測(cè)井地質(zhì)分析基礎(chǔ)第四講烴蓋

1、第四講,烴源巖與蓋層的測(cè)井研究,烴源巖的測(cè)井分析與評(píng)價(jià),一、烴源巖的地質(zhì)特征與測(cè)井響應(yīng),（一）、地質(zhì)特征,烴源巖主要是在低能環(huán)境下沉積的粘土和碳酸鹽淤泥。,亨特,(J,MHnt,，,1979),將烴源巖限定為“曾經(jīng)產(chǎn)生并排出足以形成,工業(yè)性油氣聚集之烴類的細(xì)粒沉積”。,蒂索,(B,P,Tissont,，,1978),則將“可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生石油的巖石,叫做烴源巖”。,在進(jìn)行烴源巖研究時(shí)，所涉及的對(duì)象往往是，既有成熟的烴源巖，,也有末成熟的烴源巖。按亨特的定義，將未成熟的烴源巖定義為,“潛在烴源巖”，將成熟并產(chǎn)生排烴的烴源巖定義為“有效烴源,巖”。,石油伴生氣的生氣巖，也可理解為包括在烴源巖之內(nèi)

2、的一種情況，,因?yàn)樗鼈冎g有著內(nèi)在的成因聯(lián)系。,至于“煤型氣”的源巖，則是煤系地層的特征。,（二）、測(cè)井響應(yīng)及應(yīng)用,1.,自然伽馬測(cè)井,富含有機(jī)質(zhì)的生油氣巖常伴隨有高放射性元素，生油,氣巖常有較高的自然伽測(cè)井值，經(jīng)常用異常高的自,然伽馬測(cè)井值來(lái)確定生油巖,(Beer,，,1945,；,Swanson,，,1966),。,油田范圍內(nèi)自然伽馬與有機(jī)質(zhì)含量,的相互關(guān)系表明較高的放射性層常常與,有機(jī)質(zhì)存在相關(guān)性。由于鈾和有機(jī)質(zhì)之,間經(jīng)驗(yàn)觀測(cè)有很好的關(guān)系,(Swanson,，,1960),?？捎米匀毁ゑR能譜測(cè)井來(lái)有效,地確定有機(jī)質(zhì)豐度,(Supemaw,等，,1978,；,Fert,和,Rieke,，,

3、1980),。,根據(jù)自然伽馬及其能譜中的鈾含量，評(píng)價(jià)烴源巖的,TOC,。應(yīng)用自然,伽馬測(cè)井評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)公式為：,I,有機(jī)質(zhì),=,（,GR,烴源巖,-GR,普通泥巖,）（,-,地區(qū)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)）,3.,密度測(cè)井,固體有機(jī)質(zhì)的密度比周圍的巖石骨架低，可用密度測(cè)井來(lái)估算,有機(jī)質(zhì)含量,(Schnlolter,，,1979),。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，可作出密度,-,TOC,關(guān)干酪根系圖。,式中：,b,、,m,、,k,、,-,分別為巖石、骨架、干酪根的密度值。,4.,電阻率測(cè)井,成熟生油巖中電阻率急劇增加，可能,與不導(dǎo)電的烴類有關(guān)。,5.,聲波測(cè)井,烴源巖比非烴源巖具更多的有機(jī)質(zhì)，,聲,波,時(shí),差,較,高,。,采,

4、用,體,積,平,均,法,（,Wgllie,轉(zhuǎn)換），經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，得,出應(yīng)用聲波測(cè)井評(píng)價(jià),TOC,的函數(shù)為：,應(yīng)用各種測(cè)井相應(yīng)特征，評(píng)價(jià)烴源巖,得,TOC,時(shí)，應(yīng)注意影響因素，有針,對(duì)性地進(jìn)行。,烴源巖的定義及地質(zhì)分類,1.,泥質(zhì)類烴源巖,2.,碳酸鹽巖類烴源巖,3.,煤系氣類烴源巖,烴源巖的識(shí)別方法,1.,烴源巖的巖相分析,2.,烴源巖的地化分析,烴源巖的測(cè)井分析方法,烴源巖的測(cè)井響應(yīng),烴源巖的測(cè)井識(shí)別,烴源巖的單一的測(cè)井方法分析,二、烴源巖的測(cè)井解釋方法,（一）、電阻率一孔隙度測(cè)井組合,交會(huì)圖,1,密度,-,電阻率交會(huì)圖,橫坐標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)溫度下電阻率（,R,75,o,F,、,R,24,o,C,）,

