胡慧婷 盧雙舫,2 劉 超 王偉明,2 王 民,2 李吉君,2 尚教輝

(1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 黑龍江大慶 163318;2.東北石油大學(xué)油氣藏形成機(jī)理與資源評(píng)價(jià)省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 黑龍江大慶 163318; 3.大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠 黑龍江大慶 163355)

測(cè)井資料計(jì)算源巖有機(jī)碳含量模型對(duì)比及分析①

胡慧婷1盧雙舫1,2劉 超3王偉明1,2王 民1,2李吉君1,2尚教輝1

(1.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 黑龍江大慶 163318;2.東北石油大學(xué)油氣藏形成機(jī)理與資源評(píng)價(jià)省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 黑龍江大慶 163318; 3.大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠 黑龍江大慶 163355)

研究首先從理論分析入手,根據(jù)Δlog R模型在基線、有機(jī)碳含量背景值、疊合系數(shù)K、成熟度參數(shù)方面存在不足或不便推導(dǎo)出改進(jìn)的Δlog R模型,針對(duì)改進(jìn)Δlog R模型在測(cè)井參數(shù)選取方面的不足提出逐步回歸模型;然后用具體實(shí)例對(duì)比三種模型應(yīng)用效果,結(jié)合實(shí)例分析說(shuō)明了改進(jìn)的Δlog R模型優(yōu)于Δlog R模型、逐步回歸模型優(yōu)于改進(jìn)Δlog R模型的原因;最后建議使用逐步回歸模型計(jì)算源巖有機(jī)碳含量。對(duì)區(qū)域有機(jī)碳含量評(píng)價(jià)時(shí),建議以沉積相為基礎(chǔ)分區(qū)帶評(píng)價(jià),同時(shí)提出幾點(diǎn)模型應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)注意事項(xiàng),為今后測(cè)井途徑計(jì)算有機(jī)碳含量提供方法思路。

測(cè)井 烴源巖 有機(jī)碳 逐步回歸 Δlog R 改進(jìn) 優(yōu)選

有機(jī)質(zhì)豐度在評(píng)價(jià)沉積盆地的生油能力,估算油氣儲(chǔ)量中具有十分重要的地位[1]。以往研究中有機(jī)碳含量主要依靠地球化學(xué)分析測(cè)試方法獲得,并以分析樣品有機(jī)碳含量的均值來(lái)代表整套厚層烴源巖的有機(jī)碳含量[2]。由于分析樣品數(shù)量有限,空間不連續(xù),評(píng)價(jià)結(jié)果受分析樣品代表性影響,特別在缺少取芯且?guī)r屑又受到污染的情況下,生油巖的評(píng)價(jià)將受到嚴(yán)重制約[3]。測(cè)井資料計(jì)算源巖有機(jī)碳含量不同于傳統(tǒng)地球化學(xué)測(cè)試方法,它根據(jù)烴源巖內(nèi)有機(jī)碳的含量在測(cè)井曲線上具有一定的特征響應(yīng),建立有機(jī)碳含量與這些特征響應(yīng)的定量關(guān)系式[4～6]。依據(jù)測(cè)井資料可以獲得縱向上連續(xù)分布的有機(jī)碳含量,消弱了有限巖芯分析樣品的隨機(jī)性取樣等因素所帶來(lái)的統(tǒng)計(jì)誤差[7],因而為正確評(píng)價(jià)整段烴源巖提供了可靠基礎(chǔ)。

