烃源岩测井评价技术在银川盆地中的应用

2013-05-31李绍霞郭红旗王建国

石油管材与仪器 2013年1期

杨涛李绍霞郭红旗王建国

（中国石化集团胜利石油管理局测井公司山东东营）

0 引言

银川盆地是胜利油田寻找油气资源的重要目标，生油岩评价是进行资源评价的基础。地震资料揭示古近系渐新统清水营组发育两大沉积旋回，为一组连续强反射相位，推测为半深湖-深湖相沉积，地层可能含有大套的暗色泥岩及膏岩，可能存在尚未揭示的主要生油岩。为了落实盆地内烃源岩发育情况，为下步勘探部署提供资料，部署了YC4井，钻探目的主要是落实盆地烃源岩发育情况。

针对银川盆地烃源岩的评价问题，依据烃源岩的测井响应特征，利用YC4井自然伽马、自然伽马能谱、电阻率、密度及声波等测井信息，定量计算岩石中的有机碳含量TOC及岩石热解生烃潜量等参数，结合成熟度及干酪根类型分析，对烃源岩进行有效评价，为盆地资源潜力评价提供了重要的技术依据。

1 烃源岩测井响应特征

有机质（干酪根）具有特殊的物理性质，导电性能差、自然放射性强、密度低接近于水的密度、声波时差接近550s/m、含氢指数接近67%。因此，富含有机质的烃源岩在测井响应上有电阻率高、中子孔隙度高、声波时差大、自然伽马值高、密度低等基本特征1,2。

测井曲线对岩层有机碳含量和充填孔隙的流体物理性质的响应差异，是利用测井曲线识别和评价烃源岩的基础[3]。

根据自然伽马、自然电位等信息识别并剔除油层、火成岩、蒸发岩、未压实的沉积物和井壁垮塌段等，将声波时差曲线和电阻率曲线重叠，在贫有机质层段，这两条曲线相互重合或平行；富含有机质层段中两条曲线分离，主要由于低密度、低速率干酪根在声波时差曲线的反应和在电阻率曲线的反应造成的。在未生过烃的富含有机质层段，仅声波时差增大造成曲线分离；在生过烃的富含有机质层段，不仅声波时差偏大，而且由于烃类的存在使得电阻率增大。

2 体积模型方法计算有机碳含量

采用体积模型方法计算YC4井岩层的有机碳含量（TOC），其解释模型由有机质、粘土（包括其中的吸附水）、孔隙水（不包括粘土的吸附水）和岩石骨架（除粘土之外的其它矿物）四部分组成，其中各组分的物理性质不同，测井响应也不同，所测得的测井信息反映的是各种物理量的总和。根据各组分的导电性能，可用声波电阻率曲线来区分岩石中的有机质和水及粘土。利用测井方法计算有机质含量主要是基于声波/电阻率资料，相同压实程度的岩石中，随着水或粘土的含量增大，对应的声波时差增大同时电阻率降低；当有机质的含量增大时，对应的声波时差增大同时电阻率也增大[4]。

图1是银川盆地的YC4井根据沉积单元特征，分四段制作声波与1/Rt1/2交会图，各段的有机质零线斜率值分别为0.005、0.0062、0.0048、0.014，骨架值为砂岩和白云岩的混合骨架，由此拟合出纯有机质声波极值。

图1 声波与1/Rt1/2交会图

图2是YC4井清水营组3150 m～3200 m井段的烃源岩评价成果图，利用测井信息计算出的TOC含量反映了本井有机碳含量的相对变化规律，TOC值均小于0.5%，解释为三类层，评价认为该井整体有机质丰度低，基本无生烃能力。

图2 YC4井烃源岩测井评价成果图

图3是分别对测井计算的有机碳含量TOC值与岩心分析的有机碳含量TOC值进行统计，从图中可得出：二者数值基本一致，说明测井评价获得了满足精度要求的TOC计算结果。

图3 计算有机碳含量与岩心分析有机碳含量对比图

3 自然伽马能谱测井评价烃源岩

3.1 定性分析烃源岩

普通泥岩、页岩等钾、钍含量都比较高。对于生油层而言，随着有机物含量增高，铀的含量也增高，说明铀的富集在一定条件下可指示岩石中有机质的丰度的高低，而钍和钾元素相对较稳定，不易被吸附，因此自然伽马及自然伽马能谱测井是评价生油岩丰度的重要指标[5]。

图4为YC4井不同井段泥岩的自然伽马能谱测井铀与钾、钍含量的交会图，井段2865 m～2872 m和3015m～3020m为灰色泥岩，井段2875m～2879 m和3100m～3106m为褐色泥岩。交会图显示，在灰色泥岩段，铀含量虽有增高的趋势，但由于有机质丰度较低，铀含量增高不明显，与褐色泥岩段的铀含量数值差别不明显，这也从一个方面说明了该井烃源岩不发育，有机质丰度很低，成烃能力差。