烃源岩测井响应特征及识别评价方法

测 井 资 料 具 有 纵 向 分 辨 率 高、资 料 连 续 准 确 等 特 点 ，可 反 映 地 层 岩 性 及 流 体 等 特 征 ，国 内 外 学 者 一 直致力于探讨烃源岩与测井资料之间的关系。前人
利 用 对 烃 源 岩 敏 感 的 自 然 伽 马 、电 阻 率 、声 波 时 差 和 密 度 等 测 井 曲 线，提 出 多 种 烃 源 岩 定 性 识 别 方 法 ；依 ［３－２２］ 据测 井 信 息 与 烃 源 岩 定 量 化 学 指 标 的 对 应 关 系 ，建 立 了 相 应 的 计 算 模 型 ，可 直 接 获 取 烃 源 岩 各项参 数，在 实 际 应 用 中 取 得 了 较 好 的 效 果 。 ［２３－３２］ 经分析资料刻度后，烃 源 岩 测 井 识 别 评 价 获 得 纵 向 连续数据，可弥补分 析 资 料 不 足 而 造 成 烃 源 岩 识 别 评 价 的 困 难 ，也 具 有 经 济 、快 捷 的 特 点 。 本 文 在 对 烃 源岩测井识别评价 充 分 调 研 的 基 础 上，详 细 阐 述 了 烃源岩测井响应特 征，系 统 介 绍 了 烃 源 岩 测 井 定 性 识别及定量评价方 法，以 期 对 深 化 测 井 资 料 在 烃 源 岩研究应用方面有所裨益。
２ 烃源岩测井响应特征
有机质具有独 特 的 物 理 化 学 性 质［３５］（表 １），使 得烃源岩与非烃源岩的测井响应差别明显。已有研 究成果表明，对有机 质 敏 感 的 测 井 曲 线 主 要 有 自 然 伽 马 、伽 马 能 谱 、电 阻 率 、声 波 、密 度 、中 子 等 曲 线 ，这 是利用测井资料识别和评价烃源岩的资料基础。一 般情况下，有机碳含 量 越 高 的 地 层 测 井 曲 线 异 常 越 明 显 ，可 据 此 识 别 并 计 算 烃 源 岩 的 各 项 指 标 。
摘 要 ：烃 源 岩 识 别 评 价 是 油 气 地 质 研 究 的 基 础 工 作 之 一 ，是 石 油 地 质 学 研 究 的 热 点 。 常 规 的 岩 心 样 品 分 析 虽 能 提 供 准 确 的 烃 源 岩 地 球 化 学 指 标 ，但 受 样 品 来 源 和 分 析 化 验 经 费 的 限 制 ，单 口 井 往 往 很 难 获 得 连 续 的 地 球 化 学 分 析 数 据 ，难 以 满 足 精 细 勘 探 的 需 要 。 测 井 信 息 纵 向 分 辨 率 高 、资 料 连 续 准 确 ，且 烃源岩在测井曲线上具有明显的响应特征。通过对前人烃源岩测井识别评价研究成果的充分调研， 详 细 地 阐 述 了 烃 源 岩 在 自 然 伽 马 、电 阻 率 、声 波 时 差 、密 度 和 中 子 等 测 井 曲 线 上 的 响 应 特 征 ，基 于 此 开 展 烃 源 岩 测 井 识 别 评 价 。 为 不 断 提 高 烃 源 岩 测 井 评 价 精 度 ，国 内 外 学 者 研 究 了 测 井 信 息 与 烃 源 岩 定 量 化 学 指 标 的 对 应 关 系 。 系 统 介 绍 了 多 种 基 于 测 井 资 料 的 烃 源 岩 定 量 评 价 方 法 ，并 建 立 了 相 应 的 计 算模型。通过该模型可直接获取烃源岩的有机质丰度等参数，在实际应用中取得了不错的效果。 关键词：烃源岩；测井响应特征；定性识别；ΔＬｇＲ 法；定量评价 中 图 分 类 号 ：ＴＥ１２２．１＋１５ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７２－１９２６（２０１３）０２－０４１４－０９ 引 用 格 式 ：Ｙａｎｇ Ｔａｏｔａｏ，Ｆａｎ Ｇｕｏｚｈａｎｇ，ＬüＦｕｌｉａｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅ ｌｏｇｇｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｏｕｒｃｅ ｒｏｃｋ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ，２０１３，２４（２）：４１４－４２２．［杨 涛 涛，范 国 章，吕 福 亮 ，等 ．烃 源 岩 测 井 响 应 特 征 及 识 别 评 价 方 法 ［Ｊ］．天 然 气 地 球 科 学 ，２０１３，２４（２）：４１４－４２２．］