巖石中有機(jī)碳會(huì)導(dǎo)致多種測(cè)井響應(yīng)[8,9],但由于地下情況比較復(fù)雜,幾乎每種測(cè)井響應(yīng)都是多種地質(zhì)因素疊加作用的結(jié)果[10],而不單單是有機(jī)碳響應(yīng)造成,因此,要準(zhǔn)確計(jì)算源巖中有機(jī)碳含量就必須結(jié)合多種測(cè)井信息,首先需從多種測(cè)井信息中提取出有效的有機(jī)碳含量指示參數(shù),然后構(gòu)建有機(jī)碳含量與測(cè)井參數(shù)間定量關(guān)系。從測(cè)井信息選取方面,Δlog R模型及改進(jìn)的Δlog R模型選用聲波時(shí)差和電阻率參數(shù),沒(méi)有考慮密度、伽馬等測(cè)井信息,顯然存在不足,大量的研究表明有機(jī)碳含量與密度、伽馬等測(cè)井信息關(guān)系密切[5-10];從模型構(gòu)建方面,Δlog R模型中主觀因素較多[11],不利于模型的推廣應(yīng)用。本文從Δlog R模型入手,分析了Δlog R模型的不足,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出改進(jìn)的Δlog R模型并提出逐步回歸模型;最后以實(shí)際例子分析比較Δlog R模型、改進(jìn)的Δlog R模型及逐步回歸模型,說(shuō)明了逐步回歸模型的優(yōu)越性,并為逐步回歸模型進(jìn)一步應(yīng)用提供指導(dǎo)建議。

1 模型分析及對(duì)比

1.1 Δlog R模型

Δlog R模型由EXXON/ESSO石油公司推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)得出并成功的應(yīng)用到世界各地。該技術(shù)以預(yù)先給定的疊合系數(shù)將算術(shù)坐標(biāo)下的聲波時(shí)差和算術(shù)對(duì)數(shù)坐標(biāo)下電阻率曲線疊合,通過(guò)確定基線位置,求取Δlog R分布,進(jìn)而建立有機(jī)碳含量定量解釋關(guān)系式。

根據(jù)聲波、電阻率疊加計(jì)算Δlog R的方程為:

式(1)中Δlog R為兩條曲線間的距離;R為測(cè)井儀實(shí)測(cè)電阻率(Ω。m);R基線為基線對(duì)應(yīng)的電阻率(Ω。m);Δt為實(shí)測(cè)的聲波時(shí)差(μs/ft);Δt基線為基線對(duì)應(yīng)的聲波時(shí)差(μs/ft);K=0.02,為聲波時(shí)差和電阻率間的疊合系數(shù)。Δlog R與有機(jī)碳呈線性相關(guān),并且是成熟度的函數(shù),由Δlog R計(jì)算有機(jī)碳的經(jīng)驗(yàn)公式為:

式(2)中TOC為計(jì)算的有機(jī)碳含量(%);LOM表示有機(jī)質(zhì)成熟度,ΔTOC為有機(jī)碳含量背景值,需人為確定。該方法的優(yōu)點(diǎn)為聲波時(shí)差和電阻率疊合能一定程度上消除孔隙度對(duì)有機(jī)碳測(cè)井響應(yīng)的影響[12]。

下面對(duì)模型中基線值、有機(jī)碳含量背景值、疊合系數(shù)K、成熟度參數(shù)逐一分析,從模型便捷性、客觀性、適應(yīng)性角度,指出Δlog R模型的不足:

1 )基線值-Δlog R的計(jì)算依賴于基線值,由于一口井通常存在多個(gè)基線值,常需要分段求取Δlog R。即使在分段后,研究層段內(nèi)基線值時(shí)常也不唯一,需要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定合適的基線值,操作過(guò)程比較繁瑣,同時(shí)主觀因素影響也較大。

2 )有機(jī)碳含量背景值ΔTOC-從(2)式可以看出,最后計(jì)算出的TOC值還需加上有機(jī)碳含量背景值。而有機(jī)碳含量背景值變化區(qū)間較大,不易確定,選取不當(dāng)時(shí),會(huì)直接引進(jìn)較大的整體誤差。該值主要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)及區(qū)域地質(zhì)、地化資料人為估計(jì),受主觀因素影響大,不客觀。