5、對(duì)數(shù)刻度，單位：,.m,縱坐標(biāo)：密度，采用時(shí)數(shù)刻度,單位：,g/cm,3,R,T,=R,75,82/(T+7) R,75,=R,T,(T+7)/82,T-,有關(guān)深度的地層溫度（,o,F,）,2.,聲波時(shí)差,-,電阻率交會(huì)圖,橫坐標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)溫度下電阻率,R,75,o,F,對(duì)數(shù)刻度，單位：,.m,縱坐標(biāo)：聲波時(shí)差，采用對(duì)數(shù)刻度,單位：,?,s/m,3.,聲波一電阻率曲線組合,Passey(1989),研究了一項(xiàng)可以使用于碳酸,鹽巖和碎屑巖生油巖的技術(shù)，預(yù)測(cè)不,同成熟度條件下的,TOC,，這一方法為,聲波測(cè)井和電阻率曲線重疊法。,傳播時(shí)間曲線和電阻率曲線刻度為每?jī)蓚€(gè),對(duì)數(shù)電阻率刻度對(duì)應(yīng)的聲波時(shí)差為,1

6、00,s,ft(,328,s,m),。把非生油巖,的曲線疊加在一起作為基線，當(dāng)兩條,曲線在一定深度范圍內(nèi)“一致”或完,全重疊時(shí)為基線。確定基線之后，用,兩條曲線間的間距來(lái)識(shí)別富含有機(jī)質(zhì),的層段。兩條曲線間的距離為,lgR,，,每一個(gè)深度增量測(cè)一次。,兩條重疊曲線中部的數(shù)據(jù)為,R,基線,和,t,基線,值。,?,以上方法的優(yōu)點(diǎn)是聲波曲線和電阻率曲線對(duì)孔,隙度的變化反映很靈敏，一旦確定了給定巖性,的基線，那么孔隙度的變化影響兩條曲線的響,應(yīng)，一條曲線的移動(dòng)對(duì)應(yīng)另一條曲線的移動(dòng)，,移動(dòng)幅度可對(duì)比,。,（二）、自然伽馬,-,電阻率組合,泥質(zhì)和泥巖段的自然伽馬放射性都高于,GRl,，可以斷定三種類型層段：

7、,（,1,）當(dāng)孔隙度增加時(shí)，不合有機(jī)質(zhì)的泥質(zhì)和頁(yè)巖層段電阻率減??；,（,2,）含干酪根頁(yè)巖段，電阻率隨著孔隙度略有變化；,（,3,）含干酪根、油和氣的頁(yè)巖段，電阻率隨孔隙度增加。,（三）、聲波時(shí)差,-,自然伽馬組合,不含有機(jī)質(zhì)泥巖基線之上所表示的層段是富含有機(jī)質(zhì)的頁(yè)巖。,在,GR,t,圖上每一個(gè)富含有機(jī)質(zhì)層段可由兩個(gè)差異值表征：,(1),放射性,d(GR),GR,log,GR1,(2),時(shí)差,d(t),t,log,t,1,這兩個(gè)值中的每一個(gè)值都與頁(yè)巖段的總有機(jī)質(zhì)含量,(,干酪根、油、氣,),成比例，它們的乘積,I,X,是：,I,X,(GR,log,GRl),(t,log,t,1,),Ix,是總

