李 強(qiáng) 袁東山 楊映濤 朱 麗 李定軍

（中國(guó)石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610041）

0 引言

隨著川西坳陷陸相勘探的不斷深入，針對(duì)該地區(qū)陸相層烴源巖主力層系須家河組五段的研究力度不斷加大，而近年來越來越多的研究表明，陸相含油氣盆地油氣富集程度的高低與優(yōu)質(zhì)烴源巖有密切的關(guān)系［1］。在此之前針對(duì)川西坳陷須家河組五段的烴源巖研究，主要結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析資料大尺度地開展烴源巖厚度及有機(jī)碳含量（TOC）平面展布特征研究，但是由于實(shí)驗(yàn)分析資料有限，很難開展對(duì)該地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖的研究。通過利用豐富的測(cè)井資料，在建立復(fù)雜巖性巖石粒度中值測(cè)井解釋模型的基礎(chǔ)上，采用逐步回歸方法建立了巖性約束下的高精度有機(jī)碳含量測(cè)井解釋模型，利用模型計(jì)算的單井有機(jī)碳含量為優(yōu)質(zhì)烴源巖評(píng)價(jià)及分布奠定了基礎(chǔ)。結(jié)合研究確定了川西坳陷須家河組五段優(yōu)質(zhì)烴源巖TOC下限標(biāo)準(zhǔn)，建立了優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并在單井上對(duì)優(yōu)質(zhì)烴源巖進(jìn)行了劃分統(tǒng)計(jì)，結(jié)合單井有機(jī)碳含量測(cè)井精細(xì)解釋結(jié)果以及區(qū)域沉積演化特征，完成了對(duì)川西坳陷須家河組五段各亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖分布的定量預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)。

1 巖性測(cè)井識(shí)別

川西坳陷須家河組五段巖性總體為灰黑、深灰色、灰色泥頁(yè)巖與灰、深灰色粉—細(xì)砂巖不等厚—略等厚互層，夾厚度較大的粉—細(xì)砂巖，以及薄層粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，縱向上巖性快速?gòu)?fù)雜變化，通過定性方法較難快速準(zhǔn)確地提取出所需的泥頁(yè)巖。因此，須建立一個(gè)巖性識(shí)別測(cè)井定量解釋模型。

自然伽馬測(cè)井是在井內(nèi)測(cè)量巖層中自然存在的放射性核衰變過程中釋放出來的γ射線強(qiáng)度的一種測(cè)井方法［2］。由于粒度較細(xì)的巖石具有較大的比面，使得它對(duì)放射性物質(zhì)有較強(qiáng)的吸附能力，并且粒度較細(xì)的巖石沉積時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，有充分的時(shí)間與溶液中的放射性物質(zhì)一起沉淀下來，所以粒度越細(xì)的巖石具有更高的放射性。根據(jù)研究區(qū)5口井32塊粒度分析樣品資料，通過測(cè)井精細(xì)歸位后，分別統(tǒng)計(jì)巖石樣品的自然伽馬測(cè)量值，計(jì)算自然伽馬相對(duì)值△GR，并與實(shí)驗(yàn)分析巖石粒度中值繪制散點(diǎn)圖，得到較好的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.95，具體關(guān)系式如下：

式中，MZ為巖石粒度中值；△GR由式（2）求得。

式中，GR為巖層中的自然伽馬值，API；GRmin為純砂巖自然伽馬值，API；GRmax為純泥巖自然伽馬值，API。

MZ與△GR的關(guān)系如圖1所示，由圖1可知，△GR與巖石粒度中值的確存在良好的線性相關(guān)性，通過建立的巖石粒度中值測(cè)井解釋模型對(duì)單井進(jìn)行巖石粒度中值測(cè)井預(yù)測(cè)，結(jié)合碎屑巖粒度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可準(zhǔn)確識(shí)別須家河組五段巖性，從而進(jìn)行砂泥巖的快速劃分。

圖1 MZ與△GR關(guān)系圖

2 有機(jī)碳測(cè)井解釋模型

TOC是反映巖石有機(jī)質(zhì)豐度最主要的指標(biāo)。前人在TOC測(cè)井預(yù)測(cè)方面方法較多，例如體積密度法、自然伽馬能譜法、△LgR法等［3］，而針對(duì)研究區(qū)須家河組五段烴源巖巖性復(fù)雜這種情況，利用單線性預(yù)測(cè)手段難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)研究區(qū)TOC。筆者考慮多種影響因素，篩選出對(duì)TOC敏感的測(cè)井參數(shù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析巖石粒度中值資料，建立TOC多元線性回歸模型。

通過對(duì)新場(chǎng)須家河組五段取心井巖心分析TOC與巖心描述、巖性剖面的對(duì)比分析，剔除砂巖樣品，將暗色泥巖、頁(yè)巖、碳質(zhì)頁(yè)巖巖心分析TOC值與各測(cè)井曲線進(jìn)行交會(huì)分析（圖2）發(fā)現(xiàn)，MZ、聲波時(shí)差（AC）、補(bǔ)償密度（DEN）與巖心分析TOC具有較好的相關(guān)性。