3 )疊合系數(shù)K-Passey[12]等選用固定的疊合系數(shù)0.02,張立強(qiáng)[13]等將疊合系數(shù)看作是變量,由兩條曲線的具體疊合情況而定。這兩種做法實(shí)質(zhì)上都是尚不明確源巖測(cè)井響應(yīng)特征的條件下,預(yù)先給定疊合系數(shù),不客觀(下文舉例說(shuō)明)。

4 )成熟度參數(shù)-Δlog R方法將成熟度參數(shù)LOM引入方程,LOM可以根據(jù)大量樣品分析(如鏡質(zhì)體反射率、熱變指數(shù)、Tmax分析)得到,或從埋藏史和熱史評(píng)價(jià)中得到。成熟度參數(shù)選取不當(dāng)時(shí),計(jì)算有機(jī)碳的絕對(duì)含量將產(chǎn)生整體誤差,對(duì)缺少成熟度參數(shù)的地區(qū),該方法適用性受到限制,具有一定不適用性。

1.2 改進(jìn)的Δlog R模型

從上面的分析可知,Δlog R模型在基線、有機(jī)碳含量背景值、疊合系數(shù)K、成熟度參數(shù)幾個(gè)方面存在不足,下面針對(duì)存在的不足逐一分析,然后根據(jù)Δlog R方法的原理推導(dǎo)出改進(jìn)的Δlog R模型。

1 )基線值-無(wú)需讀取基線值,便可以快速計(jì)算Δlog R,論證如下:

(1)式中

K值的物理意義為每個(gè)聲波時(shí)差(1μs/ft)對(duì)應(yīng)對(duì)數(shù)坐標(biāo)下電阻率的單位個(gè)數(shù);公式(1)中l(wèi)og(R/ R基線)是無(wú)量綱的,(Δt-Δt基線)是有量綱的,K值的地質(zhì)意義為將(Δt-Δt基線)轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱的數(shù),使(Δt-Δt基線)與log(R/R基線)量級(jí)相當(dāng),共同構(gòu)成Δlog R。當(dāng)規(guī)定對(duì)數(shù)坐標(biāo)下的每個(gè)電阻率單位對(duì)應(yīng)算術(shù)坐標(biāo)下50μs/ft聲波時(shí)差刻度范圍時(shí),K值為0.02。

假定基線之后,不難得到:

Δt基線、R基線與(1)式中意義相同,Rmin(Δtmin)和Rmax(Δtmax)分別為聲波時(shí)差和電阻率曲線疊合時(shí)電阻率(聲波時(shí)差)曲線刻度的最小、最大值。將(3)和(4)帶入(1),則(1)式可進(jìn)一步推導(dǎo)為:

這樣只要聲波時(shí)差和電阻率疊合后,便能計(jì)算出Δlog R值,避開(kāi)了讀取基線值的繁瑣過(guò)程,也減少了主觀因素的干擾。

2 )有機(jī)碳含量背景值ΔTOC-有機(jī)碳含量背景值是針對(duì)Δlog R為零時(shí)提出的,其值應(yīng)該與有機(jī)碳測(cè)井響應(yīng)敏感程度有關(guān),若有機(jī)碳測(cè)井響應(yīng)敏感,有機(jī)碳含量背景相對(duì)小,否則相對(duì)較大,估計(jì)此值是需考慮源巖的測(cè)井響應(yīng)特征?？梢酝ㄟ^(guò)函數(shù)擬合的方法確定該值,令TOC=A。Δlog R+B,通過(guò)擬合函數(shù)確定B值,為確定有機(jī)碳含量背景值提供參考。

3 )疊合系數(shù)K-疊合系數(shù)一方面起著抵消了孔隙度對(duì)有機(jī)碳測(cè)井響應(yīng)的作用,一方面制約著識(shí)別干酪根和烴類(lèi)流體的相對(duì)能力。從制約識(shí)別干酪根和烴類(lèi)流體的相對(duì)能力層面上講,疊合系數(shù)的確定至少需考慮源巖中干酪根和烴類(lèi)流體的比例,不應(yīng)該是固定值。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也發(fā)現(xiàn),疊合系數(shù)的選取直接影響計(jì)算有機(jī)碳含量的準(zhǔn)確性,如王府?dāng)嘞莩巧?井所示(圖1)。

