一種頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳toc含量預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，該方法包括：基于單井TOC含量計(jì)算方程，擬合單井TOC含量曲線；計(jì)算單井彈性參數(shù)曲線；根據(jù)單井TOC含量曲線與單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況，建立TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程；基于三維地震疊前道集彈性參數(shù)反演方法，反演彈性參數(shù)；根據(jù)TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程，將反演得到的彈性參數(shù)轉(zhuǎn)換為TOC含量數(shù)據(jù)；應(yīng)用TOC含量數(shù)據(jù)，沿頁巖儲(chǔ)層目的層預(yù)測(cè)TOC含量平面分布。本發(fā)明綜合應(yīng)用測(cè)井資料、VSP測(cè)井成果和三維地震資料定量預(yù)測(cè)TOC含量平面分布，可以準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)頁巖氣儲(chǔ)層中總有機(jī)碳含量的平面分布，具有分析更全面、預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度更高、成本更低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及應(yīng)用地球物理勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)總有機(jī)碳(Total Organic Carbon, TOC)含量評(píng)價(jià)方法，主要有兩種形式，一是應(yīng)用巖心樣品資料的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試成果對(duì)儲(chǔ)層段TOC含量進(jìn)行評(píng)價(jià)，該方法雖然精度高，但是只能獲得某些特定點(diǎn)上的TOC含量；二是應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式，通過測(cè)井資料計(jì)算TOC含量對(duì)儲(chǔ)層目的層段進(jìn)行評(píng)價(jià)，該方法能夠獲得整個(gè)目的層段的TOC含量曲線，但無法刻畫TOC含量的平面分布。此外，國(guó)內(nèi)在利用測(cè)井資料計(jì)算TOC含量方面，主要是Λ LgR方法及其一些變形方法。ALgR方法是用聲波曲線和地層電阻率曲線重疊法計(jì)算TOC含量，該方法需要先確定成熟度參數(shù)，同時(shí)該方法并沒有考慮密度對(duì)響應(yīng)特征的影響，操作又比較復(fù)雜，這就大大降低了它的實(shí)用性和計(jì)算精度。
[0003]在應(yīng)用地震屬性評(píng)價(jià)TOC含量方面，應(yīng)用疊后地震資料振幅屬性可以定性評(píng)價(jià)儲(chǔ)層TOC含量平面分布，但疊后地震資料屬性單一，往往地震屬性與TOC含量之間具有較差的相關(guān)性，甚至沒有相關(guān)性，用疊后屬性難以表征儲(chǔ)層TOC含量平面分布。即使疊后地震屬性與TOC含量有一定的相關(guān)性，也只能定性的表征TOC含量平面分布，無法定量化。
[0004]應(yīng)用地震疊前道集資料，經(jīng)過疊前道集彈性參數(shù)反演，以及多彈性參數(shù)與TOC含量的交會(huì)分析可以定量描述儲(chǔ)層TOC含量平面分布。但是，疊前道集彈性反演往往需要用到測(cè)井縱橫波曲線的約束，才能獲得真實(shí)可靠的反演成果。而實(shí)際測(cè)井資料中由于橫波測(cè)井較貴，橫波測(cè)井資料較少，甚至不做橫波測(cè)井。
[0005]垂直地震剖面(Vetical Seismic Profile, VSP)測(cè)井技術(shù)較成熟，由于其觀測(cè)系統(tǒng)的特殊性(檢波點(diǎn)直接布設(shè)在井孔內(nèi)的目標(biāo)層段上)，能夠直接有效地測(cè)試地層縱橫波速度，并且費(fèi)用較低，僅是橫波測(cè)井的0.1-0.2倍。但是VSP測(cè)井的采樣間隔一般在5m甚至20m,其分辨率較低，無法滿足疊前道集彈性參數(shù)反演的精度要求。
[0006]綜上所述，國(guó)內(nèi)在TOC含量計(jì)算方面已取得一定的效果，但未見有綜合應(yīng)用測(cè)井資料、VSP資料和地震資料共同定量預(yù)測(cè)頁巖儲(chǔ)層TOC含量的方法及流程，也未公開頁巖儲(chǔ)層TOC含量定量預(yù)測(cè)方法詳細(xì)描述和具體細(xì)節(jié)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)頁巖儲(chǔ)層中TOC含量的平面分布，為頁巖氣的開發(fā)提供準(zhǔn)確的參數(shù)和依據(jù)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，包括:
[0009]基于單井TOC含量計(jì)算方程，利用目的層段巖心的TOC含量測(cè)試成果、頁巖儲(chǔ)層工區(qū)的測(cè)井資料，擬合單井TOC含量曲線；
