烴源巖有機(jī)質(zhì)總量TOC測(cè)井評(píng)價(jià)方法

李猛

摘要：富含有機(jī)質(zhì)烴源巖中有機(jī)質(zhì)含量是資源潛力評(píng)價(jià)的重要參數(shù)。為了準(zhǔn)確的計(jì)算出來研究區(qū)塊內(nèi)未進(jìn)行實(shí)際測(cè)量的井的有機(jī)質(zhì)烴源巖的有機(jī)碳的含量，筆者建立了一套適用于該區(qū)塊地質(zhì)特征的TOC測(cè)井解釋數(shù)學(xué)模型，下面將進(jìn)行詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：烴源巖;有機(jī)碳含量;測(cè)井曲線;多元回歸

一 、TOC測(cè)井解釋模型研究方法

目前現(xiàn)有的利用測(cè)井解釋來計(jì)算TOC模型主要由ΔLogR法，原理來自于Passey的ΔLogR法。該方法計(jì)算TOC是建立了一套與聲波時(shí)差（AC）、地層真電阻率（RT）以及鏡質(zhì)體反射率（Ro）的公式。Passey等經(jīng)過大量的統(tǒng)計(jì)分析后，提出來一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，即：

TOC = 102. 297-0.168 8LOM ΔLogR? ? ? ? ? （1）

公式中：LOM為熱變指數(shù)，主要反映有機(jī)質(zhì)成熟度，可以由Ro計(jì)算得到;Ro為鏡質(zhì)體反射率，%。

ΔLogR= lg （R/R基線）-K（Δt-Δt基線）? ? ?（2）

公式中：ΔLogR是聲波時(shí)差、電阻率曲線重疊后的幅度差;R為測(cè)井儀器實(shí)際測(cè)量電阻率，Ω.m;Δt為聲波時(shí)差實(shí)際測(cè)量值得，us/m;R基線為非烴源巖對(duì)應(yīng)于Δt基線時(shí)的電阻率，Ω.m;Δt基線為基線聲波時(shí)差，us/m;K為依賴于每一個(gè)電阻率刻度所對(duì)應(yīng)的聲波時(shí)差的比值。

從上述兩個(gè)公式中可以看出，計(jì)算烴源巖TOC，首先要獲得烴源巖的成熟度，這樣子操作的難度比較大，由測(cè)井有機(jī)碳分析原理可知，ΔLogR主要反映烴源巖總有機(jī)碳豐度的變化，如果地層中沒有產(chǎn)生大量的排烴，則成熟度對(duì)TOC與ΔLogR的關(guān)系系數(shù)影響不大。因此，我們選取研究區(qū)侏羅系大安寨的泥頁巖進(jìn)行研究。

二、不同巖性的烴源巖TOC與測(cè)井參數(shù)相關(guān)性分析

（一）泥頁巖

為了選擇研究區(qū)塊內(nèi)對(duì)泥頁巖段TOC敏感的測(cè)井參數(shù)，筆者從進(jìn)行過地球化學(xué)測(cè)試的泥頁巖巖心里面提取了相應(yīng)深度段的自然伽馬（GR）、聲波時(shí)差（AC）、地層真電阻率（RLLD）等數(shù)據(jù)，不同研究表明：泥頁巖層理發(fā)育程度、有機(jī)質(zhì)含量、方解石、白云石等質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)自然伽馬（GR）、聲波時(shí)差（AC）、地層真電阻率（RLLD）三類測(cè)井參數(shù)有敏感的響應(yīng)特征。

通過分析可得：泥頁巖段自然伽馬（GR）、聲波時(shí)差（AC）和地層真電阻率（Log（RLLD））與TOC的相關(guān)性都非常的好，因此在泥頁巖段選取自然伽馬（GR）、聲波時(shí)差（AC）和地層真電阻率對(duì)數(shù)（Log（RLLD））進(jìn)行烴源巖TOC模型的擬合。