圖1 ΔLog R與實(shí)測(cè)有機(jī)碳間相關(guān)度R2隨疊合系數(shù)K變化曲線Fig.1 R2 betweenΔLog R and measured TOC and its vary with superposition coefficient K

容易發(fā)現(xiàn),隨疊合系數(shù)K的增大,Δlog R與實(shí)測(cè)有機(jī)碳的相關(guān)度R2連續(xù)變化而且呈先增大后減少趨勢(shì),預(yù)先給定疊合系數(shù)很難使R2達(dá)到最大,即很難準(zhǔn)確計(jì)算出源巖中有機(jī)碳含量。

4 )成熟度參數(shù)

由于一口井常存在多個(gè)基線值,需分井段建立解釋關(guān)系式,建立模型的深度范圍內(nèi)Ro變化一般不大(或控制深度范圍使Ro變化不大),這樣(2)式中10(2.297-0.1688LOM)可視為定值,記作A。這樣在成熟度參數(shù)難以確定的層段,大大提高了模型的適用性。

綜上分析,建立模型的深度范圍內(nèi)將(2)式子可修改為:

A、Δtmax、Rmin、ΔTOC為常數(shù),顯然,計(jì)算有機(jī)碳含量受疊合系數(shù)K值影響,令K取最優(yōu)值(最優(yōu)K值能使R2最大),則公式(7)可簡(jiǎn)化可得到改進(jìn)的ΔLog R模型:

a、b、c為擬合公式的系數(shù)。從(8)式可以看出,改進(jìn)模型只需聲波時(shí)差和電阻率參數(shù),不需要成熟度參數(shù),也無(wú)需人為確定基線值、有機(jī)碳含量背景值,大大提高了模型的便捷性,客觀性性及適應(yīng)性。但其仍有不足之處,如模型沒(méi)有考慮到密度、伽馬、中子等測(cè)井信息,而大量的研究表明,源巖中有機(jī)碳含量與伽馬、密度、中子等測(cè)井響應(yīng)密切相關(guān),為了克服這一缺點(diǎn),下面介紹逐步回歸模型。

1.3 逐步回歸模型

逐步回歸是多元回歸的一種改進(jìn),該模型將伽馬、密度、中子等測(cè)井參數(shù)全部考慮在內(nèi),從多個(gè)測(cè)井參數(shù)中篩選出對(duì)有機(jī)碳含量變化顯著的參數(shù),然后建立回歸方程,能夠克服Δlog R模型容易遺漏重要有機(jī)碳含量指示參數(shù)和多元回歸模型容易引入非有機(jī)碳含量指示參數(shù)。由于組合參數(shù)中往往蘊(yùn)含的重要信息[14],對(duì)測(cè)井參數(shù)進(jìn)行二次型組合[15]:

為了便于表達(dá),假設(shè)初始參數(shù)為X1,X2,X3,則組合后的參數(shù)為

令Y1=X1,Y2=X2,Y3=X3,Y4=X12,Y5=X12,Y6=X13,Y7=X22,Y8=X23,Y9=X33。用逐步回歸模型從組合后的參數(shù)中篩選出對(duì)有機(jī)碳含量變化顯著的參數(shù),假設(shè)最終選取了n個(gè)參數(shù),則回歸方程形式為:

值得注意的是,逐步回歸在對(duì)各自變量貢獻(xiàn)的顯著性檢驗(yàn)中,如果臨界值Fα取得足夠小,特別是Fα=0,則全部自變量都會(huì)被選中,這時(shí)逐步回歸退化為一般的多元線性回歸,若一般的多元回歸分析只考慮聲波時(shí)差和電阻率,不考慮其它測(cè)井參數(shù),則多元回歸模型退化為改進(jìn)的Δlog R模型。因此可以說(shuō)多元回歸模型和改進(jìn)的Δlog R模型都是逐步回歸模型的一種特殊形式。