[0010]利用頁巖儲(chǔ)層工區(qū)的垂直地震剖面VSP測(cè)井成果、所述測(cè)井資料，計(jì)算單井彈性參數(shù)曲線；
[0011]根據(jù)所述單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況，建立TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程；
[0012]基于三維地震疊前道集彈性參數(shù)反演方法，利用所述VSP測(cè)井成果、所述測(cè)井資料以及疊前共反射點(diǎn)道集，反演彈性參數(shù)；
[0013]根據(jù)所述TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程，將所述反演得到的彈性參數(shù)轉(zhuǎn)換為TOC含量數(shù)據(jù)；
[0014]應(yīng)用所述TOC含量數(shù)據(jù)，沿頁巖儲(chǔ)層目的層預(yù)測(cè)TOC含量平面分布。
[0015]借助于上述技術(shù)方案，本發(fā)明綜合應(yīng)用測(cè)井資料、VSP測(cè)井成果和三維地震資料定量預(yù)測(cè)TOC含量平面分布，可以準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)頁巖氣儲(chǔ)層中總有機(jī)碳含量的平面分布，綜合評(píng)價(jià)頁巖氣儲(chǔ)層的含氣性前景并圈定頁巖氣勘探開發(fā)的有利區(qū)域，為頁巖氣的開發(fā)提供重要的參數(shù)和依據(jù)，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有分析更全面、預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度更高、成本更低等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明提供的頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法流程示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明提供的某單井TOC含量曲線與單井彈性參數(shù)曲線交會(huì)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]本發(fā)明提供一種頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，如圖1所示，該方法包括:
[0021]步驟SI，基于單井TOC含量計(jì)算方程，利用目的層段巖心的TOC含量測(cè)試成果、頁巖儲(chǔ)層工區(qū)的測(cè)井資料，擬合單井TOC含量曲線。
[0022]具體的，該步驟按照如下步驟執(zhí)行:
[0023]步驟SI I，基于如下的單井TOC含量計(jì)算方程:
[0024]TOC = a* Δ Lg(Rt)+b*GR+c*AC+d*DEN
[0025]其中，TOC表示單井TOC含量；Rt表示電阻率測(cè)井曲線數(shù)據(jù)；GR表示自然伽馬測(cè)井曲線數(shù)據(jù)；AC表示聲波測(cè)井曲線數(shù)據(jù)；DEN表示密度測(cè)井曲線數(shù)據(jù)；
[0026]步驟S12，利用目的層段巖心的TOC含量測(cè)試成果，以及頁巖儲(chǔ)層工區(qū)的如下測(cè)井資料:電阻率測(cè)井曲線、自然伽馬測(cè)井曲線、聲波測(cè)井曲線、密度測(cè)井曲線；
[0027]步驟S13，采用多項(xiàng)式擬合方法，擬合單井TOC含量曲線。
[0028]該步驟應(yīng)用目的層段的巖心TOC含量測(cè)試成果和自然伽馬測(cè)井/聲波測(cè)井/密度測(cè)井/電阻率測(cè)井成果，共同建立單井TOC含量計(jì)算方程，綜合考慮了地層的沉積環(huán)境特征(自然伽馬測(cè)井曲線)、彈性特征(聲波測(cè)井曲線與密度測(cè)井曲線)和電性特征(電阻率測(cè)井曲線)，相比于現(xiàn)有技術(shù)，能夠更加全面合理地分析地層TOC含量。
[0029]步驟S2，利用頁巖儲(chǔ)層工區(qū)的垂直地震剖面VSP測(cè)井成果、測(cè)井資料，計(jì)算單井彈性參數(shù)曲線。
[0030]具體的，該步驟按照如下步驟執(zhí)行:
[0031]步驟S21，利用VSP縱波、橫波測(cè)井成果，計(jì)算單井縱橫波速度比曲線；
[0032]步驟S22，根據(jù)單井縱橫波速度比曲線、聲波測(cè)井曲線，計(jì)算單井橫波速度曲線；
[0033]步驟S23，根據(jù)單井橫波速度曲線、密度測(cè)井曲線，計(jì)算單井彈性參數(shù)曲線。
[0034]該步驟應(yīng)用VSP測(cè)井驅(qū)動(dòng)的方法預(yù)測(cè)單井橫波速度，能夠獲得與橫波測(cè)井方法相同的預(yù)測(cè)精度，但操作成本卻比橫波測(cè)井方法低。
[0035]步驟S3，根據(jù)單井TOC含量曲線與單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況，建立TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程。
[0036]該步驟中建立TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程，具體包括如下步驟:
