利用測井資料定量計算頁巖層有機碳含量

2015-12-17 08:23:08李彥婧

西部探礦工程 2015年1期

李彥婧

（中石化華東分公司物探研究院，江蘇南京210001）

利用測井資料定量計算頁巖層有機碳含量

李彥婧*

（中石化華東分公司物探研究院，江蘇南京210001）

在地球化學分析的基礎上，利用常規測井資料，采用多元統計分析法、?lgR法，建立了測井參數與有機碳含量之間的定量關系，獲取了川東南地區X井龍馬溪組頁巖層連續的有機碳含量值。結果表明，多元統計分析法計算結果與實測值有更好的相關性，為該區的頁巖評價提供了依據。

測井資料；有機碳含量；多元統計分析法；?lgR法

有機碳含量（TOC）是頁巖氣選區評價中的一項關鍵地質參數[1-2]，但一般很難獲取其在縱向上的連續分布值[2-5]。常規測井曲線對有機質有特殊的響應特征[5-7]，通過建立測井參數與有機碳含量之間的定量關系，可以計算頁巖層連續的有機碳含量值。本文主要應用多元統計分析法、?lgR法來擬合計算頁巖層TOC，為尋找優質頁巖段提供參考。

1 多元統計分析法

川東南地區X井龍馬溪組頁巖層有65個巖芯樣品的實測TOC值。通過繪制該井實測TOC值與對應深度的測井參數相關性圖發現（圖1），5種測井參數與TOC回歸方程的斜率不同，回歸方程均選用線性回歸，TOC與自然伽馬、電阻率、聲波時差3種測井參數呈正相關，與中子孔隙度、體積密度2種測井參數呈負相關。綜合以上5種測井參數，多元統計分析的結果將會更準確。

以實測TOC值為因變量，對應深度的自然伽馬、電阻率、聲波時差、中子孔隙度、體積密度等5種測井參數為自變量，進行線性、非線性回歸，建立回歸方程。在多元統計分析過程中，采用逐步回歸的方法，依次排除在可信度區間外的自變量組合類型，建立最優回歸方程。回歸結果見表1。

從表1中結果來看，隨著測井參數種類的增加，相關系數逐漸增大，殘差（實測值與回歸值之間的差異）之和逐漸減小。四參數回歸方程的相關系數為0.578，殘差之和為22.16，屬于該井有機碳含量定量預測的最優回歸方程。

應用多元統計分析法計算X井連續的TOC曲線（圖2），從圖2可以看出，計算TOC值與實測TOC值一致性良好，優質頁巖（TOC＞2%）厚度為18.1m。在實測TOC值底部峰值處，多元統計分析方法存在誤差。原因在于，多元統計分析方法計算得到的是平均值，會使高值計算過低，因此反映不明顯。

2 ΔlgR法

將算數坐標下的聲波曲線和對數坐標下的電阻率曲線在非烴源巖處疊合在一起（每2個數量級的對數刻度電阻率對應聲波時差間隔為328μs/m），確定基線位置?；€位置確定之后，兩條曲線之間的間距就是?lgR。?lgR計算公式為：

式中：?lgR——聲波曲線與電阻率曲線疊合的幅度差；

R——實測的深側向電阻率，Ω·m；

?t——聲波時差，μs/m；

R基線——基線處的深側向電阻率，Ω·m；

t基線——基線處的的聲波時差，μs/m。

Passey模型[8]的有機碳含量計算公式為：

式中：LOM——熱變指數，反映有機質成熟度；

?TOC——該區有機碳含量背景值。將公式（1）代入公式（2），即可計算有機碳含量值。川東南地區X井龍馬溪組有機碳含量計算公式為TOC=2.756×?lgR+0.22，應用?lgR法計算該井連續的TOC曲線（圖2）。結果顯示：在龍馬溪組上段，計算TOC值與實測值一致性高，受LOM、?TOC取值影響，求得的TOC值總體上均小于2%，比實測值低。?lgR法計算的TOC值反映了有機碳含量在縱向上的相對變化趨勢，在縱向上有2個峰值，有機質豐度較高，優質頁巖段位于龍馬溪組底部。