8、有機(jī)質(zhì)含量的相對(duì)量度。,相同深度的巖屑或巖心得到的干酪根、油和氣的測(cè)量數(shù)據(jù)相加得到,TOC,利用有機(jī)質(zhì)的重量來(lái)刻度,I,x,是可能的。,伽馬放射性對(duì)固體有機(jī)質(zhì),(,干酪根,),確實(shí)相當(dāng)敏感，,時(shí)差卻對(duì)氣或油相當(dāng)敏感。,具有低,d(GR),和高,d(t),的層段應(yīng)含有一些氣。,具有高,d(GR),和低,d(t),的層段會(huì)含有較多的固體有機(jī)質(zhì)。,中間值應(yīng)歸于油和干酪根的混合地段。,LOGES,系統(tǒng)的烴源巖測(cè)井解釋方法,1.,烴源巖的概念模型,2.,生油巖含油氣飽和度,式中：,Swt,生油氣巖含水飽和度；,Rwc,生油氣巖中水電阻率；,t,生油氣巖總孔隙度；,Rt,生油氣巖電阻率。,系數(shù),a,、,b

9、,和指數(shù),m,、,n,可通過(guò)巖電實(shí)驗(yàn)取得。新區(qū),采用經(jīng)驗(yàn)值,a=0,62, b,1,，,n=2,，,m=2.15,Sog=1,一,Swt,3.,生油氣巖總孔隙度和有效孔隙度,三、烴源巖的測(cè)井評(píng)價(jià)參數(shù),（一）、生油巖剩余烴含量,VHC,剩余烴含量,VHC,，是指殘留于油氣源巖孔隙中的油氣含量。,VHC,的大小，與生油氣巖有機(jī)質(zhì)的類型、豐度、成熟度和產(chǎn)烴率有關(guān)。,VHC,反映生油氣巖是否已經(jīng)生成油氣和生油氣量大小的一個(gè)參數(shù)，是區(qū)分有,效生油氣巖、無(wú)效生油氣巖及非生油氣巖的標(biāo)志。,VHC,t,Sog,t,是單位巖石體積的百分?jǐn)?shù)；,VHC,的單位則是單位生油氣巖體積的百分?jǐn)?shù)。,（二）、生油氣巖成熟門(mén)限

10、的確定,生油氣巖未成熟時(shí)，這時(shí),VHC,隨著有機(jī)質(zhì)豐度的變化有較小的變化。,生油氣巖成熟后，,VHC,的大小則是由孔隙中的油氣和有機(jī)質(zhì)對(duì)孔隙度測(cè)井響,應(yīng)和對(duì)電阻率測(cè)井的響應(yīng)共同引起的，這時(shí),VHC,值將有較明顯的數(shù)值變化，,成熟度越高，,VHC,的變化幅度將越大。,當(dāng)處理的暗色泥巖剖面中出現(xiàn)較明顯,VHC,值變化的深度，是生油氣巖成熟的,門(mén)限深度。,（三）、生油氣巖產(chǎn)烴率,HCI,生油氣巖產(chǎn)烴率：,HCI,VHC,DHYC/DMT,式中：,DHYC,生油氣巖中剩余烴的含量；,DMT,生油氣巖的巖石密度,HCI,的單位是,g,g,，既每克生油氣巖生成烴的質(zhì)量,產(chǎn)烴率。,（四）、生油氣巖的成熟度,

11、matu,碳是干酪根的主要元素成分，通過(guò)對(duì)地下干酪根所含碳元素變遷過(guò)程的研,究，可以獲得干酪根向石油烴演化程度的信息。,剩碳率,a,值是一個(gè)衡量干酪根向石油烴轉(zhuǎn)化程度的參數(shù)。它是指尚未轉(zhuǎn)移,到油氣和氯仿瀝青中的干酪根對(duì)全部有潛力碳的比例。,關(guān)于剩余碳,a,值，可根據(jù)時(shí)間、溫度關(guān)系等進(jìn)行計(jì)算,.,當(dāng)取得剩碳率值后，便可根據(jù)下式計(jì)算其成熟度：,matu,1,一,a,(,五,),、生油氣巖總有機(jī)碳,TOC,產(chǎn)烴率,HCI,是每克生油氣巖中總有機(jī)碳,TOC,轉(zhuǎn)化成熟后產(chǎn)生的烴，,TOC,：,TOC,HCI,matu,單位為每克生油巖中有機(jī)碳質(zhì)量。,根據(jù)有機(jī)碳質(zhì)量可進(jìn)一步計(jì)算每噸巖石中有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量，用于