2 實(shí)例對(duì)比及分析

2.1 數(shù)據(jù)的選取及預(yù)處理

有機(jī)碳分析樣品的深度與其實(shí)際深度存在一定誤差,加之,有機(jī)碳的發(fā)育存在強(qiáng)烈的非均質(zhì)性,這兩個(gè)因素加大了建立可信度較高的解釋模型的難度。為了減小分析樣品深度與其實(shí)際深度的誤差以提高建立模型的可信度,應(yīng)保證有機(jī)碳分析數(shù)據(jù)來(lái)源于取芯較好的層段。測(cè)井曲線應(yīng)保證其盡量不受泥漿濾液等外界因素干擾,盡可能的反映原狀地層特征。文中所用有機(jī)碳分析數(shù)據(jù)均為巖芯數(shù)據(jù)且取樣密集,測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)質(zhì)量較好,是建立有機(jī)碳測(cè)井解釋模型的理想層段。由于無(wú)法得知分析樣品的精確深度,將分析樣品所在深度上下0.2 m范圍內(nèi)的測(cè)井參數(shù)取平均值,把求得的均值當(dāng)做分析有機(jī)碳對(duì)應(yīng)的測(cè)井值。

2.2 對(duì)比及分析

分別用Δlog R模型、改進(jìn)的Δlog R模型和逐步回歸模型計(jì)算源巖有機(jī)碳含量。統(tǒng)計(jì)三種模型的計(jì)算有機(jī)碳與分析有機(jī)碳之間相關(guān)度R及標(biāo)準(zhǔn)誤差SE (表1)。

表1 三種模型計(jì)算有機(jī)碳含量結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table1 TOC calculating results from three differentmodels

R越大,計(jì)算有機(jī)碳與實(shí)測(cè)有機(jī)碳相關(guān)度越高。SE越小,表明計(jì)算有機(jī)碳與分析有機(jī)碳偏差越小。故R越大,SE越小,計(jì)算結(jié)果越可靠。從三種模型的計(jì)算結(jié)果容易看出,二次型逐步回歸模型計(jì)算有機(jī)碳含量效果明顯優(yōu)于Δlog R及改進(jìn)的Δlog R模型,改進(jìn)的Δlog R模型計(jì)算效果優(yōu)于Δlog R模型。下面結(jié)合實(shí)例說(shuō)明這種現(xiàn)象的原因。

1 )Δlog R模型模型與改進(jìn)的Δlog R模型對(duì)比

從表1可以看出,烏23井、貝35井、金88井Δlog R模型與改進(jìn)的Δlog R模型計(jì)算效果相當(dāng);貝10井、金87井、魚(yú)17井改進(jìn)的Δlog R模型比Δlog R模型效果好。下面對(duì)這一結(jié)果原因分析:從2.2中的(3)可知,疊合系數(shù)K的選取影響計(jì)算效果,分別求取各井計(jì)算有機(jī)碳與分析有機(jī)碳含量間相關(guān)系數(shù)R隨疊合系數(shù)K變化曲線(圖2)?？梢钥闯?烏23井 (圖2a)、貝35井(圖2c)、金88井(圖2e)K=0.02時(shí),R基本達(dá)到最大值,故Δlog R模型與改進(jìn)的Δlog R模型計(jì)算效果相當(dāng)。貝10井K=0.035時(shí)R最大(圖2b),金87井K=0.04時(shí)R最大(圖2d),魚(yú)17井K=0.045時(shí)R最大(圖2f),Δlog R模型選取固定的疊合系數(shù)0.02,K=0.02時(shí)R沒(méi)有達(dá)到最大,限制了計(jì)算有機(jī)碳含量的準(zhǔn)確性,故改進(jìn)的Δlog R模型比Δlog R模型效果好。

