測(cè)井烴源巖評(píng)價(jià)

1、第六章第六章 生油巖、蓋層的測(cè)井識(shí)別和評(píng)價(jià)生油巖、蓋層的測(cè)井識(shí)別和評(píng)價(jià)第一節(jié)第一節(jié) 利用測(cè)井信息識(shí)別生油巖利用測(cè)井信息識(shí)別生油巖 右圖是生油巖體積模型，任何一種測(cè)井方法對(duì)生油巖的測(cè)井響應(yīng)，可寫(xiě)成下式的線性迭加。L：生油巖的測(cè)井響應(yīng)值Lw、Lk、Lsh：分別是粘土水、干酪根、泥質(zhì)骨架的測(cè)井響應(yīng)值w、k、sh：分別是粘土水、干酪根、泥質(zhì)骨架分?jǐn)?shù)體積對(duì)于生油巖來(lái)講，由于w值一般較小，故可近似地看成w=0，則：L=kLk+shLsh=kLk+(1wk)Lsh =kLk+(1k)Lsh=kLk+LshkLsh =Lsh+k(LkLsh)這就是測(cè)井生油巖響應(yīng)方程。 吸附水分?jǐn)?shù)體積w 干酪根分?jǐn)?shù)體積k泥質(zhì)分

2、數(shù)體積shTshshwkwwLLLL1自然伽嗎測(cè)井及自然伽嗎能譜測(cè)井主要與U元素被有機(jī)質(zhì)吸附的原因所造成。GR=GRsh+k(GRk-GRsh)U=Ush+k(Uk-Ush)Th=Thsh+k(Thk-Thsh)K=Tsh+k(Kk-Ksh)2電阻率測(cè)井套用阿爾奇公式： Rt=FRw= 顯然，當(dāng)k，Rt.3密度測(cè)井：生油巖光電吸收指數(shù)U的測(cè)井響應(yīng)方程：U=Ushk(UshUk)4聲波測(cè)井t=tsh+k(tktsh)5中子測(cè)井：生油巖中子測(cè)井響應(yīng)特征H=Hsh+k(HkHsh)mshkwmwwRaRa)1 ()()(shkkshDENl第二節(jié)第二節(jié) 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)識(shí)別生油巖地質(zhì)統(tǒng)計(jì)識(shí)別生油巖 原理：從

3、多種測(cè)井信息中優(yōu)選判別生油巖的測(cè)井方法，進(jìn)行判別分析，以便自動(dòng)識(shí)別； 選取判別參數(shù)的原則：即要考慮對(duì)生油若有明顯響應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)值，又要考慮到資料的齊全程度。 編制交繪圖之前要先對(duì)參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，以消附井眼，統(tǒng)計(jì)誤差，地層各向異性、溫度等的影響。 Meyer（1984），9個(gè)國(guó)家，15口井、169個(gè)樣：生（71塊）、非生（98塊），TOC截上值=1.5%，Rt-t交會(huì)、最佳分界線方程（判別函數(shù)）、D=-6.906+3.18lgt+0.487lgR75(F)D0，生油巖；D0，非生油巖第三節(jié)第三節(jié) 生油巖測(cè)井評(píng)價(jià)生油巖測(cè)井評(píng)價(jià)一、有機(jī)值豐度 1用單一測(cè)井響應(yīng)方程求取TOC值 Schmoker(19

