页岩油气储层有机碳含量测井评价方法研究及应用

为解决页岩油气储层导电矿物、地层水矿化度、有机碳成熟度或含油气性等地质因素,造成传统有机碳含量评价方法无法应用或评价结果精度低的难题,研究依据岩石天然放射性差异,建立利用自然伽马能谱测井的总伽马(GR)与去铀伽马(KTH)曲线重叠准确识别富有机碳井段;进而结合钍铀比(Th/U),定量评价不同沉积环境页岩有机碳含量的方法。该方法在建模井区以外的海相页岩气储层与陆相页岩油储层均有较好应用效果,证明了该方法可操作性较强、通用性较好、评价精度较高,为复杂地质条件下页岩油气储层有机碳含量评价提供了有效技术手段。     

基于三种常规测井方法的有机碳含量评价

由于取芯数量有限,导致所获得的岩心不能反映储层内有机碳的连续变化情况,严重影响了岩心分析法评价总有机碳含量的精度。而采用测井方法评价页岩有机碳含量,可以减少因有机质分布的非均质性和岩样的代表性带来的室内岩心分析误差。为进一步优选利用测井数据评价有机碳含量分析的方法,本文在分析含有机质页岩的测井响应特征基础上,选取了四川盆地某页岩气藏区块多口井的数据,运用测井评价方法分析总有机碳含量。分别使用岩性密度测井单因素计算模型、自然伽马单因素计算模型和声波电阻率多因素计算模型的评价总有机碳含量,对比3种模型的评价结果,可以得出以下结论:(1)密度测井单因素法在页岩储层中容易受到扩径的影响;(2)自然伽马单因素计算模型由于考虑因素少导致准确度较低;(3)声波电阻率多因素法有这很大的主观性,因为人为确定页岩"基线",不便于操作。本文提供了计算和评价页岩有机碳含量方法和思路。     

基于测井数据的有机碳含量分析

由于取芯数量有限,这导致了所获得的岩心不能反映储层内有机碳的连续变化情况,严重影响了岩心分析法评价总有机碳含量的精度。而采用测井方法评价页岩有机碳含量,可以减少因有机质分布的非均质性和岩样的代表性带来的室内岩心分析误差。为进一步优选利用测井数据评价有机碳含量分析的方法,本文在分析含有机质页岩的测井响应特征基础上,选取了四川盆地某页岩气藏区块多口井的数据,运用测井评价方法分析总有机碳含量。分别使用岩性密度测井单因素计算模型、自然伽马单因素计算模型和声波电阻率多因素计算模型的评价总有机碳含量,对比三种模型的评价结果,可以得出以下结论：①密度测井单因素法在页岩储层中容易受到扩径的影响;②自然伽马单因素计算模型由于考虑因素少导致准确度较低;③声波电阻率多因素法有这很大的主观性,因为人为确定页岩“基线”,不便于操作。本文对于计算和评价国内其他页岩有机碳含量提供了很有意义的方法和思路。     

基于机器学习的页岩气总有机碳含量预测模型

总有机碳含量(total organic carbon, TOC)是评价页岩气藏生烃能力的重要指标,对页岩气藏地质“甜点”的准确预测至关重要。现有页岩气藏TOC含量预测方法存在主观性强、泛化能力弱等缺点,以川南海相页岩气藏为研究对象,通过对研究区块测井资料和实验室岩心分析结果的整理,优选出自然伽马、密度等测井参数作为模型训练的特征向量,建立总有机碳含量的多层前馈神经网络(back propagation, BP)和支持向量机预测模型,分析不同模型之间的差异,对模型特征组合、网络结构等影响因素进行分析,最后将预测的TOC结果与真实值对比。结果表明：基于不含能谱测井资料的BP神经网络预测模型更能真实地反映出测井资料与储层的非线性关系,为TOC的预测提供新的思路。     

测井资料在优质页岩气储层识别中的应用——以鄂尔多斯盆地东南部长7段黑色页岩为例

为了利用常规测井资料研究页岩气储层,通过岩电关系、ΔlgR法、裂缝测井解释模型探讨了鄂尔多斯盆地东南部长7段黑色页岩的优质储层识别问题.结果表明:长7段成熟的富有机质泥页岩普遍具有高自然伽马、高自然电位、高声波时差和低密度的电性特征,有机碳质量分数普遍大于2%,均值3.15%,裂缝发育段主要集中在顶部和中下部,且以水平缝或低角度缝为主.研究区长7段黑色页岩段的顶部和中下部具备形成页岩气藏的良好地质条件,是页岩气勘探的有利层段.     