Ｎｏ．２ 杨涛涛等：烃源岩测井响应特征及识别评价方法 ４１ ５
测井资 料 识 别 烃 源 岩，于 １９６０ 年 Ｓｗａｎｓｏｎ 等 也 利 用测井资 料 识 别 烃 源 岩 。 ［３］ 自 ２０ 世 纪 ８０ 年 代 以 来，测井资料识别评 价 烃 源 岩 在 国 外 开 始 大 规 模 应 用。１９８１年 Ｓｃｈｍｏｋｅｒ等［４－５］指 出 自 然 伽 马 曲 线 与 泥质烃源岩具有较高相关性，１９８３ 年 他 又 提 出 了 使 用密 度 测 井 资 料 估 算 有 机 碳 含 量 的 方 法。 Ｍｅｙｅｒ 等 提 ［６］ 出 了 使 用 电 阻 率、密 度 和 声 波 等 测 井 组 合 方 法识别烃 源 岩 类 型，并 估 算 烃 源 岩 的 有 机 碳 含 量。 Ｈｅｒｒｏｎ等 提 ［７］ 出了使用 Ｃ／Ｏ 测 井 资 料 计 算 地 层 总 有机 碳 含 量 方 法。Ｐａｓｓｅｙ 等［８］提 出 ΔＬｇＲ 方 法 用 于识别烃 源 岩 并 计 算 其 ＴＯＣ 含 量，该 方 法 既 适 用 于 碳 酸 盐 岩 又 适 用 于 碎 屑 岩 ，目 前 已 得 到 广 泛 应 用 。 １．２ 国 内 概 况
表 １ 烃 源 岩 的 测 井 响 应 特 征 （据 文 献 ［３５］）
测井响应 电 吸 收 指 数／（ｂ／ｃｍ３）
含 氢 指 数／％ 声 波 时 差／（μｓ／ｍ） 铀 含 量／（×１０－６） 钍 含 量／（×１０－６） 钾 含 量／［％ （ｍ／ｍ）］
自 然 伽 马／ＡＰＩ 电 阻 率／（Ω·ｍ） 电 磁 波 传 播 时 间／（ｎｓ／ｍ）
１ 国内外研究现状
１．１ 国 外 概 况 国外学者 从 ［３－９］ ２０ 世 纪 ４０ 年 代 起 探 索 烃 源 岩
测井识别评 价。 早 在 １９４５ 年 Ｂｅｅｒｓ等 就 开 始 使 用
收 稿 日 期 ：２０１２－０８－０８；修 回 日 期 ：２０１２－０９－２９． 基 金 项 目 ：国 家 “９７３”项 目 （编 号 ：２００９ＣＢ２１９４０６）；国 家 科 技 重 大 专 项 （编 号 ：２００８ＺＸ０５０２５－００４）联 合 资 助 ． 作 者 简 介 ：杨 涛 涛（１９８１－），男 ，陕 西 西 安 人 ，工 程 师 ，硕 士 ，主 要 从 事 海 域 油 气 勘 探 与 综 合 评 价 工 作 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｔｔ＿ｈｚ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ．
国内 学 者 根 据 不 同 地 区 的 实 际 情 况，对 测 井 烃 源岩评价方法进行了完善或提出了新的方法。如： 张立鹏等 提 ［２５］ 出 了 由 弹 性 参 数、ΔＧＲ（总 伽 马 与 去 铀伽马之差）、铀／钍 值 和 井 径 ４ 个 参 数 识 别 泥 质 烃 源岩。