页岩油测井评价解释

页岩油测井评价方法及其应用

作者：王潇翊

摘要目前页岩油气勘探已逐渐成为国内寻找油气资源的重要领域．页岩油

赋存方式和储集空间的多样性、复杂性及勘探的隐蔽性，导致利用测井信息对其认识和评价较为困难，现在页岩油气测井评价技术还处于空白．本文从页岩油赋存方式入手，对影响页岩油储集质量和丰度的关键因素进行了分析；从岩心实验刻度出发，形成了页岩岩相划分方法；通过构建页岩油测井评价体积模型，建立了页岩含油性评价方法和相应的参数计算模型；提出了页岩油有利储集段的概念，并给出了确定有利储集段类别划分的关键参数及其划分方法．用此方法对胜利油区页岩油进行定量评价，取得了较好应用效果．

关键词页岩油，体积模型，岩相划分，含油性评价，有利储集段划分

引言

近年来，页岩油气的勘探开发正在国内外广泛展开，测井技术是页岩油气勘探开发的关键技术之一．因此，油页岩和含气页岩的测井评价方法研究成为国内外众多学者研究的热点［４－７］，并在烃源岩评价、含气量计算等方面已经取得了一些研究进展．国外，ＲｉｃｋＬｅｗｉｓ等人在２００４年提出了用兰格缪尔吸附方程计算页岩含气量的方法；ＪｕｌｉａＦ等在２００７年研究了Ｂａｒｎｅｔｔ盆地油页岩中的天然裂缝以及裂缝对水力压裂的重要性．ＺｏｙａＨｅｉｄａｒｉ等２０１１年将油页岩组成划分为骨架矿物、粘土、有机质和孔隙（烃类、可动水、束缚水），研究了使用密度、中子、Ｐｅ、自然伽马能谱和电阻率测井资料综合评价油页岩的方法．国内，贺君玲等２００６年研究了松辽盆地油页岩中总有机碳（ＴＯＣ）与含油率的定量关系，建立了计算含油率的评价模型．陆巧焕等２００６年总结了胜利油田孔店组生油岩的测井响应特征，建立了声波时差计算ＴＯＣ的模型，并根据ＴＯＣ划分生油岩的生油级别．蒋裕强２０１０年通过研究分析四川盆地海相黑色页岩，将其储渗空间分为基质孔隙与裂缝，基质孔隙包括无机孔隙和有机孔隙．潘仁芳等在２０１０年研究页岩气测井技术的应用时，提出了用体积模型计算含烃量的方法和最优化多矿物解释模型．页岩油是储存在大段富含有机质的油页岩和油泥岩等岩层的无机及有机孔隙中的液态烃（其中部分吸附在有机质和岩石颗粒表面），以自生自储为主．页岩油的形成和富集有着自身独有的特点．

页岩油目前已成为胜利油区勘探开发的主要领域．页岩油岩相的复杂性、赋存方式和储集空间的多样性、变化的不规律性及勘探的隐蔽性等，导致利用测井信息对其认识和评价较为困难．与页岩气测井评价不同，页岩油的测井评价当前国内外均处于起步阶段．

为解决上述问题，在调研国内外页岩气测井评价的基础上，根据胜利油区页岩油的特点，从岩心实验刻度出发，建立测井信息划分页岩岩相的模式，构建页岩油测井评价体积模型及含油饱和度模型，并首次提出页岩油有利储集段的概念，给出储层质量和含油丰度评价的方法．根据上述研究成果，建立了整套页岩油测井评价方法，并形成软件，模块其成果对于评价胜利油区页岩油的资源量及寻找勘探开发有利目标具有重要作用．

１页岩油模型

页岩油测井评价体积模型建立过去泥页岩一般作为盖层和生油岩层进行评价，尚未形成完

善的页岩油测井评价的体积模型．页岩油的岩相、赋存方式和储集空间明显不同于砂岩油气藏，其含油性不仅与岩性、物性参数相关外，还与地化参数有关，这是有别于常规油气藏的重要方面．因此，在分析含油性与岩性、物性关系的同时，应加强与地化参数相关性的研究．为构建的页岩油测井评价体积模型，除去地层总孔隙体积、岩石骨架、粘土等参数外，有机质含量也是体积模型中重要的组成部分．地层总孔隙度由有效孔隙和束缚孔隙构成，有效孔隙包括可动

