烴源巖有機質總量TOC測井評價方法

李猛

摘要：富含有機質烴源巖中有機質含量是資源潛力評價的重要參數。為了準確的計算出來研究區塊內未進行實際測量的井的有機質烴源巖的有機碳的含量，筆者建立了一套適用于該區塊地質特征的TOC測井解釋數學模型，下面將進行詳細介紹。

關鍵詞：烴源巖;有機碳含量;測井曲線;多元回歸

一 、TOC測井解釋模型研究方法

目前現有的利用測井解釋來計算TOC模型主要由ΔLogR法，原理來自于Passey的ΔLogR法。該方法計算TOC是建立了一套與聲波時差（AC）、地層真電阻率（RT）以及鏡質體反射率（Ro）的公式。Passey等經過大量的統計分析后，提出來一個經驗公式，即：

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

公式中：LOM為熱變指數，主要反映有機質成熟度，可以由Ro計算得到;Ro為鏡質體反射率，%。

ΔLogR= lg （R/R基線）-K（Δt-Δt基線）? ? ?（2）

公式中：ΔLogR是聲波時差、電阻率曲線重疊后的幅度差;R為測井儀器實際測量電阻率，Ω.m;Δt為聲波時差實際測量值得，us/m;R基線為非烴源巖對應于Δt基線時的電阻率，Ω.m;Δt基線為基線聲波時差，us/m;K為依賴于每一個電阻率刻度所對應的聲波時差的比值。

從上述兩個公式中可以看出，計算烴源巖TOC，首先要獲得烴源巖的成熟度，這樣子操作的難度比較大，由測井有機碳分析原理可知，ΔLogR主要反映烴源巖總有機碳豐度的變化，如果地層中沒有產生大量的排烴，則成熟度對TOC與ΔLogR的關系系數影響不大。因此，我們選取研究區侏羅系大安寨的泥頁巖進行研究。

二、不同巖性的烴源巖TOC與測井參數相關性分析

（一）泥頁巖

為了選擇研究區塊內對泥頁巖段TOC敏感的測井參數，筆者從進行過地球化學測試的泥頁巖巖心里面提取了相應深度段的自然伽馬（GR）、聲波時差（AC）、地層真電阻率（RLLD）等數據，不同研究表明：泥頁巖層理發育程度、有機質含量、方解石、白云石等質量分數對自然伽馬（GR）、聲波時差（AC）、地層真電阻率（RLLD）三類測井參數有敏感的響應特征。

通過分析可得：泥頁巖段自然伽馬（GR）、聲波時差（AC）和地層真電阻率（Log（RLLD））與TOC的相關性都非常的好，因此在泥頁巖段選取自然伽馬（GR）、聲波時差（AC）和地層真電阻率對數（Log（RLLD））進行烴源巖TOC模型的擬合。

（二）泥質介殼灰巖

通過分析可以看出：自然伽馬（GR）和聲波時差（AC）與TOC之間的相關系數非常高，呈現正相關，地層真電阻率（RLLD）與TOC之間的相關性差，因此在泥質灰巖段選取自然伽馬（GR）和聲波時差（AC）進行TOC的模型回歸。

（三）介殼灰巖

分析可知，介殼灰巖段的測井參數與相對應的烴源巖TOC之間的相關性較差，無法利用測井參數建立相對應的TOC解釋模型。介殼灰巖段TOC含量本身就較低，烴源巖有機質是泥質被后期有機碳化而形成，因此利用相鄰上下巖性段的TOC與介殼灰巖所對應的泥質含量（Vsh）的乘積作為介殼灰巖段TOC的值，計算出來的介殼灰巖段TOC的值與實際測量的TOC之間的誤差較小。

三、不同巖性的烴源巖TOC數學模型的建立與誤差分析

（一）數學建模

根據上述討論，對不同的巖性的TOC與相對應的測井參數進行了多元回歸分析，利用最小二乘法擬合出來了不同巖性的TOC公式的數學模型。

i）泥巖段： TOC=3.3717-0.0093×GR- 0.0029×AC-0.991×Log10（RLLD）? ? ? （3）

ii）泥質灰巖段：TOC=0.7733+0.0053×GR+0.0015×AC? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）

式中：GR為自然伽馬值，API;AC為聲波時差值，us/ft;RLLD為地層真電阻率，Ω.m。

（二）烴源巖TOC誤差分析

利用公式（3）、（4）對單井進行分巖性測井解釋，反算出來TOC計算值。把計算出來的TOC值與TOC實測值進行對比，計算平面誤差。具體的誤差率計算公式為：誤差率=（TOC計算值-TOC實測值）/TOC實測值。

由上表可以看出，分巖性計算出來的烴源巖TOC值與實際測量的TOC值誤差相對較小，證明利用不同的巖性擬合出來烴源巖TOC公式計算結果可信度高。

通過利用其他30口井測井數據，采用上述TOC數學模型分別對地層TOC進行了計算，并與實際測量TOC數據相驗證，吻合度高，誤差僅6.65%，利用該模型解釋出的地層有機質含量彌補了實測TOC的數量不足。

四、結論

在原有的經典ΔLogR法烴源巖評價方法基礎上進行了修改：根據不同的沉積環境下、不同的巖性擬合出不同的TOC數學公式，經過驗證計算結果較為準確，可以用于TOC預測。通過對實際地球化學測試的井TOC值與理論計算值對比計算，可以看出誤差值都比較小，表明該TOC測井解釋方法可靠。

參考文獻：

[1]潘仁芳，黃曉松.頁巖氣及國內勘探前景展望[J].中國石油勘探，2009，14（ 3） ： 1-5.

（作者單位：中國石油化工股份有限公司中原油田分公司科技管理部）