2 )逐步回歸模型與改進(jìn)的Δlog R模型對(duì)比

從表1數(shù)據(jù)容易看出,各井逐步回歸模型計(jì)算有機(jī)碳含量效果均優(yōu)于改進(jìn)的Δlog R模型,烏23井、貝35井、魚(yú)17井尤為明顯。對(duì)各井逐步回歸模型包含的測(cè)井參數(shù)統(tǒng)計(jì)(表2),以下從模型參數(shù)選取和參數(shù)組合兩個(gè)方面對(duì)比分析逐步回歸模型優(yōu)于改進(jìn)Δlog R模型的原因。

圖2 各井Δlog R與實(shí)測(cè)有機(jī)碳的相關(guān)度R隨疊合系數(shù)K變化曲線Fig.2 Correlation coefficient betweenΔLog R and measured TOC and its variation with superposition coefficient K for differentwells

表2 各井逐步回歸模型參數(shù)選取Table2 Parameters in Stepw ise regression equations

(1)測(cè)井參數(shù)選取

從單口井上看,每口井的回歸方程中都有伽馬、密度、中子,尤其是烏23井、魚(yú)17井,這2口井回歸方程中含有伽馬、密度、中子的參數(shù)個(gè)數(shù)分別占回歸方程中全部參數(shù)的75%和100%;整體上,對(duì)表2中參數(shù)統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)含有伽馬、密度、中子的參數(shù)占全部參數(shù)的75%,說(shuō)明伽馬、密度、中子、對(duì)有機(jī)碳含量響應(yīng)明顯。尤其是伽馬參數(shù),6口井中有4口井伽馬參數(shù)以二次方的形式直接出現(xiàn)在方程中,其余兩口井中伽馬以組合參數(shù)的形式存在,說(shuō)明GR能很好的反映有機(jī)碳含量,應(yīng)該將其作為計(jì)算有機(jī)碳含量的有效參數(shù)。改進(jìn)的Δlog R模型沒(méi)有考慮伽馬、密度、中子,故計(jì)算有機(jī)碳含量不及逐步回歸模型。

(2)測(cè)井參數(shù)的組合

從單口井上看,組合參數(shù)在每口井的回歸方程中所占比重均較大,其中金87井最小(50%),貝35井最大(100%);整體上,組合參數(shù)占全部參數(shù)的71.8%。說(shuō)明組合參數(shù)比單一測(cè)井參數(shù)更能反映有機(jī)碳含量,應(yīng)加強(qiáng)從組合參數(shù)中挖掘有機(jī)碳含量信息。改進(jìn)的Δlog R模型聲波時(shí)差和電阻率都采用單一參數(shù)形式,沒(méi)有對(duì)參數(shù)組合,從這一角度上講,逐步回歸模型計(jì)算有機(jī)碳效果也要優(yōu)于改進(jìn)的Δlog R模型。

3 建議及注意事項(xiàng)

從1.2中可知,改進(jìn)的Δlog R模型在便捷性、客觀性、適用性、定量的準(zhǔn)確性上都優(yōu)于Δlog R模型。從1.3中可知,改進(jìn)的Δlog R模型又是逐步回歸分析模型的一種特殊形式,故逐步回歸模型要優(yōu)于Δlog R模型及改進(jìn)的Δlog R模型,2.2中實(shí)例也證明了逐步回歸模型計(jì)算有機(jī)碳含量精度高于其它兩種模型,所以建議優(yōu)先考慮逐步回歸模型計(jì)算有機(jī)碳機(jī)碳含量。

