一種確定頁(yè)巖地層干酪根含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及頁(yè)巖油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種確定頁(yè)巖地層干酪根含量 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 頁(yè)巖油氣是存儲(chǔ)在泥巖、頁(yè)巖或者粉砂質(zhì)較重的細(xì)粒沉積巖中的石油或天然氣。 由于頁(yè)巖在礦物組成、物性和滲流特性上與砂巖有很大區(qū)別，因此，傳統(tǒng)測(cè)井解釋理論和方 法不適用于頁(yè)巖油氣層。
[0003] 干酪根是頁(yè)巖地層中的重要組成部分，干酪根含量直接影響吸附氣含量，干酪根 含量越多，頁(yè)巖地層中的吸附氣越高。因此，準(zhǔn)確識(shí)別干酪根的含量可評(píng)價(jià)頁(yè)巖地層的生姪 潛力和吸附氣量。
[0004]目前有兩種頁(yè)巖地層的干酪根的求解方法，一種是由有機(jī)質(zhì)含量利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì) 算干酪根含量（Thaimar，2011年）；另一種是根據(jù)核磁共振測(cè)井結(jié)合孔隙度測(cè)井資料計(jì)算 化erron, 2000 年）。
[0005] 前一種方法頁(yè)巖地層中干酪根與有機(jī)質(zhì)含量關(guān)系并不是完全一致，由于受到有機(jī) 質(zhì)成熟度、干酪根性質(zhì)等方面的影響，不同頁(yè)巖地區(qū)他們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系不一樣，確定轉(zhuǎn)換 系數(shù)需要實(shí)驗(yàn)方法和經(jīng)驗(yàn)方法確定。后一種方法利用核磁共振測(cè)井資料獲得有效孔隙度大 小，利用補(bǔ)償聲波、巖性密度、補(bǔ)償中子測(cè)井曲線計(jì)算出總孔隙度大小，總孔隙度與有效孔 隙度之差為干酪根孔隙度，送種方法存在很大的局限性。例如，在沒(méi)有采集核磁共振測(cè)井資 料的情況下，不能應(yīng)用后一種方法。
[0006] 因此，亟需一種利用常規(guī)測(cè)井資料確定頁(yè)巖地層干酪根含量的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種確定頁(yè)巖地層干酪根含量的方法，包括 W下步驟：
[0008] 建立由骨架礦物、干酪根和孔隙組成的頁(yè)巖地層體積模型，其中孔隙包括氣體和 水；
[0009] 基于所述體積模型構(gòu)造頁(yè)巖地層在不同體積含量參數(shù)條件下的測(cè)井響應(yīng)方程，確 定響應(yīng)方程誤差和測(cè)量誤差；
[0010] 采集實(shí)際測(cè)井曲線，W頁(yè)巖地層礦物質(zhì)量含量為約束條件，根據(jù)所述測(cè)井響應(yīng)方 程，響應(yīng)方程誤差和測(cè)量誤差建立測(cè)井解釋的目標(biāo)函數(shù)；
[0011] 計(jì)算使所述目標(biāo)函數(shù)取得最小值的最優(yōu)體積含量參數(shù)，繪制最優(yōu)體積含量參數(shù)對(duì) 應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)的正演結(jié)果曲線；
[0012] 檢驗(yàn)所述測(cè)井響應(yīng)的正演結(jié)果曲線是否與實(shí)際測(cè)井曲線匹配，將匹配的正演結(jié)果 曲線對(duì)應(yīng)的頁(yè)巖地層最優(yōu)體積含量參數(shù)中的干酪根體積含量作為確定結(jié)果。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述頁(yè)巖地層體積模型為：
[0014] 單位體積的頁(yè)巖地層包括局部均勻的多種骨架礦物、干酪根和孔隙，其中孔隙包 括氣體和水，滿(mǎn)足
[0015]
[0016] 其中V，為第j種骨架礦物體積含量，Vk為干酪根體積含量，Φ,為氣體體積含量， Φ?為水的體積含量，N為骨架礦物數(shù)量。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述構(gòu)造頁(yè)巖地層在不同體積含量參數(shù)條件下的測(cè)井 響應(yīng)方程包括：
[001引補(bǔ)償聲波測(cè)井曲線響應(yīng)方程
[001引其中MCj為第j種骨架礦物對(duì)應(yīng)的聲波骨架值;A而、ACg、A(；分別是干酪根、氣體 和水的聲波骨架值；
[0020] 補(bǔ)償中子測(cè)井曲線響應(yīng)方程
[0021]
[0022] 其中MCNLj為第j種骨架礦物對(duì)應(yīng)的中子骨架值；CNLi(、CNLg、CNU分別是干酪根、 氣體和水的中子骨架值；
[0023] 補(bǔ)償密度測(cè)井曲線響應(yīng)方程
[0024]
[002引其中MDENj為第j種礦物對(duì)應(yīng)的密度骨架值；DENk、DENg、DEN"分別是干酪根、氣體 和水的密度骨架值；
[0026] 上式中Vj為第j種骨架礦物體積含量，Vi(為干酪根體積含量，為氣體體積含 量，為水的體積含量，N為骨架礦物數(shù)量。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述響應(yīng)方程誤差包括：
[002引聲波測(cè)井響應(yīng)方程誤差
其中，δΔtmf、δΔti分別為 泥漿濾液和礦物的補(bǔ)償聲波誤差，V，為第j種骨架礦物體積含量，Φ為孔隙度；
[0029] 補(bǔ)償中子測(cè)井響應(yīng)方程誤差
其中，SCNLmf、 δCNLi分別為泥漿濾液和礦物的補(bǔ)償中子誤差；
[0030] 補(bǔ)償密度測(cè)井響應(yīng)方程誤差
I其中，δPmf、SP1分別為 泥漿濾液和礦物的補(bǔ)償密度誤差；