12、評(píng)價(jià),生油氣巖有機(jī)質(zhì)豐度。,四、應(yīng)用實(shí)例,蓋層測(cè)井分析與評(píng)價(jià),一、蓋層概述,蓋層（是一個(gè)相對(duì)概念）作用是防止油氣逸散。,通常人們把那些逸散率相對(duì)較小的巖層成為蓋層,按巖性分有,：泥巖、頁(yè)巖、碳酸巖鹽、鹽巖、膏巖蓋層,按作用與展布情況,：區(qū)域蓋層、局部蓋層和隔層,按儲(chǔ)蓋鄰接關(guān)系,：上覆蓋層與直接蓋層,泥巖作為蓋層，其封閉機(jī)理有三個(gè)：,(1),毛細(xì)管力封閉：毛細(xì)管具有較高的驅(qū)替壓力和阻止烴類擴(kuò)散；,(2),壓力封閉：由于具有異常壓力而阻止烴類逸散；,(3),濃度封閉：由于蓋層具有較高的烴類，從而阻止儲(chǔ)集層烴類擴(kuò)散。,二、泥質(zhì)巖蓋層測(cè)井評(píng)價(jià)參數(shù),1,厚度,自然電位、自然伽馬、自然伽馬能譜。,2,含砂

13、量,含砂量大，可塑性降低，脆性增大，易,產(chǎn)生裂縫，尤其針對(duì)深層裂縫,3,總孔隙度,可動(dòng)流體與被粘土礦物束縛部分的流體,總和,-,反映壓實(shí)程度,30%,。,計(jì)算巖石突破壓力,4,有效孔隙度,評(píng)價(jià)蓋層質(zhì)量的重要參數(shù),新地層,-,總孔隙度,老地層,-,有效孔隙度,5,泥巖裂縫,6,滲透率,-,孔隙度、含砂量、束縛水,7,粘土礦物分析,可塑性和膨脹性,蒙脫石伊,/,蒙混層高嶺石伊利石綠泥石,泥頁(yè)巖蓋層成果參數(shù)顯示,VHC-,剩余烴含量,PODG-,（,N,-,D,）,POAG,（,N,S,）,蓋層或烴源巖,P,a,-,突破壓力,P,r,-,排驅(qū)壓力,AC DEN CNL,Rt Rxo,三、有效蓋層的識(shí)

14、別與評(píng),價(jià),1,有效蓋層的識(shí)別,能夠直接封閉油氣的直接蓋層,2,泥質(zhì)巖蓋層等級(jí)劃分,四、其它巖性蓋層的測(cè)井,分析,1,鹽巖、膏巖蓋層,含砂量,%,0,20,1,0,20,40,40,/,表,4-2,測(cè)井參數(shù)識(shí)別蓋層權(quán)值表,蓋層厚度,m,10,5,10,5,/,權(quán)值,2,1,0,/,%,20,20,30,30,/,總孔隙度,權(quán)值,2,1,0,/,有效孔隙度,%,1,2,2,3,3,4,4,6,權(quán)值,3,2,1,0,權(quán)值,2,碳酸鹽巖蓋層,3,煤巖蓋層,-1,/,表,4-3,蓋層等級(jí)劃分表,蓋層等級(jí),蓋層權(quán)級(jí),蓋層性質(zhì),優(yōu)質(zhì),8,，,7,，,6,氣藏蓋層,好,5,良,4,油藏蓋層,差,3,差,2,