（二）泥質(zhì)介殼灰?guī)r

通過分析可以看出：自然伽馬（GR）和聲波時(shí)差（AC）與TOC之間的相關(guān)系數(shù)非常高，呈現(xiàn)正相關(guān)，地層真電阻率（RLLD）與TOC之間的相關(guān)性差，因此在泥質(zhì)灰?guī)r段選取自然伽馬（GR）和聲波時(shí)差（AC）進(jìn)行TOC的模型回歸。

（三）介殼灰?guī)r

分析可知，介殼灰?guī)r段的測(cè)井參數(shù)與相對(duì)應(yīng)的烴源巖TOC之間的相關(guān)性較差，無法利用測(cè)井參數(shù)建立相對(duì)應(yīng)的TOC解釋模型。介殼灰?guī)r段TOC含量本身就較低，烴源巖有機(jī)質(zhì)是泥質(zhì)被后期有機(jī)碳化而形成，因此利用相鄰上下巖性段的TOC與介殼灰?guī)r所對(duì)應(yīng)的泥質(zhì)含量（Vsh）的乘積作為介殼灰?guī)r段TOC的值，計(jì)算出來的介殼灰?guī)r段TOC的值與實(shí)際測(cè)量的TOC之間的誤差較小。

三、不同巖性的烴源巖TOC數(shù)學(xué)模型的建立與誤差分析

（一）數(shù)學(xué)建模

根據(jù)上述討論，對(duì)不同的巖性的TOC與相對(duì)應(yīng)的測(cè)井參數(shù)進(jìn)行了多元回歸分析，利用最小二乘法擬合出來了不同巖性的TOC公式的數(shù)學(xué)模型。

i）泥巖段： TOC=3.3717-0.0093×GR- 0.0029×AC-0.991×Log10（RLLD）? ? ? （3）

ii）泥質(zhì)灰?guī)r段：TOC=0.7733+0.0053×GR+0.0015×AC? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）

式中：GR為自然伽馬值，API;AC為聲波時(shí)差值，us/ft;RLLD為地層真電阻率，Ω.m。

（二）烴源巖TOC誤差分析

利用公式（3）、（4）對(duì)單井進(jìn)行分巖性測(cè)井解釋，反算出來TOC計(jì)算值。把計(jì)算出來的TOC值與TOC實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算平面誤差。具體的誤差率計(jì)算公式為：誤差率=（TOC計(jì)算值-TOC實(shí)測(cè)值）/TOC實(shí)測(cè)值。

由上表可以看出，分巖性計(jì)算出來的烴源巖TOC值與實(shí)際測(cè)量的TOC值誤差相對(duì)較小，證明利用不同的巖性擬合出來烴源巖TOC公式計(jì)算結(jié)果可信度高。

通過利用其他30口井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，采用上述TOC數(shù)學(xué)模型分別對(duì)地層TOC進(jìn)行了計(jì)算，并與實(shí)際測(cè)量TOC數(shù)據(jù)相驗(yàn)證，吻合度高，誤差僅6.65%，利用該模型解釋出的地層有機(jī)質(zhì)含量彌補(bǔ)了實(shí)測(cè)TOC的數(shù)量不足。

四、結(jié)論

在原有的經(jīng)典ΔLogR法烴源巖評(píng)價(jià)方法基礎(chǔ)上進(jìn)行了修改：根據(jù)不同的沉積環(huán)境下、不同的巖性擬合出不同的TOC數(shù)學(xué)公式，經(jīng)過驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確，可以用于TOC預(yù)測(cè)。通過對(duì)實(shí)際地球化學(xué)測(cè)試的井TOC值與理論計(jì)算值對(duì)比計(jì)算，可以看出誤差值都比較小，表明該TOC測(cè)井解釋方法可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘仁芳，黃曉松.頁巖氣及國(guó)內(nèi)勘探前景展望[J].中國(guó)石油勘探，2009，14（ 3） ： 1-5.

（作者單位：中國(guó)石油化工股份有限公司中原油田分公司科技管理部）