烴源巖特征綜述

1、 1 1、基本原理、基本原理 內(nèi)容：烴源巖層的測井識別、烴源巖有機(jī)質(zhì)含量測井評價(jià)。 使用的測井資料有：自然伽瑪GR、自然伽瑪能譜NGS、電阻率Rt、密度FDC、聲波T測井資料。 巖石中的放射性物質(zhì)主要來源于K40、Th232、U235-238同位素。圖2-1放射性礦物伽瑪射線發(fā)射譜（據(jù)schlumberger，1978）每次衰變發(fā)生幾率每次衰變發(fā)生幾率1.762.621.46鉀 系 （ K ）釷 系 （ Tu .）鈾 、 鐳 系 （ U .）伽 瑪 射 線 能 量 （ Mev）00.51.01.52.02.53.040232238 沉積巖石的放射性物質(zhì)來源： 1）有些礦物晶體本身是有放射性物質(zhì)

2、的。 2）顆粒吸附的放射性同位素元素（有些地層可能是放射性礦物含量高的層放射性礦藏）。因此，細(xì)分散體系的巖石，其吸附的放射性元素含量較高（如：泥巖、泥灰?guī)r等），而顆粒巖（如砂巖、顆?；?guī)r、白云巖等）吸附的放射性物質(zhì)少。 3）有機(jī)質(zhì)本身也可能吸附有放射性U同位素，因此有機(jī)質(zhì)含量高時(shí)，所測放射性值高。 有機(jī)質(zhì)吸附較多的U同位素或與U結(jié)合形成配合物，因?yàn)閁元素活躍，易被氧化，在PH值低的氧化環(huán)境中（PH0）形成UO3型氧化物。在還原環(huán)境中UO3型氧化物與堿性氧化物作用形成不溶的氧化鈾（UO2），當(dāng)PH值更高時(shí)，鈾銑離子（ UO22+）與有機(jī)質(zhì)結(jié)合而固定下來。因此巖石中的UO2標(biāo)志著強(qiáng)烈的還原環(huán)境條件

3、，此環(huán)境下的UO22+易被粘土吸附。在繼續(xù)的作用下其被還原為四價(jià)的鈾離子，有機(jī)質(zhì)分解的H2S也會使鈾洗離子還原為四價(jià)的鈾離子。 2 2、烴源巖層的測井識別、烴源巖層的測井識別 1 1）定性識別）定性識別 常見烴源巖： （1）有機(jī)質(zhì)含量高的泥巖、頁巖； （2）有機(jī)質(zhì)含量高的泥灰?guī)r、微晶灰?guī)r。 有機(jī)質(zhì)含量高、細(xì)分散體系的吸附作用成為測井識別烴源巖層的主要根據(jù)。 測井曲線上的識別標(biāo)志主要有： A、烴源巖層比一般的泥巖、灰?guī)r在GR曲線上有更高的讀值；GR (API)0.0150.0U (ppm)Tu (ppm)K (ppm)-10.020.004000.05井深巖性250025252575圖2-2 泥

4、巖烴源巖的GR、NGS測井特征 B、在NGS測井曲線上，有較高的U的含量（圖2-2）。 C、在組合測井上：電阻率曲線顯示相對其他泥巖灰?guī)r高值，有較高的聲波時(shí)差和較低的密度值（圖2-3、2-4）。因?yàn)?，一般烴源巖層在相同壓實(shí)條件，其因?yàn)楹袡C(jī)質(zhì)和油。GR (API)0100井深巖性270028002.22.7140651100密 度 (g/cm )3聲 波 (us/ft)dll/dls (om.m)G R (A P I)0100井深巖性28502.22.959040101000密度 (g/cm )3聲波 (us/ft)R a (om .m )1002900圖圖2-3 北海啟莫里支階北海啟莫里支階