4、79)利用美國(guó)阿巴拉契亞盆地泥盆系頁(yè)巖密度測(cè)井資料導(dǎo)出了生油巖的測(cè)井響應(yīng)方程式：b =-1.378Vom + i (i - 2.69) + 2.078；i：束縛水密度非生油巖的測(cè)井響應(yīng)方程式 ： i -束縛水孔隙度B=i(i-2.69)+2.078 Vom-有機(jī)質(zhì)分?jǐn)?shù)體積2交會(huì)圖技術(shù) 將粘土、粉砂、干酪根粘土、粉砂、干酪根組成的生油巖體積模型，在交會(huì)圖（ b H或b t）上點(diǎn)出干酪根、粉砂、干酪根、粉砂、粘土點(diǎn)粘土點(diǎn)的位置，組成三角形。將生油巖測(cè)井值投在相應(yīng)的交會(huì)圖上，落在三角中之X0點(diǎn)。 X0到干酪根點(diǎn)（X2）之距離，以 ： 表示。X2、X0連線反延到粘土粉砂聯(lián)線上交于X1點(diǎn)，利用比值方法可

5、求出干酪根體積含量（%）。 這種做圖方法適合于生油巖Vk的簡(jiǎn)單估算。20XX211XXXXXXVoook3 3體積模型求解有機(jī)質(zhì)體積體積模型求解有機(jī)質(zhì)體積b=Vkk+ Vshsh+ VsisiH = VkHk+ VshHsh+ VsiHsiVk + Vsh + Vsi = 1通過(guò)解聯(lián)立方程確定Vk值。4 4多元回歸多元回歸 利用烴源巖TOC分析值與相應(yīng)的各種測(cè)井響應(yīng)值t、GR、b，先作單變量回歸分析。在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)行多元回歸分析。所獲得的多元線性回歸方程式可推廣到?jīng)]有取芯井段，計(jì)算總有機(jī)碳含量。 該方法具有地區(qū)性，有一定的優(yōu)越性，回歸效果優(yōu)于單變量分析。 除上述方法外，還可將兩個(gè)變量組成新的

6、量（如Ixd（GR）d（t），建立新變量Ix與有機(jī)碳含量（TOC）之統(tǒng)計(jì)關(guān)系等等。5 5、碳氧比測(cè)井方法計(jì)算有機(jī)炭含量、碳氧比測(cè)井方法計(jì)算有機(jī)炭含量 Herron（1985）首次利用中子伽馬能譜測(cè)井嘗試直接利用碳氧比（CO）測(cè)井資料，計(jì)算TOC。然而，由于那時(shí)該測(cè)井技術(shù)不夠完善，只能點(diǎn)測(cè)。因此，方法離實(shí)用有很大距離。 我們利用CO測(cè)井資料計(jì)算TOC的技術(shù)思路：技術(shù)思路：先計(jì)算出總碳量，再利用SiCa計(jì)算無(wú)機(jī)碳值，總碳扣除無(wú)機(jī)碳，就獲得有機(jī)碳質(zhì)量百分比。 根據(jù)生油巖的體積模型式，可以給出碳氧比測(cè)井的響應(yīng)方程: C/O=( C/O)ww( C/O)ma（1wom）( C/O）omom 上式經(jīng)整理，

7、得: 圖是SZ2井的C/O和實(shí)測(cè)有機(jī)碳的關(guān)系圖。 從圖上可見(jiàn)，當(dāng)泥巖中的實(shí)測(cè)有機(jī)碳較高時(shí)，其C/O比增高，而相應(yīng)的Si/Ca比較低。6 6、W-SW-S方程在評(píng)價(jià)烴源巖中的應(yīng)用重疊法和雙孔隙度法方程在評(píng)價(jià)烴源巖中的應(yīng)用重疊法和雙孔隙度法 （1）假定 WS方程是泥質(zhì)砂巖地層中建立的導(dǎo)電方程。在用于生油巖測(cè)井評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)假定生油巖是一種不純的含粉砂的泥巖，也就是將生油巖看成是一種特殊的泥質(zhì)砂巖。 眾所周知，在我國(guó)中小型陸相湖盆中，由于近物源，沉積速度快，砂泥混雜。所沉積的暗色泥巖，即使是最純的泥巖也含有1O40的粉砂和砂質(zhì)據(jù)Shaw、Weaver等人對(duì)世界各地400多塊泥巖樣品分析的結(jié)果，其平均粘土

