烃源岩有机质总量TOC测井评价方法

李猛

摘要：富含有机质烃源岩中有机质含量是资源潜力评价的重要参数。为了准确的计算出来研究区块内未进行实际测量的井的有机质烃源岩的有机碳的含量，笔者建立了一套适用于该区块地质特征的TOC测井解释数学模型，下面将进行详细介绍。

关键词：烃源岩;有机碳含量;测井曲线;多元回归

一 、TOC测井解释模型研究方法

目前现有的利用测井解释来计算TOC模型主要由ΔLogR法，原理来自于Passey的ΔLogR法。该方法计算TOC是建立了一套与声波时差（AC）、地层真电阻率（RT）以及镜质体反射率（Ro）的公式。Passey等经过大量的统计分析后，提出来一个经验公式，即：

TOC = 102. 297-0.168 8LOM ΔLogR          （1）

公式中：LOM为热变指数，主要反映有机质成熟度，可以由Ro计算得到;Ro为镜质体反射率，%。

ΔLogR= lg （R/R基线）-K（Δt-Δt基线）     （2）

公式中：ΔLogR是声波时差、电阻率曲线重叠后的幅度差;R为测井仪器实际测量电阻率，Ω.m;Δt为声波时差实际测量值得，us/m;R基线为非烃源岩对应于Δt基线时的电阻率，Ω.m;Δt基线为基线声波时差，us/m;K为依赖于每一个电阻率刻度所对应的声波时差的比值。

从上述两个公式中可以看出，计算烃源岩TOC，首先要获得烃源岩的成熟度，这样子操作的难度比较大，由测井有机碳分析原理可知，ΔLogR主要反映烃源岩总有机碳丰度的变化，如果地层中没有产生大量的排烃，则成熟度对TOC与ΔLogR的关系系数影响不大。因此，我们选取研究区侏罗系大安寨的泥页岩进行研究。

二、不同岩性的烃源岩TOC与测井参数相关性分析

（一）泥页岩

为了选择研究区块内对泥页岩段TOC敏感的测井参数，笔者从进行过地球化学测试的泥页岩岩心里面提取了相应深度段的自然伽马（GR）、声波时差（AC）、地层真电阻率（RLLD）等数据，不同研究表明：泥页岩层理发育程度、有机质含量、方解石、白云石等质量分数对自然伽马（GR）、声波时差（AC）、地层真电阻率（RLLD）三类测井参数有敏感的响应特征。

通过分析可得：泥页岩段自然伽马（GR）、声波时差（AC）和地层真电阻率（Log（RLLD））与TOC的相关性都非常的好，因此在泥页岩段选取自然伽马（GR）、声波时差（AC）和地层真电阻率对数（Log（RLLD））进行烃源岩TOC模型的拟合。

（二）泥质介壳灰岩

通过分析可以看出：自然伽马（GR）和声波时差（AC）与TOC之间的相关系数非常高，呈现正相关，地层真电阻率（RLLD）与TOC之间的相关性差，因此在泥质灰岩段选取自然伽马（GR）和声波时差（AC）进行TOC的模型回归。

（三）介壳灰岩

分析可知，介壳灰岩段的测井参数与相对应的烃源岩TOC之间的相关性较差，无法利用测井参数建立相对应的TOC解释模型。介壳灰岩段TOC含量本身就较低，烃源岩有机质是泥质被后期有机碳化而形成，因此利用相邻上下岩性段的TOC与介壳灰岩所对应的泥质含量（Vsh）的乘积作为介壳灰岩段TOC的值，计算出来的介壳灰岩段TOC的值与实际测量的TOC之间的误差较小。

三、不同岩性的烃源岩TOC数学模型的建立与误差分析

（一）数学建模

根据上述讨论，对不同的岩性的TOC与相对应的测井参数进行了多元回归分析，利用最小二乘法拟合出来了不同岩性的TOC公式的数学模型。

i）泥岩段： TOC=3.3717-0.0093×GR- 0.0029×AC-0.991×Log10（RLLD）      （3）

ii）泥质灰岩段：TOC=0.7733+0.0053×GR+0.0015×AC                    （4）

式中：GR为自然伽马值，API;AC为声波时差值，us/ft;RLLD为地层真电阻率，Ω.m。

（二）烃源岩TOC误差分析

利用公式（3）、（4）对单井进行分岩性测井解释，反算出来TOC计算值。把计算出来的TOC值与TOC实测值进行对比，计算平面误差。具体的误差率计算公式為：误差率=（TOC计算值-TOC实测值）/TOC实测值。

由上表可以看出，分岩性计算出来的烃源岩TOC值与实际测量的TOC值误差相对较小，证明利用不同的岩性拟合出来烃源岩TOC公式计算结果可信度高。

通过利用其他30口井测井数据，采用上述TOC数学模型分别对地层TOC进行了计算，并与实际测量TOC数据相验证，吻合度高，误差仅6.65%，利用该模型解释出的地层有机质含量弥补了实测TOC的数量不足。

四、结论

在原有的经典ΔLogR法烃源岩评价方法基础上进行了修改：根据不同的沉积环境下、不同的岩性拟合出不同的TOC数学公式，经过验证计算结果较为准确，可以用于TOC预测。通过对实际地球化学测试的井TOC值与理论计算值对比计算，可以看出误差值都比较小，表明该TOC测井解释方法可靠。

参考文献：

[1]潘仁芳，黄晓松.页岩气及国内勘探前景展望[J].中国石油勘探，2009，14（ 3） ： 1-5.

（作者单位：中国石油化工股份有限公司中原油田分公司科技管理部）