陆相断陷湖盆优质烃源岩测井识别方法及成藏贡献——以塔木察格盆地南贝尔凹陷为例

白如清，白　月

（1.大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712；2.大庆油田有限责任公司采油六厂，黑龙江大庆163114）

陆相断陷湖盆优质烃源岩测井识别方法及成藏贡献
——以塔木察格盆地南贝尔凹陷为例

白如清*1，白月2

（1.大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712；2.大庆油田有限责任公司采油六厂，黑龙江大庆163114）

随着陆相勘探的不断深入，烃源岩在油气成藏中发挥着重要的作用。通过丰富的测井资料，利用改进的ΔlgR技术方法，对塔木察格盆地南贝尔凹陷的优质烃源岩进行了识别，并预测了其分布规律。研究结果表明：通过ΔlgR方法得到TOC的结果与实测数据吻合较好，相关系数高，并根据丰度评价标准将有效烃源岩进行了分级统计和评价，即中等烃源岩TOC为0.8%～1.8%；好烃源岩TOC为1.8%～2.8%；最好烃源岩TOC＞2.8%。南贝尔凹陷东次凹北洼槽南二段、南一段发育好—最好烃源岩，南一段源岩在洼槽中心发育，南二段源岩在东部斜坡带发育，铜钵庙组基本不发育有效烃源岩；南贝尔凹陷东次凹南洼槽南二段、南一段发育好—最好烃源岩；铜钵庙组发育薄层中等—好烃源岩；塔木察格盆地南贝尔凹陷具有较好的油气资源潜力.

烃源岩；测井识别方法；有机碳含量；南贝尔凹陷

1　工区概况

随着陆相勘探的不断深入，烃源岩在油气成藏中发挥着重要的作用［1-2］，前人投入了大量的研究工作，为烃源岩地球化学研究奠定了坚实的理论基础和方法［3-8］.有机碳是反映岩石有机质丰度的主要指标，以往常规实验方法中，受取芯样品和成本的限制，单井烃源岩有机碳含量TOC的测定有限；同时受构造和沉积环境的控制，烃源岩通常是呈分散的薄层分布，即使是在较厚的生油层中，有机质的富集在纵向上变化也是比较大的。采用实测TOC值的算术平均值来评价整段烃源岩的生烃潜力容易使资源量的评价产生偏差。而一口井的测井资料中蕴含着丰富的地质信息，可以间接地反映出地层的岩性及其流体等特征，测井资料深度的准确性、资料的连续性以及纵向分辨率也是其他资料无法比拟的，利用测井信息评价生油岩，对油气资源的评价具有特殊的意义。本研究应用测井资料评价南贝尔凹陷主要层段烃源岩，结果表明，该方法在烃源岩评价中是有效的。

2　烃源岩测井地球化学评价技术原理

有机质（干酪根）具有特殊的物理性质［14］，烃源岩因含有大量的有机物质而具有不同于其他岩石的独特的测井响应特征（图1）。测井曲线所反映的岩石物理性质的变化特征，可概括为3种表现形式：在富含有机质的岩层中，①在正常压力的地质剖面中，反映泥岩压实程度和成岩状况的声波时差随其埋藏深度的增加而减小，但当地层中含有机质时，会促使烃源岩的声波时差大于岩石骨架声波时差，从而造成地层声波时差增加；②在饱含水的泥页岩中，不含有机质的电阻率与实测电阻率大致相当，而在富含有机质的岩层中，受分散于岩石骨架之中的干酪根影响，地层电阻率会增大，特别是当烃源岩趋于成熟时，生成的大量有机质包括油气的导电性较差，造成泥页岩的电阻率明显增大；当砂泥岩含有干酪根或油气时，电阻率会高于不含有机质的同样岩性的地层电阻率；③烃源岩沉积时多为低能的静水环境，会有大量的放射性物质沉积，烃源岩中的放射性会高于其他非烃源岩。

3　研究区测井评价方法的建立

国内外利用测井资料研究评价烃源岩最常用的方法是Passey等（1990）提出的ΔlgR方法，该评价方法既适合碳酸盐岩又适合碎屑岩烃源岩。

图1　烃源岩有机质测井响应特征

南贝尔凹陷烃源层主要发育三套烃源岩，即南屯组、铜钵庙组、大磨拐河组下段的暗色泥岩，沉积环境以淡水—微咸水湖泊相为主，泥岩中未见任何水体咸化的矿物标志，如碳酸盐岩、石膏等。烃源岩具有许多湖相烃源岩的典型特征，有大量的测井数据和大量的地球化学数据，ΔlgR法适用于该地区。在计算单井连续的TOC曲线的基础上，结合本地区优质烃源岩判别标准就可以有效地识别优质烃源岩。

在ΔlgR法基础上，我们进行了改进，首先根据测井数据，对在研究区选取的标准井进行回归统计，采用最小二乘法拟合，得到计算方程，通过对南贝尔多口探井源岩实测数据的验证，最终确定南贝尔凹陷源岩测井方法计算公式为：