自然伽马能谱测井在储层评价中的应用

由于很多油田存在高放射性的储层,传统自然伽马测井难以进行精确的有效储层识别。本文通过对自然伽马能谱测井资料的综合研究,分析了高放射性储层形成原理,并结合苏北油田大隆组高放射性储层的应用成果,总结了自然伽马能谱测井资料在储层评价中的应用。     

自然伽马能谱测井的应用——研究砂砾岩油藏

砂砾岩油藏岩性、物性、电性及含油性之间的关系复杂,测井评价困难较大。自然伽马能谱测井可以测量地层总自然伽马、无铀伽马、铀、钍和钾的含量,在砂砾岩油藏中具有重要的应用价值。本文以陈家庄凸起南斜坡带砂砾岩油藏为例,介绍了自然伽马能谱测井在储层划分、隔层和裂缝的识别、储层敏感性分析以及油层识别等方面的应用。     

致密油烃源岩有机碳含量测井定量预测模型适用性分析——以柴达木盆地上干柴沟组下段烃源岩为例

中国致密油勘探初期,测井资料评价烃源岩为一种可行有效的方法。利用测井曲线叠合模型(即ΔLogR技术)和多元回归方程模型两种测井定量预测模型对柴达木盆地扎哈泉凹陷上干柴沟组(N_1)下段烃源岩有机碳含量进行了预测,并通过比较预测效果来选取最佳预测模型。结果表明,本区多元回归方程模型的计算精度高于ΔLogR技术模型,原因应该在于使用ΔLogR技术模型时参考层或某些参数的选择存在问题。多元回归方程模型中,以自然伽马能谱U、声波时差以及电阻率、地层密度4个参数为自变量的模型为最佳,并得到了验证。     

束鹿凹陷泥灰岩有机碳含量测井评价与应用

应用测井资料精确计算泥灰岩有机碳含量,将为烃源岩分布规律研究、油气资源评估、源储配置关系研究以及井位部署等提供依据.通过实验分析了有机碳含量与测井资料的相互标定,建立了采用ΔlogR计算泥灰岩有机碳含量的测井解释模型,勾画出区域泥灰岩有机碳含量的平面分布规律,指导了束探B井井位优化部署设计.     

随钻中子伽马密度测井的双源距含氢指数校正方法

针对中子伽马密度测井中利用单探测器信息进行含氢指数校正计算密度结果的不稳定问题,开展双源距含氢指数校正方法研究;采用蒙特卡罗方法模拟热中子、伽马分布与密度和含氢指数的响应规律,建立热中子、俘获伽马以及氢俘获伽马计数比进行含氢指数校正的密度计算模型,对比不同粒子含氢指数校正效果以及井径、矿化度的影响。模拟结果表明:含氢指数校正后密度准确度明显改善;其中,热中子含氢指数校正后的密度精度和准确度最高,氢俘获校正密度准确度略高于俘获伽马,但其密度精度远小于热中子和俘获伽马。双源距含氢指数校正密度误差随着井径和地层水矿化度的增大而增大;其中,热中子校正受井径和矿化度影响最小,氢俘获和总俘获伽马校正方法受影响较大。研究结果为随钻测井准确计算中子伽马密度提供了校正方法。     