[0037]步驟S31，根據(jù)單井TOC含量曲線與單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況，確定TOC含量與彈性參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0038]步驟S32，采用多項(xiàng)式擬合方法，利用TOC含量與彈性參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，擬合TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程。
[0039]由于單井TOC含量曲線與單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況可能具有明顯的分段特征，例如圖2所示的曲線交會(huì)圖，3 % -6 % TOC含量段與彈性屬性15-30有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而0% -3%的TOC含量段與彈性屬性30-50有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系?？紤]到這種分段情況，為了建立更加準(zhǔn)確的關(guān)聯(lián)方程來表示TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，本發(fā)明在確定單井TOC含量曲線與單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況具有分段特征時(shí)，首先將單井TOC含量曲線與單井彈性參數(shù)曲線按照分段特征進(jìn)行分段，然后再針對(duì)每一段分別建立TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程。例如，對(duì)于圖2所示的曲線交會(huì)圖，將3%-6% TOC含量段與彈性屬性15-30劃分為一段，再將0% -3%的TOC含量段與彈性屬性30-50劃分為一段，針對(duì)以上兩段，分別確定TOC含量與彈性參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用多項(xiàng)式擬合方法，擬合關(guān)聯(lián)方程。
[0040]相比于單調(diào)地尋找TOC含量與彈性參數(shù)線性關(guān)系或某種多項(xiàng)式關(guān)系(往往相關(guān)性較差)，本發(fā)明首先根據(jù)單井TOC含量曲線與單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況進(jìn)行分段，再分別分析每一段的TOC含量與彈性參數(shù)的關(guān)聯(lián)性，這種方式擬合得到的關(guān)聯(lián)方程能夠更加準(zhǔn)確地反映TOC含量與彈性參數(shù)的關(guān)聯(lián)性。
[0041]步驟S4，基于三維地震疊前道集彈性參數(shù)反演方法，利用VSP測(cè)井成果、測(cè)井資料以及疊前共反射點(diǎn)道集，反演彈性參數(shù)。
[0042]具體的，該步驟是將單井橫波速度曲線、VSP縱波測(cè)井成果、密度測(cè)井曲線用于反演約束，對(duì)疊前共反射點(diǎn)道集進(jìn)行反演得到縱波速度、橫波速度、縱波阻抗、橫波阻抗、楊氏模量、剪切模量等彈性參數(shù)。
[0043]步驟S5，根據(jù)TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程，將反演得到的彈性參數(shù)轉(zhuǎn)換為TOC含量數(shù)據(jù)。
[0044]步驟S6，應(yīng)用TOC含量數(shù)據(jù)，沿頁巖儲(chǔ)層目的層預(yù)測(cè)TOC含量平面分布。
[0045]具體的，當(dāng)步驟S3中是根據(jù)單井TOC含量曲線與單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況分段后，又建立的關(guān)聯(lián)方程時(shí)，該步驟也需要相應(yīng)地調(diào)整為:應(yīng)用TOC含量數(shù)據(jù)，沿頁巖儲(chǔ)層目的層分段預(yù)測(cè)TOC含量平面分布。
[0046]綜上，本發(fā)明綜合應(yīng)用測(cè)井資料、VSP測(cè)井成果和三維地震資料定量預(yù)測(cè)TOC含量平面分布，可以準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)頁巖氣儲(chǔ)層中總有機(jī)碳含量的平面分布，綜合評(píng)價(jià)頁巖氣儲(chǔ)層的含氣性前景并圈定頁巖氣勘探開發(fā)的有利區(qū)域，為頁巖氣的開發(fā)提供重要的參數(shù)和依據(jù)，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有分析更全面、預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度更高、成本更低等優(yōu)點(diǎn)。