TOC=2.3961×lgR+0.0509×Δt-14.2628

式中：TOC——计算的有机碳含量，%；

R——基线对应的电阻率，Ω·m；

Δt——基线对应的传播时间，μs/m。

在TSM模拟系统中，应用计算方程，根据测井响应特征的总体趋势，将整个井段划分为若干具有不同特征的层段，对于不同的层段采用不同的参数。在完成全区各个凹陷测井计算的基础上，我们也对该方法也进行了实际井的检验。通过对塔19-72、塔21-70、塔21-40、塔21-45等井的验证表明：测井得到的结果与实测数据吻合较好，塔19-72井实测有机碳与计算有机碳相关系数达到0.7205，塔21-70井的相关系数达到0.7499（图2）。

图2　实测TOC与计算TOC的相关性比较

但是在计算过程中，发现有些井的计算值与实测数据存在较大的误差，分析原因应该是以下因素导致：①测井曲线分辨率有一定的限制，当源岩层厚不足1m时，计算TOC精度会受到影响，通常是计算结果偏小；②如果在烃源岩中有导电矿物（如黄铁矿等）存在，会导致密度增大和电阻率降低，计算的TOC值偏小；③在欠压实地层中，声波曲线数值变大，计算的TOC偏大；④呈层状分布的生油岩层，在纵向上存在非均质性的影响，数量有限的岩芯和岩屑样品的分析数据不能代表一定厚度烃源岩的有机碳含量；⑤井眼扩大会影响测井曲线反应地层的真实程度。

4　应用实例

4.1利用测井资料计算单井TOC值

本次研究计算了南贝尔凹陷全部68口探井TOC值，并且根据丰度评价标准将有效烃源岩进行了分级统计和评价，即中等烃源岩TOC为0.8%～1.8%；好烃源岩TOC为1.8%～2.8%；最好烃源岩TOC＞2.8%。

4.2有机质丰度分布特征

南贝尔凹陷暗色泥岩及有效源岩数值统计方法如下：首先根据录井数据，颜色为灰色以上的暗色泥质岩类（包括粉砂质泥岩及凝灰质泥岩）确定为暗色泥岩，统计单井暗色泥岩厚度，结合地震剖面等地质资料，编绘各层暗色泥岩等厚图。根据测井计算TOC值，暗色泥岩中TOC＞0.8%的层段确定为有效源岩。

大磨拐河组：TOC值高，基本都大于2.8%，仅从TOC值来看属于最好烃源岩，局部高值可达6%以上。南屯组二段：TOC值较高，除东次凹局部地区外都大于1.8%，属于好烃源岩，在北洼槽及西次凹潜山披覆带高在2.8%以上，属于最好烃源岩。南屯组一段：TOC值较高，基本都大于1.8%，属于好烃源岩，局部高值可达4%以上。铜钵庙组：TOC值在西次凹南洼槽及潜山披覆带较高，大于1.8%，属于好烃源岩，东次凹较低，大部分在0.8%～1.8%之间，属于中等烃源岩.

5　结论

（1）利用改进的ΔlgR法测井计算的有机碳含量是相对可靠的，可以在非取芯井、没有地化分析的井段确定出有效烃源岩的厚度和有机碳含量。为资源评价提供了一种快速、准确的方法。

（2）通过有机碳测井评价方法，建立了研究区有效烃源岩的分级标准，即中等烃源岩TOC为0.8%～1.8%；好烃源岩TOC为1.8%～2.8%；最好烃源岩TOC＞2.8%。暗色泥岩中TOC＞0.8%的层段确定为有效源岩。

（3）从TOC平面分布上来看，大磨拐河组和南屯组发育好—最好烃源岩，铜钵庙组发育中等—好烃源岩。

［1］霍秋立，曾花森，付丽，等.ΔlgR测井源岩评价方法的改进及其在松辽盆地的应用［J］.吉林大学学报：地球科学版，2011，41（2）：586-591.

［2］朱光有，金强，张水昌，等.东营凹陷沙河街组湖相烃源岩组合特征［J］.地质学报，2004，78（3）：416-427.

［3］朱光有，金强，王锐.有效烃源岩的识别方法［J］.石油大学学报：自然科学版，2003，27（2）：6-9.

［4］黄帝藩.二十一世纪初油气地球化学面临的任务和展望［J］.沉积学报，2001，19（1）：1-6.

［5］刘全友，刘文汇，王晓峰，等.不同烃源岩实验评价方法的对比［J］.石油实验地质，2007，29（2）：88-93.

［6］张志伟，张龙海.测井评价烃源岩的方法及其应用效果［J］.石油勘探与开发，2000，27（3）：84-87.

［7］袁东山，王国斌，汤泽宁，等.测井资料评价烃源岩方法及其进展［J］.石油天然气学报，2009，31（4）：192-194.

TE122

A

1004-5716（2016）09-0077-03

2015-09-30

2015-11-20

中国石油天然气集团公司重点项目“海塔盆地岩性—地层油气藏富集规律与目标评价”（编号：20008ZX05001-001）资助。

白如清（1962-），男（汉族），甘肃高台人，工程师，现从事石油地质综合研究工作。