基于差分进化算法的煤系地层泥质曲线重构

山西聚煤区煤成游离气目的层段自然伽马曲线有高值异常,测井解释岩性不准确。为了解决该问题,首先分析比对研究区内3口有自然伽马能谱测井资料的钻井,然后结合测井曲线纵向分辨率匹配技术,确定去铀伽马曲线与自然伽马曲线相关关系目标函数;并利用差分进化算法寻优在频率域确定滤波器,构建了新的去铀伽马曲线。利用该方法获得的曲线较平滑,避免了平滑滤波中丢失薄层信息,与实测去铀伽马曲线相关系数较高。将计算模型推广应用于研究区其他气井,计算结果与岩心分析资料一致,较好地解决了游离气高伽马储层段泥质含量计算问题。     

浊积岩储层泥质含量计算方法及其应用

浊积岩储层中受放射性矿物和地层水矿化度的影响,使得自然伽马曲线和自然电位曲线不能真实地反映储层泥质含量情况.研究中发现,含水地层电阻率曲线与泥质含量有很好的相关性.而对油、气、水组合复杂的地层,直接利用电阻率曲线计算泥质含量效果不好.利用地层电阻率与含油性的关系对电阻率曲线进行油气校正,得到相应含水地层的电阻率数值,然后再用校正后的电阻率曲线计算泥质含量.将该方法用于计算辽河西部凹陷高升、冷东、兴隆台、曙光4个油田的浊积岩储层泥质含量.实际应用证明.用校正后的电阻率曲线求取的泥质含量精度大大提高.从而提高了对测井资料解释及其他储层参数求取的精度.     

测井曲线预处理方法与软件的研究

本文根据新的测井解释图版,应用数理统计方法,导出各种环境影响因素对自然伽马与补偿中子测井曲线的校正公式;采用一种近似方法对密度测并曲线进行扩径和井壁不规则影响的校正;应用五点钟形函数或二次函数平滑滤波法,抑制或消除放射性测井曲线上的统计涨落起伏变化与其它测井曲线上的随机毛刺干扰;利用线性移动、扩展与压缩的方法,对测井曲线进行深度校正,使处理后的同一口井各条测井曲线有完全一致的深度对应关系。根据这些方法设计的测井曲线预处理程序,对几口井的实际测非曲线进行预处理,取得了较好的效果。它再次证明测井曲线的预处理是很重要的。     

涪陵页岩气储层含气性测井评价

针对涪陵页岩气泥质含量高、电阻率测井响应识别气层存在偏差的问题,开展了含气性测井定量表征方法及应用研究。涪陵地区页岩储层的黏土矿物主要为伊利石、伊蒙混层和绿泥石;随深度增加,黏土矿物含量减少,但伊蒙混层占的比重增大。利用有机碳-密度测井曲线交会法、有机碳-铀测井曲线交会法以及声波-电阻率曲线法等三种方法计算TOC含量;对比岩心实验结果,密度曲线拟合的相关系数最高。利用测井曲线计算得到的含气饱和度、流体压缩系数、岩石弹性模量、游离气量、吸附气量等参数可以实现对储层含气量的定量表征。涪陵地区页岩气纵向、横向含气量测井评价实践表明,龙马溪组下部——五峰组页岩气储层自下而上可划分为中、高两个含气段,且该区页岩气储层横向含气量稳定,具备应用水平井开采技术等增加单井产量的地质条件。     

碳氧比能谱测井及其应用

碳氧比能谱测井,又称快中子非弹性散射伽马能谱测井,能穿透套管、水泥环等介质而直接探测地层中的元素,不受地层水矿化度的影响,进而计算出储层中的含油饱和度,进行油田动态分析。该文主要介绍碳氧比能谱测井在L油田的应用情况。     

水平井多探头随钻方位伽马测井混合快速数值模拟

针对目前的快速算法仅考虑井轨迹与地层平行,其他方法计算速度有限、难以用于反演或没有考虑地层特征的问题,利用蒙特卡洛方法模拟并建立斜交与平行时方位伽马测井响应之间的函数关系,据此建立仪器与地层斜交时的混合快速正演算法;应用该算法模拟并总结了井轨迹钻入和钻出储层时的多探头方位伽马测井响应特征:水平井轨迹钻入低放射性储层(如砂岩等常规储层)时,上、下方伽马曲线整体呈正"Z"字形特征;钻入高放射性储层(如页岩气等储层)时,两条曲线整体呈反"Z"字形特征;钻出低放射性储层时,两条曲线整体呈倒梯形特征;钻出高放射性储层时,两条曲线整体呈正梯形特征。该算法和模拟结果可为多探头随钻方位伽马测井在页岩气、薄层等非常规储层的实时地质导向工作提供参考。     