5、頁巖頁巖測井曲線特征測井曲線特征（Meyer等等,1984）圖圖2-4 中東上侏羅漢尼法中東上侏羅漢尼法灰?guī)r灰?guī)r測井曲線特征測井曲線特征（Meyer等等,1984） 2 2）定量判別）定量判別 根據(jù)多種測井信息，采用統(tǒng)計(jì)分析方法可以對烴源巖層進(jìn)行定量判別。 A、B.L.Meyer等（1984）根據(jù)阿曼、加拿大、北海盆地、委內(nèi)瑞拉、印度尼西亞等的71個(gè)層段的烴源巖層和98個(gè)段非烴源巖層的測井資料（包括：GR、t、b、Rt等），通過關(guān)系分析（圖2-5、圖2-6），建立了如下判別方程： D=-6.909+3.186lgt+0.487lgR75 D0時(shí)，為烴源巖層；D0.066時(shí)，為烴源巖層。回判率為

6、88%。圖圖2-5 聲波時(shí)差與電阻率（聲波時(shí)差與電阻率（R75.F）關(guān)系圖）關(guān)系圖（Meyer等等,1984）非 油 源 巖 頁 巖油 源 巖 頁 巖非 油 源 巖 灰 巖灰 巖 油 源 巖煤 層1.05.010.05010050010005000 100005060708090100200R75（mm）t（us/ftus/ft）圖圖2-6 密度與電阻率（密度與電阻率（R75.F）關(guān)系圖）關(guān)系圖（Meyer等等,1984）R75（mm）b b（g/cmg/cm3 3）3.53.02.52.01.51105010050010005000 10000煤 層灰 巖 油 源 巖非 油 源 巖 灰 巖油

7、 源 巖 頁 巖非 油 源 巖 頁 巖 3 3、確定烴源巖的有機(jī)質(zhì)含量、確定烴源巖的有機(jī)質(zhì)含量 1 1）利用烴源巖層的密度測井資料確定有機(jī)質(zhì)含量）利用烴源巖層的密度測井資料確定有機(jī)質(zhì)含量 A、建立巖心分析有機(jī)質(zhì)含量與密度的關(guān)系（圖2-7）。 B、利用下式計(jì)算有機(jī)質(zhì)含量 （不含有機(jī)質(zhì)泥巖密度-烴源巖層密度）有機(jī)質(zhì)（%）=-*100% （不含有機(jī)質(zhì)泥巖密度-有機(jī)質(zhì)密度）影響因素：黃鐵礦、重礦物、井徑擴(kuò)徑等對計(jì)算結(jié)果有影響，需對結(jié)果進(jìn)行效正（圖2-8）。 2 2）利用烴源巖層的聲波測井資料確定有機(jī)質(zhì)含量）利用烴源巖層的聲波測井資料確定有機(jī)質(zhì)含量 同樣可以利用上述方法進(jìn)行有機(jī)質(zhì)含量估算。影響因素：井徑

8、擴(kuò)徑、油氣影響、裂縫作用等對計(jì)算結(jié)果有影響，一般要與其他方法一起應(yīng)用。4.012.020.04.012.020.0俄 亥 俄 洲 頁 巖 克 利 夫 蘭 段奧 利 塔 頁 巖 下 部圖2-8 巖心分析與密度測井確定的有機(jī)質(zhì)含量之間關(guān)系（據(jù)Schmoker,1981）巖心分析有機(jī)質(zhì)含量（巖心分析有機(jī)質(zhì)含量（%）密度測井確定的有機(jī)質(zhì)含量（密度測井確定的有機(jī)質(zhì)含量（%）烴源巖密度測井值（烴源巖密度測井值（g/cm3）巖心分析有機(jī)質(zhì)含量（巖心分析有機(jī)質(zhì)含量（%）4.012.020.02.82.42.2 海 相 泥 質(zhì) 烴 源 巖 湖 相 泥 質(zhì) 烴 源 巖圖2-7 巖心分析有機(jī)質(zhì)含量與密度測井值之間關(guān)

