確定toc含量的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油地球物理勘探技術(shù)，具體涉及一種確定T0C(Total Organic Carbon，總有機(jī)碳）含量的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，主要是利用地震手段來(lái)預(yù)測(cè)致密油氣藏，致密油氣具有兩個(gè)特點(diǎn)：1)由于 巖性致密，孔隙度和滲透率低，油氣從烴源巖往外排、運(yùn)的距離非常短，因此往往儲(chǔ)存在靠 近烴源巖的儲(chǔ)層中，即油氣具有"短排、短運(yùn)"的特點(diǎn)；2)由于致密巖性往往成分復(fù)雜，自身 既是烴源巖又是儲(chǔ)層，因此油氣生成后有時(shí)就地存儲(chǔ)，即油氣具有"自生、自儲(chǔ)"的特點(diǎn)。致 密油氣的以上兩個(gè)特點(diǎn)決定了致密油氣藏預(yù)測(cè)的一項(xiàng)主要內(nèi)容就是巖石中表征有機(jī)質(zhì)豐 度指標(biāo)的預(yù)測(cè)。
[0003] 總有機(jī)碳（Total Organic Carbon，T0C)含量指單位質(zhì)量巖石中有機(jī)碳的質(zhì)量百 分?jǐn)?shù)，是以有機(jī)碳的含量表示有機(jī)質(zhì)總量的一個(gè)指標(biāo)。有機(jī)成因論認(rèn)為石油和天然氣都是 通過(guò)有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化而來(lái)的，因此將富含有機(jī)質(zhì)的巖性稱為烴源巖。由于有機(jī)質(zhì)主要是碳水化 合物，因此TOC含量可以作為測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量的一個(gè)重要指標(biāo)。在石油勘探中，TOC含量的 測(cè)定往往在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，是石油地質(zhì)學(xué)家判斷烴源巖有機(jī)質(zhì)富集程度的一個(gè)重要指標(biāo)。
[0004] 近年來(lái)，隨著非常規(guī)油氣資源的大力勘探與開發(fā)，通過(guò)地球物理技術(shù)估算TOC含 量分布成為預(yù)測(cè)有效烴源巖分布的重要手段。目前利用地球物理手段預(yù)測(cè)TOC含量的技術(shù) 主要有以下兩種方式：
[0005] 方式1)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定得到巖樣的TOC含量數(shù)值后，與對(duì)應(yīng)深度的測(cè)井曲線進(jìn)行對(duì)比 分析，定性確定TOC含量對(duì)應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)特征，這是為了實(shí)現(xiàn)由測(cè)井響應(yīng)特征預(yù)測(cè)TOC含量 的目的。進(jìn)一步利用地震屬性與測(cè)井響應(yīng)之間的關(guān)系確定測(cè)井響應(yīng)對(duì)應(yīng)的地震屬性特征， 從而實(shí)現(xiàn)由地震屬性間接預(yù)測(cè)TOC含量。
[0006] 這種方式與單一屬性預(yù)測(cè)方法相比，可靠性更高，缺點(diǎn)是測(cè)井曲線統(tǒng)計(jì)擬合得到 的TOC曲線誤差較大，與地震屬性之間建立聯(lián)系的方法過(guò)于簡(jiǎn)單，誤差也非常大。
[0007] 方式2)結(jié)合地質(zhì)分析，利用地震數(shù)據(jù)直接預(yù)測(cè)TOC含量的空間分布。這種方式與 上一種方式相比，最大的特點(diǎn)是以地質(zhì)認(rèn)識(shí)為背景，能夠從宏觀上把握預(yù)測(cè)結(jié)果的有效性， 但是縱向精度很低，預(yù)測(cè)結(jié)果誤差更大。
[0008] 針對(duì)如何提高TOC含量的預(yù)測(cè)精度，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種確定TOC含量的方法，以達(dá)到提高TOC含量的預(yù)測(cè)精度 的目的，該方法包括：
[0010] 獲取待分析區(qū)域的測(cè)井曲線和實(shí)驗(yàn)室測(cè)定數(shù)據(jù)；
[0011] 根據(jù)所述測(cè)井曲線和所述實(shí)驗(yàn)室測(cè)定數(shù)據(jù)，估算所述待分析區(qū)域的孔隙度和含水 飽和度；
[0012] 對(duì)從所述待分析區(qū)域中獲取的巖樣進(jìn)行X射線衍射數(shù)據(jù)分析得到XRD數(shù)據(jù)；
[0013] 對(duì)所述巖樣進(jìn)行分析，得到所述待分析區(qū)域巖樣的TOC含量測(cè)定數(shù)據(jù)；