古叙矿区煤体及其组合的测井曲线识别技术

不同测井曲线对于煤体结构识别具有多解性。为提高判识精度,通过对古叙矿区石宝矿段煤储层特征和常规测井响应特征分析,提取了对煤体结构反应敏感的8条测井曲线,包括自然伽马、井径Ⅰ、井径Ⅱ、深侧向电阻率、浅侧向电阻率、补偿密度、补偿中子、补偿声波,采用BP(back propagation)神经网络算法,通过MTALAB软件,建立了神经元数量为100、训练函数为TRAINLM,适应学习函数为LEARNGDM、误差分析为MSE的二层BP神经网络煤体结构定量识别模型,预测结果与矿区其他井岩心进行对比,结果表明,基于BP神经网络的煤体结构测井识别方法精确度达89%,效果好于传统的测井判识方法。     

不同煤体结构组合下井径扩径的钻进主控因素

煤层气井钻井时井径扩径严重程度直接关系到固井对煤储层的污染程度,最终影响煤层气井的产能;不同煤体结构组合决定了井径扩径的钻进主控因素不同。根据焦作矿区恩村井田不同煤体结构的测井响应曲线结合钻井取芯资料,得到不同煤体结构的声波时差值域;统计了各煤层气井不同煤体结构的厚度,划分出各煤层气井不同煤体结构组合及井径扩径严重程度;根据目前的主要钻进参数,系统剖析了不同煤体结构组合条件下的井径扩径的钻进主控因素。分析表明:煤体结构以I类煤为主时,钻井液密度对井径影响最大;煤体结构以II类煤为主时,钻井液密度、天然裂隙发育与最大水平主应力方向的关系对井径影响较大;煤体结构组合中有III类和IV类煤参与时,排量大小对井径的影响最大。     

低孔隙度储层碳氧比测井灵敏度提高方法

碳氧比能谱测井技术在确定储层剩余油饱和度及评价水淹层方面得到了广泛应用。为提高碳氧比测井在低孔隙条件下对含油饱和度的响应灵敏度,采用高斯与线性组合模型,拟合实测伽马能谱特征峰获取特征系数,并结合碳、氧元素标准伽马能谱,形成一种碳氧比值计算新方法;通过处理已知组成的混合伽马能谱验证了新方法的准确性。采用蒙特卡罗数值模拟方法建立不同孔隙度及含油饱和度的地层模型,研究低孔隙度储层条件下常规能窗法及新方法计算的碳氧比值与含油饱和度响应关系。结果表明:碳氧比值计算新方法能够减小中子与其他元素作用产生伽马射线对碳氧比值的影响,明显提高低孔隙度条件下碳氧比测井对含油饱和度的响应灵敏度。研究成果为碳氧比测井数据处理方法改进及其在低孔隙度条件下的应用提供了重要技术支持。     

构造煤的测井曲线判识-以柿庄北区块为例

为定量判识构造煤并获取其分布信息,以测井曲线技术为指导研究了构造煤的地球物理特征。总结了煤体结构测井参数变化规律并做出了测井曲线模版,并应用此原理对柿庄北区块煤体结构进行了研究。结果显示:构造煤具有自然伽马负异常、声波时差正异常、低电阻率、井径扩径、人工伽马高幅值等特征;人工伽马与声波时差组合对于煤体结构划分具有较好的判识性。柿庄北区块15号煤构造煤(46%)比3号煤更为发育(13%),为制约15号煤煤层气产量的关键因素;柿庄北区块东北部与西南部构造煤发育,主要受西部NE-NNE向断层及褶皱的控制。