9、系（據(jù)Schmoker,1981） 3 3）利用烴源巖層的電阻率測井資料確定有機(jī)質(zhì)含量）利用烴源巖層的電阻率測井資料確定有機(jī)質(zhì)含量 在相同的巖性及壓實(shí)條件下，烴源巖的電阻率比非烴源巖的高。據(jù)B.L.Meyer等（1984）研究，成熟烴源巖電阻率比未成熟的烴源巖要高10倍。 由于電阻率受溫度影響大，一般將確定層點(diǎn)的電阻率折算到同一溫度下對比（75）： R75=RT*（T+7）/82 （Arps,1962) 同樣可以利用建立圖板進(jìn)行有機(jī)質(zhì)含量估算。 影響因素：井徑擴(kuò)徑、探測深度、油氣影響、泥漿電阻率、裂縫作用等對計(jì)算結(jié)果有影響，一般要與其他方法一起應(yīng)用。 4 4）利用烴源巖層的自然伽瑪測井資料確定

10、有機(jī)質(zhì)）利用烴源巖層的自然伽瑪測井資料確定有機(jī)質(zhì)含量含量 烴源巖的電阻率比非烴源巖的GR值高。 據(jù)J.W.Schmoker等（1989）研究，射線強(qiáng)度與密度有好的線性關(guān)系（圖2-9），建立了如下計(jì)算公式： Cogr(%)=(-o)/(1.378m)*100% 式中： Cogr-有機(jī)碳含量； 、 o-非烴源巖與烴源巖層密度，g/cm3； m-圖2-9直線斜率。 優(yōu)點(diǎn)：同時(shí)考慮了GR、FDC測井資料。 同樣可以利用建立圖板進(jìn)行有機(jī)質(zhì)含量估算。2.452.552.652.75140220300380密度（密度（g/cmg/cm3 3）G RG R（ A P I A P I ）圖2-9 自然伽瑪與密度

11、關(guān)系（據(jù)Schmoker,1989) 5 5）利用烴源巖層的自然伽瑪能譜測井資料確）利用烴源巖層的自然伽瑪能譜測井資料確定有機(jī)質(zhì)含量定有機(jī)質(zhì)含量 自然伽瑪能譜測井不僅能測得地層的GR值，也能給出鈾、釷、鉀的含量。 利用鈾含量（主要與有機(jī)質(zhì)有關(guān)）與有機(jī)碳建立關(guān)系來確定烴源巖地層的有機(jī)質(zhì)量。 A、湖相泥（頁）巖(圖2-10） 目前收集到的資料建立的方程如下： Cogr(%)=0.1518U2-0.4352U+0.4444 （r=0.8484) B、海相灰?guī)r、泥灰?guī)r 據(jù)陳立官等（1990）的研究，四川盆地二疊系陽新統(tǒng)臺地相灰?guī)r，自然伽瑪與鈾的含量關(guān)系密切（圖2-11），反映出該套地層中自然放射性主要

12、來自地層中所含的有機(jī)質(zhì)。圖2-10 湖相泥(頁)巖中鈾含量與有機(jī)碳含量關(guān)系0481205101516圖2-11 四川盆地古宋剖面陽興統(tǒng)P121-P133灰?guī)r中自然伽瑪與鈾含量關(guān)系(據(jù)陳立官等,1990)G RG R（A P IA P I）U（ppm）臺地相生屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r、泥灰?guī)r為主 據(jù)古宋地面剖面的樣品測定，鈾含量與有機(jī)碳有一定關(guān)系，但關(guān)系較差（圖2-12）原因可能是裂縫、泥質(zhì)含量的影響（陳立官等，1990）。按有機(jī)碳含量大于0.2%為烴源巖標(biāo)準(zhǔn)，建立了如下評價(jià)方程： Cogr(%) =0.3297+0.0485U(ppm)-0.0073Tu(ppm)+0.4157W 式中：W-巖石酸不溶物含量，%。 吳繼余等（1984）提出的評價(jià)二疊系陽新統(tǒng)臺地相灰?guī)r、泥灰?guī)r的有機(jī)碳含量關(guān)系如下： Cogr(%)=0.1038U(ppm) Supermaw等（1987）建立了鈾/鉀比值與有機(jī)碳之間的關(guān)系（圖2-13）： 能譜測井是目前研究烴源巖層最有效的測井方法。0.51