8、礦物含量為58 60，也就是說(shuō)，一般泥巖都含有40左右的粉砂質(zhì)，是一種粉砂質(zhì)含量很重的泥巖。 本次計(jì)算的實(shí)例來(lái)自河南油田泌陽(yáng)凹陷，其泥巖的粘土礦物平均含量為65，粉砂質(zhì)含量為35?；谏鲜銮闆r，我們有理由將生油巖看成是我們有理由將生油巖看成是很細(xì)的含粉砂質(zhì)泥巖很細(xì)的含粉砂質(zhì)泥巖 。 （2）WS方程及變換 WaxmanSmith方程(簡(jiǎn)稱ws方程)是M.H.Waxman及L.J.M.Smith在1968年根據(jù)Hill于1956年發(fā)表的大量泥質(zhì)砂巖電導(dǎo)率和電化學(xué)電位的實(shí)驗(yàn)資料基礎(chǔ)之上，根據(jù)并聯(lián)導(dǎo)電模型而提出的泥質(zhì)砂巖導(dǎo)電方程。他們從雙電層理論出發(fā)，認(rèn)為泥質(zhì)砂巖的電導(dǎo)率是由于泥質(zhì)砂巖孔隙中，在孔道壁

9、上粘土顆粒表面的雙電層和遠(yuǎn)離粘土表面的自由水電導(dǎo)共同構(gòu)成了泥質(zhì)砂巖導(dǎo)電能力。其基本形式如下： 為了能利用WS方程計(jì)算R。和R，則必須對(duì)WS方程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，尤其是方程中的BQ 項(xiàng)，是影響WS方程使用成功與否的關(guān)鍵參數(shù)。為此，我們對(duì)WS方程進(jìn)行變換，以導(dǎo)出能利用三孔隙度測(cè)井結(jié)合交會(huì)圖技術(shù)求出BQ 的公式。為此，將公式(2)變形，得下式：（1 1）（2 2）n1wemtwtRRSR式中：Swt為地層中總含水飽和度；Rwe 為等效地層水電阻率；m為膠結(jié)指數(shù)； R為電阻率孔隙度；n為飽合度指數(shù)。（3 3）同時(shí)，式(2)也可以寫(xiě)成下式：根據(jù)(3)式，則令(4)式與(5)式中的Rwe相等，則

10、得出下式：經(jīng)整理得出：當(dāng)n=2，則(7)式為：wewwtvRRSQBRG11t（4 4）nwttmRSRR1we（5 5）wnwtvnwtRRSQBSR11tm（6 6）1wttmnwtvwnRSQBRSR（7 7）wtvwRSQBRSR2wttm（8 8）tmwaRCR 顯然，如果令 ，即生油巖的視地層水電阻率，則當(dāng)我們做CwaQv 交會(huì)圖時(shí)，即可得到模數(shù)為Swt 的直線。若Sw =1，則直線的截距為l/Rw，斜率為B，這時(shí)(8)式變?yōu)椋?9)式即為含水泥巖的Ws方程，是方程(1)的又一種表達(dá)形式。如果令則：Juhasz(1977)Juhasz(1977)提出一種用粘土含量和T近似估計(jì)Qv的

11、方法：式中：V Vclcl（clayclay）為干粘土占巖石的體積；clcl（clayclay）為干粘土礦物混合物的密度；CECcl（clay） 為干粘土礦物混合物的陽(yáng)離子交換量。 T為地層總孔隙度。vwRQBRR1om（9 9）（1010）TclayclclayclclayclCECVQ)()()(v（1111）因?yàn)椋核裕菏街校?N為中子孔隙度；HIcl（clay）為干粘土氫指數(shù)；C為與粘土類(lèi)型有關(guān)的參數(shù)，在Rw和粘土礦物恒定的井段，C是常數(shù)。將（13）代入（8）式，得：另外，根據(jù)方程（10）和（13），得：（1212）（1515）（1616）（1717）（3）參數(shù)計(jì)算 為了能利用ws方程