王贵文 等 提 ［２６］ 出 应 用 多 元 统 计 分 析 法 和 人 工神经网络方法计 算 有 机 碳 含 量，并 在 塔 里 木 盆 地 台盆区寒武系—奥陶系烃源岩测井分析与评价中取 得了较好的效果，同年朱振 宇 等 也 ［２７］ 发 表 了 类 似 的 研究成果；胡佳庆等 提 ［２８］ 出了 依 靠 地 球 物 理 测 井 资 料 ，使 用 人 工 智 能 的 计 算 方 法 ，实 现 自 动 快 速 识 别 评 价烃源 岩 的 有 机 质 丰 度；胡 慧 婷 等 提 ［２９］ 出 改 进 的 ΔＬｇＲ 模型；王栋等 提 ［３０］ 出 利 用 核 磁 共 振 测 井 资 料 求 取 烃 源 岩 的 孔 隙 度 和 饱 和 度 ，提 高 了 评 价 精 度 ；刘 震等 提 ［３１］ 出在无井／少井区综 合 利 用 地 震 层 速 度 和 声波速 度 拟 合 法 求 取 烃 源 岩 镜 质 体 反 射 率；王 力 等 提 ［３２］ 出 利 用 测 井 资 料 计 算 烃 源 岩 的 Ｓ２ 和ＩＨ 等 参数；郭龙等 尝 ［３３］ 试了用图版分类—模糊排 队—ＢＰ 神经网络 联 合 拟 合 ＴＯＣ 含 量 的 新 方 法，该 方 法 在 鄂尔多斯盆地应用中取得 较 好 效 果；曲 彦 胜 等 对 ［３４］ 测井计算烃源岩有机质丰度方法及影响因素进行了 探讨。总之，测井烃 源 岩 评 价 方 法 技 术 不 断 进 步 完 善 ，从 单 一 测 井 过 渡 到 多 测 井 资 料 组 合 ，从 单 一 参 数 到 多 参 数 组 合 ，极 大 地 改 善 了 评 价 的 精 度 和 效 率 。
０ 引言
烃源岩控制着油气分布，对其识别评价是油气地 质研究的基础工作之一，如何快速准确地识别烃源岩 一直是研究的热点。岩心样品分析虽能提供准确的 烃 源 岩 地 球 化 学 指 标 ，但 受 样 品 来 源 和 分 析 化 验 经 费 的限制 ，单井往 往 难 以 获 得 连 续 的 分 析 数 据 ，常 以 有 限 分 析 数 据 的 平 均 值 来 代 表 烃 源 岩 品 质 ，并 以 此 评 估 某层段烃源岩的生 烃 潜 力［１］。由 于 有 机 质 具 有 较 强 的 非 均 质 性［２－３］，实 验 分 析 方 法 不 但 研 究 周 期 长 ，分 析 费 用 昂 贵，而 且 评 价 结 果 受 分 析 样 品 代 表 性 影 响 较 大，掩盖了局部高（或低）丰度对烃源岩评价的影 响， 特别是当缺少取心样品或岩屑受到污染时，评价结果 将受到严重影响，难以满足油气勘探的需要。
国内学者 对 ［９－３１］ 测 井 资 料 烃 源 岩 识 别 评 价 开 展 了 大 量 的 工 作 。 谭 廷 栋［９］于 １９８０ 年 在 国 内 开 展 了 测 井 烃 源 岩 识 别 。 进 入 ２０ 世 纪 ９０ 年 代 以 来 ，基 于 测 井 资料的烃源岩识别评价工作全面展开。李国平分别 在 １９９３ 年 和 １９９６ 年 撰 文 ，提 出 应 用 等 效 模 型 法 确 定 有机碳含量 ，进 而 确 定 烃 源 岩 的 含 油 气 饱 和 度 、总 孔 隙度、有效孔 隙 度 和 剩 余 烃 含 量 等 参 数［３］。 许 晓 宏 等［１０］结合实例论证了 ΔＬｇＲ 计算方法的可行性，并在 我国 东 部 断 陷 盆 地 中 得 到 应 用。张 小 莉 等［１１］应 用 ΔＬｇＲ 技术 开 展 吐 哈 盆 地 侏 罗 系 煤 系 烃 源 岩 研 究。 张志伟等［１２］依据 ΔＬｇＲ 法和自然伽马曲线在实际工 作 中 开 展 烃 源 岩 识 别 。 朱 光 有 等［１３］在 济 阳 坳 陷 建 立 了 有 机 碳 含 量 与 泥 岩 的 声 波 时 差 、电 阻 率 和 地 层 的 体 积与 密 度 之 间 的 关 系 式。 自 ２００５ 年 以 来，国 内 学 者［１４－２４］应用测井资 料 在 国 内 主 要 含 油 气 盆 地 中 开 展 烃 源 岩 识 别 评 价 取 得 了 较 好 的 实 际 效 果 ，如 渤 海 湾 盆 地 、松辽盆地 、塔 里 木 盆 地 、准 噶 尔 盆 地 、珠 江 口 盆 地 和 琼 东 南 盆 地 。 经 过 这 一 阶 段 的 发 展 ，测 井 烃 源 岩 识 别评价应用得到了更加深入的发展。