圖2 巖心分析TOC與測(cè)井曲線交會(huì)圖

利用MZ、AC、DEN分別與巖心分析TOC建立多元線性關(guān)系，逐步回歸分別得到巖性約束和非巖性約束的須家河組五段烴源巖TOC測(cè)井多元線性回歸模型。圖3為巖心分析TOC與兩種多元線性回歸模型結(jié)果交會(huì)圖，從兩種模型的回判結(jié)果可以看出，巖性約束下的TOC測(cè)井多元回歸模型具有更高的回判精度，其R2達(dá)到0.782。非巖性約束下的TOC測(cè)井多元回歸模型回判精度R2為0.715。從XY1井有機(jī)碳含量測(cè)井解釋成果及優(yōu)質(zhì)烴源巖劃分圖（圖4）也可以看出，巖性約束下的TOC多元回歸模型計(jì)算的TOC值與巖心分析TOC具有較高的吻合度，說明所建立的模型在川西坳陷須家河組五段是具有普遍適用性的，因此可將該模型應(yīng)用于單井TOC精細(xì)測(cè)井解釋中，為優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和平面預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)。其模型如下：

圖3 巖心分析TOC與兩種多元線性回歸模型結(jié)果交會(huì)圖

圖4 XY1井有機(jī)碳含量測(cè)井解釋成果及優(yōu)質(zhì)烴源巖劃分圖

3 優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

利用建立的川西坳陷須家河組五段巖性約束下的TOC測(cè)井多元回歸模型對(duì)研究區(qū)單井進(jìn)行TOC精細(xì)解釋，結(jié)合排氣量與TOC交會(huì)圖法［4］、累計(jì)TOC貢獻(xiàn)與累計(jì)厚度貢獻(xiàn)交會(huì)圖法綜合確定的川西坳陷須家河組五段優(yōu)質(zhì)烴源巖下限（優(yōu)質(zhì)烴源巖TOC大于1.8%），通過GR與AC和GR與DEN對(duì)優(yōu)質(zhì)烴源巖和非優(yōu)質(zhì)烴源巖分類進(jìn)行交會(huì)分析（圖5），建立了川西坳陷須家河組五段優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，整體看來，該段優(yōu)質(zhì)烴源巖具有高自然伽馬（GR值大于85 API）、高聲波時(shí)差（AC值大于80 μs／ft）、低補(bǔ)償密度（DEN值小于2.43 g／cm3）和較高的電阻率（RD值大于10 Ω·m）。利用川西坳陷須家河組五段優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及各井TOC測(cè)井解釋結(jié)果，得到各井川西坳陷須家河組五段優(yōu)質(zhì)烴源巖劃分結(jié)果（圖4）。

圖5 優(yōu)質(zhì)烴源巖與非優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井交會(huì)分析圖

4 優(yōu)質(zhì)烴源巖分布特征及評(píng)價(jià)

在川西坳陷須家河組五段有機(jī)碳含量測(cè)井精細(xì)解釋的基礎(chǔ)上，結(jié)合建立的優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)單井縱向上優(yōu)質(zhì)烴源巖段進(jìn)行定量預(yù)測(cè)及劃分，在單井優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度統(tǒng)計(jì)后，得到研究區(qū)各層系優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度等值線圖（圖6），并對(duì)川西坳陷須家河組五段優(yōu)質(zhì)烴源巖縱橫向分布特征進(jìn)行評(píng)價(jià)。平面上，各亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度均是從南至北逐漸變?。豢v向上，優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育層段主要集中在須家河組五段中亞段，其中在須家河組五段中亞段成都凹陷南部地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度達(dá)到100 m以上，大邑地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度在50～70 m，新場(chǎng)地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度也達(dá)到了30～50 m。川西坳陷須家河組五段優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井定量預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)工作，為后期川西陸相層系的資源評(píng)價(jià)和有利區(qū)帶的預(yù)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。

圖6 川西坳陷須家河組五段中亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度等值線圖

5 結(jié)論

1）利用△GR與實(shí)驗(yàn)分析巖石粒度中值交會(huì)建立的巖性識(shí)別測(cè)井解釋模型，結(jié)合碎屑巖粒度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可準(zhǔn)確識(shí)別須家河組五段巖性，從而進(jìn)行泥頁(yè)巖識(shí)別。

2）通過篩選敏感性參數(shù)，利用多元線性回歸方法，逐步回判建立了巖性約束下高精度的有機(jī)碳測(cè)井解釋模型。

3）通過交會(huì)分析建立了川西坳陷須家河組五段優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：高自然伽馬（GR值大于85 API）、高聲波時(shí)差（AC值大于80 μs／ft）、低補(bǔ)償密度（DEN值小于2.43 g／cm3）和較高的電阻率（RD值大于10 Ω·m）。

4）川西坳陷須家河組五段各亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖平面上從南至北逐漸變薄，縱向上各地區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖主要集中在須家河組五段中亞段。

［1］張洪安，徐田武，張?jiān)偏I(xiàn).東濮凹陷咸化湖盆優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育特征及意義［J］.斷塊油氣田，2017，24（4）：437-441.

［2］丁次乾.礦場(chǎng)地球物理［M］.山東東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2003.

［3］尚教輝，盧雙舫，王偉明，等.烏爾遜、貝爾凹陷南一段優(yōu)質(zhì)烴源巖測(cè)井識(shí)別及分布［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2011，11（26）：6 285-6 289.

［4］盧雙舫，馬延伶，曹瑞成，等.優(yōu)質(zhì)烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用：以海拉爾盆地烏爾遜凹陷為例［J］.地球科學(xué)-中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，37（3）：535-544.

［5］盧雙舫，黃文彪，陳方文，等.頁(yè)巖油氣資源分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)探討［J］. 石油勘探與開發(fā)，2012，39（2）：249-256.

［6］范厚江，羅小平，李鵬.遼中凹陷優(yōu)質(zhì)烴源巖評(píng)價(jià)［J］.天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2013，7（4）：18-21.

［7］王貴文，朱振宇，朱廣宇.烴源巖測(cè)井識(shí)別與評(píng)價(jià)方法研究［J］. 石油勘探與開發(fā)，2002，29（4）：50-52.