計算方程，通過對南貝爾多口探井源巖實測數(shù)據(jù)的驗證，最終確定南貝爾凹陷源巖測井方法計算公式為：

TOC=2.3961×lgR+0.0509×Δt-14.2628

式中：TOC——計算的有機碳含量，%；

R——基線對應的電阻率，Ω·m；

Δt——基線對應的傳播時間，μs/m。

在TSM模擬系統(tǒng)中，應用計算方程，根據(jù)測井響應特征的總體趨勢，將整個井段劃分為若干具有不同特征的層段，對于不同的層段采用不同的參數(shù)。在完成全區(qū)各個凹陷測井計算的基礎(chǔ)上，我們也對該方法也進行了實際井的檢驗。通過對塔19-72、塔21-70、塔21-40、塔21-45等井的驗證表明：測井得到的結(jié)果與實測數(shù)據(jù)吻合較好，塔19-72井實測有機碳與計算有機碳相關(guān)系數(shù)達到0.7205，塔21-70井的相關(guān)系數(shù)達到0.7499（圖2）。

圖2　實測TOC與計算TOC的相關(guān)性比較

但是在計算過程中，發(fā)現(xiàn)有些井的計算值與實測數(shù)據(jù)存在較大的誤差，分析原因應該是以下因素導致：①測井曲線分辨率有一定的限制，當源巖層厚不足1m時，計算TOC精度會受到影響，通常是計算結(jié)果偏?。虎谌绻跓N源巖中有導電礦物（如黃鐵礦等）存在，會導致密度增大和電阻率降低，計算的TOC值偏小；③在欠壓實地層中，聲波曲線數(shù)值變大，計算的TOC偏大；④呈層狀分布的生油巖層，在縱向上存在非均質(zhì)性的影響，數(shù)量有限的巖芯和巖屑樣品的分析數(shù)據(jù)不能代表一定厚度烴源巖的有機碳含量；⑤井眼擴大會影響測井曲線反應地層的真實程度。

4　應用實例

4.1利用測井資料計算單井TOC值

本次研究計算了南貝爾凹陷全部68口探井TOC值，并且根據(jù)豐度評價標準將有效烴源巖進行了分級統(tǒng)計和評價，即中等烴源巖TOC為0.8%～1.8%；好烴源巖TOC為1.8%～2.8%；最好烴源巖TOC＞2.8%。

4.2有機質(zhì)豐度分布特征

南貝爾凹陷暗色泥巖及有效源巖數(shù)值統(tǒng)計方法如下：首先根據(jù)錄井數(shù)據(jù)，顏色為灰色以上的暗色泥質(zhì)巖類（包括粉砂質(zhì)泥巖及凝灰質(zhì)泥巖）確定為暗色泥巖，統(tǒng)計單井暗色泥巖厚度，結(jié)合地震剖面等地質(zhì)資料，編繪各層暗色泥巖等厚圖。根據(jù)測井計算TOC值，暗色泥巖中TOC＞0.8%的層段確定為有效源巖。

大磨拐河組：TOC值高，基本都大于2.8%，僅從TOC值來看屬于最好烴源巖，局部高值可達6%以上。南屯組二段：TOC值較高，除東次凹局部地區(qū)外都大于1.8%，屬于好烴源巖，在北洼槽及西次凹潛山披覆帶高在2.8%以上，屬于最好烴源巖。南屯組一段：TOC值較高，基本都大于1.8%，屬于好烴源巖，局部高值可達4%以上。銅缽廟組：TOC值在西次凹南洼槽及潛山披覆帶較高，大于1.8%，屬于好烴源巖，東次凹較低，大部分在0.8%～1.8%之間，屬于中等烴源巖.

5　結(jié)論

（1）利用改進的ΔlgR法測井計算的有機碳含量是相對可靠的，可以在非取芯井、沒有地化分析的井段確定出有效烴源巖的厚度和有機碳含量。為資源評價提供了一種快速、準確的方法。

（2）通過有機碳測井評價方法，建立了研究區(qū)有效烴源巖的分級標準，即中等烴源巖TOC為0.8%～1.8%；好烴源巖TOC為1.8%～2.8%；最好烴源巖TOC＞2.8%。暗色泥巖中TOC＞0.8%的層段確定為有效源巖。

（3）從TOC平面分布上來看，大磨拐河組和南屯組發(fā)育好—最好烴源巖，銅缽廟組發(fā)育中等—好烴源巖。

［1］霍秋立，曾花森，付麗，等.ΔlgR測井源巖評價方法的改進及其在松遼盆地的應用［J］.吉林大學學報：地球科學版，2011，41（2）：586-591.

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TE122

A

1004-5716（2016）09-0077-03

2015-09-30

2015-11-20

中國石油天然氣集團公司重點項目“海塔盆地巖性—地層油氣藏富集規(guī)律與目標評價”（編號：20008ZX05001-001）資助。

白如清（1962-），男（漢族），甘肅高臺人，工程師，現(xiàn)從事石油地質(zhì)綜合研究工作。