[0031] 上式中Vi為第i種骨架礦物體積含量，Φ為孔隙度，N為骨架礦物數(shù)量。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述測(cè)井解釋的目標(biāo)函數(shù)為：
[0033]
[0034] 其中，曰1為第i種測(cè)井曲線實(shí)際測(cè)量值，X= (Vi，…V,，Vk，Φβ，ΦJ為頁(yè)巖地層體 積含量參數(shù)，z為當(dāng)前測(cè)井深度，σ1為第i種測(cè)井曲線的測(cè)量誤差，τ1為構(gòu)造的第i種測(cè) 井曲線響應(yīng)方程誤差，fi(x，Z)為在Z深度時(shí)構(gòu)造的第i種測(cè)井曲線響應(yīng)，m為測(cè)井曲線的 種類(lèi)；
[003引gj(X)為X的第j種約束條件，τj為第j種約束誤差，P為約束個(gè)數(shù)。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述測(cè)井解釋的目標(biāo)函數(shù)中的約束條件包括：
[0037]
其中，V，為第j種頁(yè)巖地層骨架礦物的體積含量，W，為頁(yè)巖地層的礦 物質(zhì)量含量，Pb為密度測(cè)井值，Pma為礦物骨架密度。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算使所述目標(biāo)函數(shù)取得最小值的最優(yōu)體積含量參數(shù) 包括：
[00測(cè)利用BFGS變尺度法確定搜索方向?yàn)檠?-巧點(diǎn)，其中馬為方向矩陣， 鼠二取護(hù)踞)表示目標(biāo)函數(shù)的梯度，在搜索方向&上任意一點(diǎn)表示為X= ? ，目標(biāo)函 數(shù)F(x，a)轉(zhuǎn)換為單變量函數(shù)Φ(t);
[0040] 利用DSP0W拋物線插值法求取單變量函數(shù)Φ(t)的極小值點(diǎn)t。，根據(jù)t。確定頁(yè)巖 地層最優(yōu)體積含量參數(shù)X= (Vi,…Vj,V|(，4g，ΦJ。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述檢驗(yàn)所述測(cè)井響應(yīng)的正演結(jié)果曲線是否與實(shí)際測(cè) 井曲線匹配包括；根據(jù)實(shí)際測(cè)井曲線、響應(yīng)方程誤差和測(cè)量誤差繪制正演曲線的置信區(qū)間
，其中為第i種測(cè)井曲線實(shí)際測(cè)量值；0 1和τ1對(duì)應(yīng)為 測(cè)量誤差和測(cè)井曲線響應(yīng)方程誤差；
[0042] 當(dāng)所述測(cè)井響應(yīng)的正演結(jié)果曲線處于正演曲線的置信區(qū)間內(nèi)時(shí)，所述檢驗(yàn)所述測(cè) 井響應(yīng)的正演結(jié)果曲線與實(shí)際測(cè)井曲線匹配。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第i種測(cè)井曲線的測(cè)量誤差為實(shí)際測(cè)量數(shù)值大小 的5%。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述頁(yè)巖地層礦物質(zhì)量含量由全巖分析法或者ECS元 素俘獲測(cè)井資料解釋確定。
[0045] 本發(fā)明帶來(lái)了W下有益效果；根據(jù)礦物質(zhì)量解釋結(jié)果，結(jié)合常規(guī)測(cè)井資料中的補(bǔ) 償聲波、補(bǔ)償中子和密度測(cè)井資料反演計(jì)算出頁(yè)巖地層礦物體積、干酪根體積和孔隙度大 小，可W快速識(shí)別頁(yè)巖地層干酪根含量，減少了巖必實(shí)驗(yàn)確定干酪根含量的過(guò)程，節(jié)省了費(fèi) 用和時(shí)間。
[0046] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且部分地從說(shuō)明書(shū)中變得 顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要 求書(shū)W及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0047] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)思路示意圖；
[0048] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的確定頁(yè)巖地層干酪根含量的方法的步驟流程圖；
[0049]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的頁(yè)巖地層體積模型示意圖；
[0050] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的實(shí)際工程中某井頁(yè)巖地層干酪根含量反演結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0051]W下將結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段 來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)W實(shí)施。需要說(shuō)明的是，只要 不構(gòu)成沖突，本發(fā)明各實(shí)施例W及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可W相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方 案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0052] 另外，在附圖的流程圖示出的步驟可W在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)中執(zhí)行，并