[0014] 獲取所述巖樣的體積和質(zhì)量，并根據(jù)所述體積和質(zhì)量計(jì)算得到無(wú)機(jī)礦物密度和 TOC密度；
[0015] 在所述待分析區(qū)域的井點(diǎn)處，確定所述測(cè)井曲線與所述巖樣的TOC含量測(cè)定數(shù)據(jù) 之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將所述對(duì)應(yīng)關(guān)系作為所述井點(diǎn)處TOC含量數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)模型，根據(jù)所述 預(yù)測(cè)模型擬合得到一條連續(xù)的TOC密度曲線；
[0016] 建立由無(wú)機(jī)礦物密度和TOC密度表征的巖石骨架模型，其中，所述無(wú)機(jī)礦物密度 由所述XRD數(shù)據(jù)減去所述TOC含量測(cè)定數(shù)據(jù)得到，所述TOC密度為所述TOC密度曲線表征 的數(shù)值；
[0017] 根據(jù)所述測(cè)井曲線、所述孔隙度、所述含水飽和度、所述無(wú)機(jī)礦物密度和所述TOC 密度，建立所述巖石骨架模型表征的巖石密度；
[0018] 根據(jù)所述巖石骨架模型表征的巖石密度和所述測(cè)井曲線中的密度曲線，建立目標(biāo) 函數(shù)，利用最優(yōu)化分析，通過(guò)迭代校正的方式對(duì)所述TOC密度曲線進(jìn)行校正，得到校正后的 TOC密度曲線；
[0019] 根據(jù)所述巖石骨架模型建立速度與彈性模量之間的定量關(guān)系；
[0020] 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室對(duì)所述巖樣測(cè)定得到的速度、彈性模量、TOC數(shù)據(jù)，和所述定量關(guān)系確 定微觀尺度對(duì)TOC敏感的彈性參數(shù)，建立基于敏感彈性參數(shù)的TOC量版；
[0021] 根據(jù)所述TOC量版和所述測(cè)井曲線計(jì)算所述井點(diǎn)處對(duì)TOC敏感的彈性參數(shù)，并根 據(jù)所述井點(diǎn)處對(duì)TOC敏感的彈性參數(shù)和所述校正后的TOC密度曲線，從中觀尺度計(jì)算得到 彈性參數(shù)與TOC密度之間的相關(guān)度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系；
[0022] 獲取所述待分析區(qū)域的地震數(shù)據(jù)，并對(duì)所述地震數(shù)據(jù)進(jìn)行OVT域處理；
[0023] 對(duì)進(jìn)行OVT域處理后的地震數(shù)據(jù)和所述測(cè)井曲線進(jìn)行疊前地震反演，得到所述對(duì) TOC敏感的彈性參數(shù)的數(shù)據(jù)體；
[0024] 根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)關(guān)系，將所述對(duì)TOC敏感的彈性參數(shù)的數(shù)據(jù)體轉(zhuǎn)換為TOC含量空間 分布數(shù)據(jù)體；
[0025] 根據(jù)所述TOC含量空間分布數(shù)據(jù)體得到TOC含量空間分布。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施方式中，獲取待分析區(qū)域的測(cè)井曲線，包括：
[0027] 獲取所述待分析區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)測(cè)井資料，其中，所述測(cè)井資料包括以下一種 或任意組合：縱波時(shí)差、橫波時(shí)差、密度、中子、電阻率、自然伽馬、自然伽馬能譜鈾；
[0028] 根據(jù)獲得的所述一個(gè)或多個(gè)測(cè)井資料生成所述測(cè)井曲線。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)所述測(cè)井曲線，估算所述待分析區(qū)域的孔隙度和含水飽 和度，包括：
[0030] 根據(jù)所述測(cè)井曲線，建立孔隙度估算模型和含水飽和度估算模型：
[0031]
[0032]
[0033] 其中，爐表示總孔隙度，Sw表示為含水飽和度，X i，X2，…\表示用于進(jìn)行孔隙度估 算的實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)和測(cè)井曲線，yi，y 2，…yn表示參與估算含水飽和度的測(cè)井曲線，η表示參 與估算的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，爲(wèi)和fsw表示多元映射函數(shù)；
[0034] 根據(jù)所述孔隙度估算模型估算得到孔隙度，根據(jù)所述含水飽和度估算模型估算得 到含水飽和度。