[0047]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括: 基于單井TOC含量計(jì)算方程，利用目的層段巖心的TOC含量測(cè)試成果、頁巖儲(chǔ)層工區(qū)的測(cè)井資料，擬合單井TOC含量曲線； 利用頁巖儲(chǔ)層工區(qū)的垂直地震剖面VSP測(cè)井成果、所述測(cè)井資料，計(jì)算單井彈性參數(shù)曲線； 根據(jù)所述單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況，建立TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程； 基于三維地震疊前道集彈性參數(shù)反演方法，利用所述VSP測(cè)井成果、所述測(cè)井資料以及疊前共反射點(diǎn)道集，反演彈性參數(shù)； 根據(jù)所述TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程，將所述反演得到的彈性參數(shù)轉(zhuǎn)換為TOC含量數(shù)據(jù)； 應(yīng)用所述TOC含量數(shù)據(jù)，沿頁巖儲(chǔ)層目的層預(yù)測(cè)TOC含量平面分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的基于單井TOC含量計(jì)算方程，利用目的層段巖心的TOC含量測(cè)試成果、頁巖儲(chǔ)層工區(qū)的測(cè)井資料，擬合單井TOC含量曲線，具體包括如下步驟: 步驟Al，基于如下的單井TOC含量計(jì)算方程:
TOC = a* Λ Lg(Rt)+b*GR+c*AC+d*DEN 其中，TOC表示單井TOC含量；Rt表示電阻率測(cè)井曲線數(shù)據(jù)；GR表示自然伽馬測(cè)井曲線數(shù)據(jù)；AC表示聲波測(cè)井曲線數(shù)據(jù)；DEN表示密度測(cè)井曲線數(shù)據(jù)； 步驟A2，利用目的層段巖心的TOC含量測(cè)試成果，以及頁巖儲(chǔ)層工區(qū)的如下測(cè)井資料:電阻率測(cè)井曲線、自然伽馬測(cè)井曲線、聲波測(cè)井曲線、密度測(cè)井曲線； 步驟A3，采用多項(xiàng)式擬合方法，擬合單井TOC含量曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的利用頁巖儲(chǔ)層工區(qū)的垂直地震剖面VSP測(cè)井成果、所述測(cè)井資料，計(jì)算單井彈性參數(shù)曲線，具體包括如下步驟: 步驟BI，利用VSP縱波、橫波測(cè)井成果，計(jì)算單井縱橫波速度比曲線； 步驟B2，根據(jù)所述單井縱橫波速度比曲線、所述聲波測(cè)井曲線，計(jì)算單井橫波速度曲線.步驟B3，根據(jù)所述單井橫波速度曲線、所述密度測(cè)井曲線，計(jì)算單井彈性參數(shù)曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況，建立TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程，具體包括: 當(dāng)所述單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況具有分段特征時(shí)，將所述單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數(shù)曲線分段，并針對(duì)每一段分別建立TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的建立TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程，具體包括如下步驟: 步驟Cl，根據(jù)單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數(shù)曲線的交會(huì)情況，確定TOC含量與彈性參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 步驟C2，采用多項(xiàng)式擬合方法，利用所述TOC含量與彈性參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，擬合TOC含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)方程。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的基于三維地震疊前道集彈性參數(shù)反演方法，利用所述VSP測(cè)井成果、所述測(cè)井資料以及疊前共反射點(diǎn)道集，反演彈性參數(shù)，具體包括: 將所述單井橫波速度曲線、VSP縱波測(cè)井成果、密度測(cè)井曲線用于反演約束，對(duì)疊前共反射點(diǎn)道集進(jìn)行反演得到彈性參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頁巖儲(chǔ)層總有機(jī)碳TOC含量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述反演得到的彈性參數(shù)包括:縱波速度、橫波速度、縱波阻抗、橫波阻抗、楊氏模量、剪切模量。
【文檔編號(hào)】G01V1/40GK104345345SQ201410596876
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】金其虎, 萬小平, 梁雪莉, 劉本晶, 劉偉, 程飛, 郭銳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司