[发明专利]一种确定页岩气储层粘土矿物含量的方法

说明书

本发明属于非常规油气勘探开发领域，公开了一种确定页岩气储层粘土矿物含量的方法。所述方法基于页岩气储层沉积水深与页岩气储层粘土矿物沉积速度的关系，利用自然伽马能谱测井资料，定量计算页岩气储层粘土矿物含量。所述方法的步骤包括：利用自然伽马能谱测井钍、铀曲线计算钍铀比曲线；分析确定粘土矿物含量与钍铀比曲线在半对数坐标系下的线性正相关关系；建立钍铀比曲线与所述页岩气储层粘土矿物含量的关系式，实现粘土矿物含量的定量计算。本发明对海相与陆相页岩气储层具有较好的普适性，无需要针对具体地区、具体井、具体层(段/组)确定模型参数或回归系数，为非常规页岩气储层参数定量评价提供了有效的技术手段。

技术领域

本发明属于非常规油气勘探开发领域，更具体地，涉及一种确定页岩气储层粘土矿物含量的方法。

背景技术

依据自然伽马(Gamma Ray)测井资料评价粘土矿物含量，是油气勘探领域的常用手段(Bassiouni z,1994)。依据待评价井中纯泥岩段、纯岩性段(砂岩/碳酸盐岩等)的自然伽马值，确定自然伽马最大/最小值(GRmax,GRmin)，可以利用公式Clay＝(GR-GRmin)/(GRmax-GRmin)或相关变形公式计算粘土矿物含量。对非常规页岩气储层，沿用上述方法开展粘土矿物含量评价误差较大。其根本原因在于，自然伽马放射性强度除了受到粘土矿物影响外，有机质对放射性铀元素的富集同样会造成自然伽马响应的增强，从而造成评价结果偏高。

近年来，大量针对页岩气储层粘土矿物含量评价的方法不断出现。主要思路有两大类：一类，是以自然伽马能谱测井钍含量(TH)曲线、或去铀伽马曲线(KTH)，替代自然伽马(GR)曲线，以期去除有机质富集铀元素的影响，实现粘土矿物含量的定量评价(李亚男，2014)；另一类，是以单曲线回归或多元回归为手段，结合粘土矿物含量分析资料，建立各类测井曲线与粘土矿物含量的相关关系，实现粘土矿物含量的测井评价(颜磊，2019；耿斌，2016；丁安徐，2015)。上述两类主流方法，都需要结合某区域、某井、某层(系/段)、岩心粘土矿物含量确定模型参数、回归系数等，具有明显的地区局限性，通用性与普适性较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种确定页岩气储层粘土矿物含量的方法。本发明利用自然伽马能谱测井资料，建立了具有普适性的粘土矿物含量计算方法，该方法无需针对某区域、某井、某层(系/段)单独确定模型参数。

为了实现上述目的，本发明提供一种确定页岩气储层粘土矿物含量的方法，所述方法基于页岩气储层沉积水深与页岩气储层粘土矿物沉积速度的关系，利用自然伽马能谱测井资料，定量计算页岩气储层粘土矿物含量。

根据本发明，优选地，所述自然伽马能谱测井资料包括自然伽马能谱钍曲线TH和自然伽马能谱铀曲线U。

根据本发明，优选地，所述方法包括如下步骤：

(1)根据所述自然伽马能谱钍曲线TH和自然伽马能谱铀曲线U，计算得到钍铀比曲线THU；

(2)建立钍铀比曲线THU与所述页岩气储层粘土矿物含量的关系式；

(3)根据步骤(2)建立的关系式，定量计算所述页岩气储层粘土矿物含量。

根据本发明，优选地，所述钍铀比曲线THU用于反映页岩气储层沉积水深。当THU2时，所述页岩气储层为水深较深的海相沉积，还原环境；当2≤THU≤7时，所述页岩气储层为水深较浅的海相沉积，氧化还原过渡带；当THU7时，所述页岩气储层为为浅水陆相沉积。

根据本发明，优选地，步骤(1)中，根据式(1)所示的公式计算得到所述钍铀比曲线THU：

THU＝TH/U (1)；

其中，所述自然伽马能谱钍曲线TH和所述自然伽马能谱铀曲线U的单位均为ppm。