15、，,1,假蓋層,差,0,，,-1,四、其它巖性蓋層的測(cè)井分析,（一）、鹽巖、膏巖蓋層,鹽巖、膏巖是在高蒸發(fā)環(huán)境下的產(chǎn)物，在地下常以晶體結(jié)構(gòu)存在，結(jié)構(gòu)緊密，滲,透性極差，是優(yōu)良的封蓋層基質(zhì)。,鹽巖和膏巖由于其特殊的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，測(cè)井值常趨于某一特定值，成為測(cè)井資料判,別鹽巖和膏巖的基本標(biāo)準(zhǔn)。,用測(cè)井資料判別膏巖、鹽巖層，然后用測(cè)井資料來(lái)標(biāo)定地震資料，預(yù)測(cè)膏巖、鹽,巖層的空間展布，可有效地分析膏巖、鹽巖的封閉作用。,（二）、碳酸鹽巖蓋層,碳酸鹽巖基質(zhì)孔隙度一般都很低?；|(zhì)孔隙度反映碳酸鹽巖做蓋層是完全可以的，,但是碳酸鹽巖大多存在后生成巖改造，使之產(chǎn)生次生孔洞、溶洞、裂縫等。,這些次生孔隙的出現(xiàn)，使碳

16、酸鹽巖由蓋層轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)層，失去封閉油氣的能力。,成巖后生改造作用經(jīng)常是不均一的，它將大面積展布的碳酸鹽巖分割成雞窩,狀。局部看，可能是優(yōu)質(zhì)封蓋層，整體看，它可能是破碎的封蓋層。,碳酸鹽巖的封蓋性能，用單一一項(xiàng)技術(shù)判斷是困難的，實(shí)驗(yàn)室分析、測(cè)井分析、,精細(xì)地質(zhì)解釋三者緊密結(jié)合，是判斷碳酸鹽巖封蓋層封閉性能的唯一途徑。,（三）、煤巖蓋層,煤巖自身孔隙度很低，又具有可縮性，在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不太活躍的地區(qū)，,煤巖?？勺鳛橛蜌獾姆馍w層。,埋藏較淺、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍的地區(qū)，煤巖也可出現(xiàn)構(gòu)造裂縫，使煤層,失去封閉剛氣的能力。,煤巖測(cè)井響應(yīng)值很明顯，用測(cè)井資料很容易判別煤層。用測(cè)井資料,識(shí)別煤層，并綜合分析煤層是否存在次

17、生裂縫，達(dá)到評(píng)價(jià)煤層封,蓋性能的目的。,表,4-5,泥巖、膏巖、煤巖的測(cè)井響應(yīng)對(duì)比表,巖性,鹽巖,硬石膏,石膏,煤巖,聲波時(shí)差,220,164,171,350,450,體積密度,201,3.0,2.3,1.3,1.5,中子孔隙度,0,0,50%,70%,中子伽馬,高值,高值,低值,低值,自然伽馬,最低值,最低值,最低值,低值,自然電位,基值,基值,基值,不明顯,微電極,極低值,電阻率,高值,高值,高值,高值,井徑,擴(kuò)徑,接近鉆頭直徑,接近鉆頭直徑,接近鉆頭直徑,五、儲(chǔ)蓋組合測(cè)井分析,1,儲(chǔ)層、蓋層的搭配關(guān)系,2,有利儲(chǔ)層段分析,3,油氣層和殘余油氣層解釋,當(dāng)用測(cè)井方法對(duì)每層泥頁(yè)巖蓋層作出質(zhì)量評(píng)價(jià)后，便可進(jìn)行儲(chǔ)蓋組合測(cè),井的三方面分析評(píng)價(jià)：,(1),儲(chǔ)層、蓋層的搭配關(guān)系；,(2),有利儲(chǔ)集層段分析；,(3),油氣層和殘余油氣層解釋。,其中：