12、計(jì)算R和重繪RO，必須尋找合理的方法選取式(1)中所出現(xiàn)的參數(shù)，尤其是BQv 這個(gè)電化學(xué)參數(shù)。在選參數(shù)時(shí)，除n值以外，其他參數(shù)都盡可能地采用交會(huì)圖技術(shù)來(lái)科學(xué)地選取。 T計(jì)算 采用三孔隙度測(cè)井的平均孔隙率泥巖電阻率(Rsh)、砂巖電阻率(Rsd）、泥巖孔隙度(sh)、砂巖孔隙 度(sd )的選取 根據(jù)中子密度、密度聲波、中子聲波交會(huì)圖以及相應(yīng)的自然伽嗎Z值圖，確定出砂巖點(diǎn)和泥巖點(diǎn)，據(jù)此獲得sh、sd 。再根據(jù)電阻率測(cè)井獲得Rsh、Rsd。 膠結(jié)指數(shù)(m)、地層水電阻率(Rw)，泥質(zhì)水電阻率(Rwsh ) 在分析了各油組的泥巖點(diǎn)，砂巖點(diǎn)以后，用lgRt-lgT 的自然伽馬（GR）Z值圖來(lái)求取m、R

13、w，Rwsh。 右圖在用lgRtlgT交會(huì)時(shí)，根據(jù)GR來(lái)識(shí)別巖性，當(dāng)R7API時(shí)，判別為泥巖，用“” 表示；當(dāng)GR7API時(shí)，判為泥質(zhì)砂巖或砂巖，在圖7上用“” 表示。根據(jù)砂巖和泥巖的位置并考慮點(diǎn)子分布趨勢(shì)，劃出兩條過(guò)砂巖和泥巖點(diǎn)的直線，根據(jù)直線的截距和斜率，可以求取m、Rw，Rwsh。 交換陽(yáng)離子的摩爾電導(dǎo)率（B）、反映粘土類(lèi)型的參數(shù)C及BQv的快速確定 根據(jù)公式(15)，若用 做交會(huì)圖，則得到一組模數(shù)為Swt的直線當(dāng)Swt=l時(shí)，直線截距為1/Rw，斜率為BC。 根據(jù)已知的m、Rw、 N、 T計(jì)算繪制 交會(huì)圖(右圖)；然后選擇過(guò)lRw 且最貼近外部點(diǎn)子的直線（其Swt=l），直線的斜率為B

14、C。 由于 則兩邊同乘以B，則得：TTNRRtmTTNRRtm 由此可見(jiàn)，將各油組的直線斜率乘以各測(cè)點(diǎn)的(NT)/ T ，就可求得各測(cè)點(diǎn)的BQv。（4）計(jì)算結(jié)果討論 根據(jù)WS方程(1)，可得到重繪Ro曲線的計(jì)算公式： 及求取R的公式m1wvt11RQBRR 利用上面兩式，代入計(jì)算所需的各項(xiàng)參數(shù)，得出SJ2井取心井段的生油巖的Ro值及與實(shí)測(cè)電阻率Rt之間差值 lg（R），繪制了 lg（R）曲線；同時(shí)也計(jì)算了該井段的生油巖電阻率孔隙度，并在圖上重繪了 = T- R 曲線， lg（R）及都反映了生油巖的有機(jī)質(zhì)豐度。二、有機(jī)質(zhì)成熟度 Rt=FRw= 利用測(cè)井資料研究烴源巖的成熟度主要是利用電阻率測(cè)井資料。這是因?yàn)?，?dāng)烴源巖在淺埋藏階段（烴源巖未成熟階段），有機(jī)質(zhì)的體積非常小，對(duì)烴源巖的電阻率的貢獻(xiàn)受到巖石骨架的“掩蓋”。這個(gè)時(shí)候，電阻率隨深度的變