由于有機(jī)碳測(cè)井響應(yīng)易受多種因素影響,影響因素會(huì)導(dǎo)致某些測(cè)井參數(shù)不能很好的反應(yīng)有機(jī)碳含量,從而不出現(xiàn)在回歸方程中。由于影響因素的差異,大的區(qū)域范圍難以建立起形式統(tǒng)一的代表方程,表3也可以看出,同是松遼盆地,金87、金88、魚(yú)17回歸方程中包含的測(cè)井參數(shù)卻不同。針對(duì)這一問(wèn)題,進(jìn)行區(qū)域性有機(jī)碳含量評(píng)價(jià)時(shí),建議借助地質(zhì)資料(如沉積相)進(jìn)行分區(qū)帶評(píng)價(jià),因?yàn)閰^(qū)帶內(nèi)影響有機(jī)碳測(cè)井響應(yīng)的因素相近,各井間相似的影響因素會(huì)起到一定的抵消作用。

每個(gè)區(qū)塊內(nèi)選擇具有代表性的井,建立有機(jī)碳測(cè)井響應(yīng)應(yīng)關(guān)系式。為了使建立的關(guān)系式具有代表性,可以首先對(duì)測(cè)井變量進(jìn)行主成分分析,篩選出區(qū)帶內(nèi)與有機(jī)碳含量密切相關(guān)的測(cè)井參數(shù),然后利用逐步回歸模型建立定量關(guān)系式,這樣,不同的區(qū)帶間篩選出的主成分可能會(huì)不同,最終的回歸方程也會(huì)不同,由于區(qū)帶內(nèi)影響有機(jī)碳測(cè)井響應(yīng)的因素相近,各井間相似的影響因素會(huì)起到一定的抵消作用,所以計(jì)算有機(jī)碳含量的效果會(huì)更好。

模型應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)注意與有機(jī)碳無(wú)關(guān)的測(cè)井曲線異常,包括差的井眼條件,欠壓實(shí)地層、低孔隙度層、超壓實(shí)帶、含水孔隙等,利用測(cè)井資料計(jì)算有機(jī)碳含量時(shí)應(yīng)首先排除這樣的井段;測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)要盡量避免泥漿濾液的干擾,盡量反映原狀地層的特征。同時(shí)應(yīng)注意,聲波時(shí)差、體積密度等測(cè)井參數(shù)受巖性、壓實(shí)(深度)等因素作用的影響較大,可考慮以分層段、分巖性建立模型,必要時(shí)需對(duì)這些測(cè)井參數(shù)進(jìn)行壓實(shí)校正及標(biāo)準(zhǔn)化處理,盡量減少外界因素對(duì)有機(jī)碳測(cè)井響應(yīng)的影響。

4 結(jié)論

Δlog R模型需人為確定基線值、有機(jī)碳含量背景值、疊合系數(shù)K、成熟度參數(shù),操作過(guò)程繁瑣、主觀因素大、同時(shí)成熟度等參數(shù)不確定時(shí)模型適用性受到限制,具有不便捷,不客觀和不適用性。

根據(jù)Δlog R方法的原理推導(dǎo)得出改進(jìn)的Δlog R模型,改進(jìn)模型只需聲波時(shí)差和電阻率參數(shù),不需要成熟度參數(shù),也無(wú)需人為確定基線值、有機(jī)碳含量背景值,大大提高了模型的便捷性,客觀性及適應(yīng)性。但其與Δlog R模型相似,都一樣忽略伽馬、密度、中子等測(cè)井參數(shù),仍有不足之處。

伽馬、密度、中子等測(cè)井參數(shù)中包含著重要的有機(jī)碳含量指示信息,組合參數(shù)往往比單一參數(shù)更能反映有機(jī)碳含量。逐步回歸模型考慮多種測(cè)井參數(shù)并對(duì)測(cè)井參數(shù)組合,能優(yōu)選出對(duì)有機(jī)碳含量變化顯著的測(cè)井參數(shù),方法客觀,理論分析和實(shí)際例子都說(shuō)明該模型計(jì)算有機(jī)碳含量效果效果優(yōu)于Δlog R模型及改進(jìn)的Δlog R模型。