[0035] 在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)所述體積和質(zhì)量計(jì)算得到無(wú)機(jī)礦物密度和TOC密度，包 括：
[0036] 按照以下公式計(jì)算無(wú)機(jī)礦物密度和TOC密度：
[0037]
[0038]
[0039]
[0040] 其中，Q表示干巖樣的質(zhì)量，Qnk表示為無(wú)機(jī)礦物質(zhì)量，Q T(K表示TOC質(zhì)量，P nk表示 無(wú)機(jī)礦物密度，P 表示TOC密度，V表示干巖樣的體積。
[0041] 在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)所述巖石密度和所述測(cè)井曲線中的密度曲線，建立目標(biāo) 函數(shù)，利用最優(yōu)化分析，通過(guò)迭代校正TOC密度校正巖石密度，以得到校正后的TOC密度曲 線，包括：
[0042] 根據(jù)所述巖石骨架模型建立響應(yīng)方程：
[0043]
[0044] 其中，P表示響應(yīng)方程計(jì)算的巖石體密度理論值，K表示TOC體積百分比，P nk表 示無(wú)機(jī)礦物密度，Ρτ。。表示TOC密度，@表示總孔隙度，P。表示油密度，P w表示水密度，Sw 表示含水飽和度；
[0045] 根據(jù)所述巖石密度和所述測(cè)井曲線中的密度曲線，建立如下的目標(biāo)函數(shù)：
[0046]
[0047]
[0048]
[0049] 其中，F(xiàn)(X)表示目標(biāo)函數(shù)，Pb表示實(shí)際測(cè)井密度，g(x)表示約束項(xiàng)，min表示通 過(guò)約束項(xiàng)使得目標(biāo)函數(shù)達(dá)到極小值；
[0050] 以TOC密度作為所述目標(biāo)函數(shù)中的X進(jìn)行迭代校正，得到校正后的TOC密度曲線。
[0051] 在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)所述巖石骨架模型建立速度與彈性模量之間的定量關(guān) 系，包括：
[0052] 通過(guò)Hashin-Shtrikman界限確定所述巖石骨架模型的體積模量和剪切模量；
[0053] 通過(guò)K-T公式計(jì)算干巖石的體積模量和剪切模量；
[0054] 通過(guò)Gassmann方程計(jì)算飽含水情況下巖石的體積模量和剪切模量；
[0055] 通過(guò)飽含水情況下巖石的體積模量和剪切模量，建立速度與彈性模量之間的定量 關(guān)系。
[0056] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種確定TOC含量的裝置，以達(dá)到提高TOC含量的預(yù)測(cè)精 度的目的，該裝置包括：
[0057] 數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取待分析區(qū)域的測(cè)井曲線和實(shí)驗(yàn)室測(cè)定數(shù)據(jù)；
[0058] 估算模塊，用于根據(jù)所述測(cè)井曲線和所述實(shí)驗(yàn)室測(cè)定數(shù)據(jù)，估算所述待分析區(qū)域 的孔隙度和含水飽和度；
[0059] 分析模塊，用于對(duì)從所述待分析區(qū)域中獲取的巖樣進(jìn)行X射線衍射數(shù)據(jù)分析得到 XRD數(shù)據(jù)；
[0060] TOC含量測(cè)定模塊，用于對(duì)所述巖樣進(jìn)行分析，得到所述待分析區(qū)域巖樣的TOC含 量測(cè)定數(shù)據(jù)；
[0061] 密度確定模塊，用于獲取所述巖樣的體積和質(zhì)量，并根據(jù)所述體積和質(zhì)量計(jì)算得 到無(wú)機(jī)礦物密度和TOC密度；
[0062] TOC密度曲線擬合模塊，用于在所述待分析區(qū)域的井點(diǎn)處，確定所述測(cè)井曲線與所 述巖樣的TOC含量測(cè)定數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將所述對(duì)應(yīng)關(guān)系作為所述井點(diǎn)處TOC含量 數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)模型，根據(jù)所述預(yù)測(cè)模型擬合得到一條連續(xù)的TOC密度曲線；
[0063] 巖石骨架模型建立模塊，用于建立由無(wú)機(jī)礦物密度和TOC密度表征的巖石骨架模 型，其中，所述無(wú)機(jī)礦物密度由所述XRD數(shù)據(jù)減去所述TOC含量測(cè)定數(shù)據(jù)得到，所述TOC密 度為所述TOC密度曲線表征的數(shù)值；
[0064] 巖石密度確定模塊，用于根據(jù)所述測(cè)井曲線、所述孔隙度、所述含水飽和度、所述 無(wú)機(jī)礦物密度和所述TOC密度，建立所述巖石骨架模型表征的巖石密度；<