油、可动水；束缚孔隙包括残余油、束缚水．岩石骨架主要有方解石、石英类及其它矿物构成．依据岩心分析资料，建立了在地质约束条件下计算矿物组分和含量、物性参数、有机质参数、含油性参数等的测井解释模型，数据处理后就可以得到页岩油储层的测井评价成果．２页岩段岩相划分

不同岩相泥页岩生油能力和储集性能有较大的差异，其测井响应特性及产能亦有明显不同．泥页岩

种类较多，胜利油田ＬＸ井岩心分析资料证实，在二百多米的泥页岩段，共有６９种不同岩性．而有机质丰度、碳酸盐岩和石英等矿物含量对电阻率及其他测井信息均有较大影响．碳酸盐岩、石英等脆性矿物含量高的泥页岩，易形成构造裂缝，且有机质丰度高，储集质量和含油丰度均较好．因此，泥页岩的岩相划分是评价储集质量的重要手段．

测井岩相划分方法是利用系统取心井的分析资料，以大尺度岩性变化（岩心录井描述）为主线，以微小尺度（实验分析描述）的泥页岩岩石学特征为基础，刻度成像测井信息，以成像图上的色标变化标定常规测井资料，建立岩相精细划分模式．定量划分岩相首先是对测井资料进行深度校正、标准化等预处理，尽量消除非地层因素的影响．利用声波、中子、密度测井信息连续逐层计算碳酸盐岩、砂岩、泥岩等含量，获得准确的岩性剖面解释，按照不同岩石的成份分类；同时连续逐点地分析声波、块状泥质灰岩相：常规测井曲线呈“一高、三中、一低、无异常”，即：高密度值，自然伽马、电阻率、中子值中等，低声波时差，自然电位无异常，曲线幅度变化平缓．成像图上显示为棕黄色块状明暗变化的图像，在碳酸盐含量较高处，呈亮色块状．储集质量和含油丰度较差．

块状灰质泥岩相：常规测井曲线呈“二高、二中、一低、无异常”．即：高自然伽马、高中子值，中等声波时差、中等密度值，低电阻率值，自然电位无异常，电阻率曲线幅度变化，判断岩层结构特征．幅度变化平缓时为块状，幅度变化剧烈时为层状．

胜利油田渤南洼陷某井岩相划分的实例．将录井描述的泥岩、灰质泥岩、油泥岩、泥质灰岩、油页岩等岩性，划分为４种岩相模式：即块状泥质灰岩相、块状灰质泥岩相、层状泥质灰岩相、层状灰质泥岩相．曲线幅度变化平缓．成像图上显示为块状、层状的黑色－棕色宽条纹．储集质量和含油丰度较差．层状泥质灰岩相：常规测井资料呈“三高、一中或高、一低、一异常”，即：高声波时差、高中子、高电阻率值，中或高自然伽马，低密度，自然电位明显异常，曲线呈锯齿状．成像图上显示为纹层状高阻亮黄色条纹，在静态图上为浅亮黄色．储集质量好和含油丰度高．层状灰质泥岩相：常规测井资料呈“二高、三中、一低、一异常”，即：高自然伽马、高密度值，声波时差、中子、电阻率为中等值，自然电位小幅度异常，曲线呈锯齿状．成像图上显示为纹层状的明暗递变条纹，颜色以黄色、亮黄色为主．储集质量和含油丰度均较好．

３页岩含油性评价

３．１含油性与孔隙度、地化参数关系

页岩含油性特征与常规砂岩油藏相比有明显的不同，除以无机孔隙为主要的储集空间外，还存在于有机孔隙中．因此，其含油性除与岩性、孔隙度密切相关外，还受游离烃（Ｓ１）、残余有机碳百分含量（ＴＯＣ）等地化参数的制约．含油性与孔隙度、地化参数之间的关系．岩心分析孔隙度与含油饱和度、含水饱和度关系图，可以看出，分析岩样的含油饱和度有较多