文中參數(shù)組合選用二次型形式,還可以對(duì)參數(shù)進(jìn)行其它形式的組合,如可以考慮聲波/密度、電阻/密度、伽馬/密度等組合參數(shù),應(yīng)盡量從多種測(cè)井參數(shù)及多種組合參數(shù)中挖掘有機(jī)碳含量指示信息。

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M odels for Calculating Organic Carbon Content from Logging Information:Com parison and Analysis

HU Hui-ting1LU Shuang-fang1,2LIU Chao1,3WANGWei-ming1,2WANGMin1,2LIJi-jun1,2SHANG Jiao-hui1
(1.College of Earth Sciences,Northeast Petroleum University,Daqing,Heilongjiang 163318; 2.Key Laboratory of M echanism of Hydrocarbon Reservoirs and Resource Assessment,Northeast Petroleum University, Daqing,Heilongjiang 163318; 3.Oil Recovery Plant No.4,Daqing Oilfield Corp.Ltd.,Daqing,Heilongjiang 163355)

Δlog R model iswidely used in calculating organic carbon content in the pastwith the stepwise regression modelwhich seldom selected.Stepwise regressionmodel is superior to othermodels,the paper has proved it from both theory and practice and provided guidance for the further use of the model.So the paper can be divided into three parts.

Part ofmodel analysis and comparison:In the paper,Δlog R model,improvedΔlog R model and stepwise regression model are analyzed.The article is arranged as follows:firstly,introduceΔlog R model briefly;secondly, bring in improvedΔlog R model on the basis of deficiencies ofΔlog R model;Finally,present stepwise regression modelmake up the shortageswhich improvedΔlog R faced.The paper beginswithΔlog R model,pointing out its deficiencies on convenience、objectivity and applicability from the aspects of baseline value,background value of TOC, composite coefficient K,maturity parameter;ImprovedΔlog R model is achieved under the principle ofΔlog R model, it ismore concise and objective by establishing functional relation between organic carbon content and logging data.But improvedΔlog R model use only two curves(acoustic transit time and resistivity)to calculate TOC,the calculating results sometimes are not satisfactory.This paper attempts to calculate organic carbon content from a variety of log curves and stepwise regressionmodel is presented.Stepwise regressionmodel ismore flexible and objective because it filters logging curves which are closely related to organic carbon content based on actual situation。

Part of examples and analyses:In this part,we compare threemodelswith examples and demonstrate the superiority of the stepwise regressionmodel from both theoretic and practice.It is easy to know from themodel analysis part that improvedΔlog R model is superior toΔlog R model on convenience,objectivity and applicability.From the form of equation we can see thatΔlog R model is a special form of stepwise regressionmodel.So,stepwise regressionmodel is better than other twomodels theoretically;Examples in the paper also show that calculating results of stepwise regression model aremore accurate because of its advantage in logging variables selection and combination。

Part of suggestions and precautions:we suggest using stepwise regression model to calculate TOC from logging curves.Themethod which divided large blocks into several small blocks based on sedimentary data is recommended.Log response of TOC is susceptible to interfering factors underground,some interfering factors can made certain logging curves unable to reflect organic carbon content and are excluded from the function.It is difficult to establish a universal formula for the whole block because the interfering factors vary from place to place.It is reasonable to divide large blocks into several small blocks because the factorswhich impact the logging response of organic carbon are similar in the same small blocks and these factors cancel each other to some extent.At last,we pointout some precautions including incompact sediments,poor borehole,low porosity(tight)intervals,depth and lithology and so on。

logging;source rock;organic carbon content;stepwise regression;Δlog R,improvement;optimization

胡慧婷 女 1983年出生 博士研究生 石油地質(zhì) E-mail:hht-214@163。com

P593

A

1000-0550(2011)06-1199-07

①國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):41172134)及黑龍江省研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目(YJSCX2011-097HLJ)資助。

2010-04-20;收修改稿日期:2010-08-20