[发明专利]一种评价泥页岩各组分体积的方法

说明书

本发明属于泥页岩组分评价技术领域，公开了一种利用常规测井曲线评价泥页岩各组分体积的方法，包括：基于抽提后泥页岩的有机碳分析、孔隙度测试及全岩鉴定的实验，结合泥页岩各组分密度，对泥页岩各组分体积进行标定，建立泥页岩组分体积模型；在ΔlogR法评价总有机碳含量的基础上，结合抽提前后有机碳的关系，计算干酪根体积，采用交叉验证的方法优化计算各矿物组分和孔隙体积的BP神经网络模型。本发明在保证泥页岩各组分体积之和为1的前提下，不仅发挥了BP神经网络多输入、多输出的优势，而且解决了泥页岩各组分与测井响应之间复杂的非线性问题。

技术领域

本发明属于泥页岩组分评价技术领域，尤其涉及一种评价泥页岩各组分体积的方法。

背景技术

近年来，页岩油气作为非常规油气领域的重要发展方向之一，因其资源量巨大而受到广泛关注。页岩油气是指已经生成但滞留于富有机质泥页岩的微-纳米级孔隙中的烃类，富有机质泥页岩既是烃源岩，又是储集岩，其源储一体的性质决定了页岩油气能否被有效开采主要取决于烃类的富集程度和渗流能力。泥页岩中含烃量的大小主要与总有机碳含量(TOC)和储层孔隙度有关，而烃类的渗流能力主要受储集空间(孔、喉分布及连通性)的影响。泥页岩总有机碳是评价岩石生烃潜力的重要参数，在岩石中所占的体积很小，以干酪根和残留烃的形式存在。此外，相对于常规油气藏，页岩油气储集空间较为致密，且渗透率极低，一般无自然流动能力，需要大规模水力压裂才能形成工业产能，其可压裂性受矿物组成的影响。因此，在页岩油气勘探开发前期，对泥页岩各组分(干酪根、孔隙、矿物)体积的评价显得格外重要。

泥页岩干酪根、孔隙以及各矿物体积分别可以通过实验室内Leco/Rock-Eval分析、覆压孔渗以及全岩XRD分析等实验手段直接或间接得到，且精度较高，但是受取样成本和实验经费限制，难以连续定量评价岩石各组分的含量。国外多数石油公司逐渐利用伽马能谱测井(NGS)、核磁共振测井(NMR)、元素俘获测井(ECS)等特殊的测井技术对泥页岩地层干酪根体积、各矿物含量以及孔隙度等进行解释，并取得了较大的成功。但是因价格昂贵等问题，上述特殊测井技术在国内并未得到广泛应用，有这些特殊测井资料的井位相对较少，因此，亟需一种利用常规测井曲线对泥页岩干酪根、各矿物组分及孔隙体积预测的方法。

现有技术一：廖东良(2014)利用ECS测井解释的干酪根和各矿物含量作为已知条件，基于线性全体积模型，建立页岩各组分(干酪根、骨架矿物、油气)的多个测井响应方程并对其进行求解，以此计算页岩地层各矿物和干酪根含量(专利申请号：201410318700.5和201410319217.9))。

现有技术一的缺点：

受氧化物闭合模型的精度及元素质量转化为矿物质量的系数的影响，ECS测井获得的地层矿物含量和岩心全岩分析(XRD)实测值之间存在着一定的差异，而其建立的测井响应方程求取的为ECS测井解释的结果，这无疑存在着误差；此外，该体积模型采用的是线性全体积模型，对于非均质性较强的泥页岩地层，各组分的分布形式存在着较大差异使得对测井的响应不是简单的线性叠加。

现有技术二的技术方案：

刘欢(2016)在获得待测样品的标准俘获伽马能谱的基础上，计算目的页岩地层的矿物质量含量，并利用线性体积模型构建多个测井响应方程，以此确定页岩的矿物体积含量。

现有技术二的缺点：

该方法是建立在准确的获取俘获伽马能谱，而这一技术采用的是非常规测井范畴，对于没有非常规测井资料的工区难以使用；此外，构建的测井响应方程是线性模型。

现有技术三的技术方案：

钟广法等(测井资料反演南海北部陆坡渐新统的矿物组分，2006)根据实测的岩芯分析资料，将地层简化为陆源碎屑、碳酸盐岩、粘土矿物和孔隙四个组分，并选用与孔隙度关系密切的测井曲线，建立测井响应方程组，根据实测分析值与测井之间的关系，反算地层各组分的测井响应参数，以此计算地层各组分含量。