确定TOC含量的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种确定TOC含量的方法和装置，其中，该方法包括：利用实验室测定的X射线衍射数据、有机碳密度、测井密度曲线等数据建立TOC优化估算的矿物岩石物理模型，通过优化迭代的方式得到井上准确的TOC分布，利用实测TOC数据和等效介质模型建立TOC量版，确定TOC敏感弹性参数，最后对OVT域处理的地震反射道集开展叠前弹性参数反演，采用统计拟合实现了利用井震结合定量预测TOC含量空间分布的目的，解决了TOC含量的预测结果不高的技术问题，通过有效运用实验室测定数据和岩石物理模型，估算结果不但在岩样处与实验室测定值吻合，而且可以较准确的预测无样点处的TOC含量。

【技术实现步骤摘要】
确定TOC含量的方法和装置
本专利技术涉及石油地球物理勘探技术，具体涉及一种确定TOC(TotalOrganicCarbon，总有机碳)含量的方法和装置。
技术介绍
目前，主要是利用地震手段来预测致密油气藏，致密油气具有两个特点：1)由于岩性致密，孔隙度和渗透率低，油气从烃源岩往外排、运的距离非常短，因此往往储存在靠近烃源岩的储层中，即油气具有“短排、短运”的特点；2)由于致密岩性往往成分复杂，自身既是烃源岩又是储层，因此油气生成后有时就地存储，即油气具有“自生、自储”的特点。致密油气的以上两个特点决定了致密油气藏预测的一项主要内容就是岩石中表征有机质丰度指标的预测。总有机碳(TotalOrganicCarbon，TOC)含量指单位质量岩石中有机碳的质量百分数，是以有机碳的含量表示有机质总量的一个指标。有机成因论认为石油和天然气都是通过有机质转化而来的，因此将富含有机质的岩性称为烃源岩。由于有机质主要是碳水化合物，因此TOC含量可以作为测定有机质含量的一个重要指标。在石油勘探中，TOC含量的测定往往在实验室进行，是石油地质学家判断烃源岩有机质富集程度的一个重要指标。近年来，随着非常规油气资源的大力勘探与开发，通过地球物理技术估算TOC含量分布成为预测有效烃源岩分布的重要手段。目前利用地球物理手段预测TOC含量的技术主要有以下两种方式：方式1)实验室测定得到岩样的TOC含量数值后，与对应深度的测井曲线进行对比分析，定性确定TOC含量对应的测井响应特征，这是为了实现由测井响应特征预测TOC含量的目的。进一步利用地震属性与测井响应之间的关系确定测井响应对应的地震属性特征，从而实现由地震属性间接预测TOC含量。这种方式与单一属性预测方法相比，可靠性更高，缺点是测井曲线统计拟合得到的TOC曲线误差较大，与地震属性之间建立联系的方法过于简单，误差也非常大。方式2)结合地质分析，利用地震数据直接预测TOC含量的空间分布。这种方式与上一种方式相比，最大的特点是以地质认识为背景，能够从宏观上把握预测结果的有效性，但是纵向精度很低，预测结果误差更大。针对如何提高TOC含量的预测精度，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种确定TOC含量的方法，以达到提高TOC含量的预测精度的目的，该方法包括：获取待分析区域的测井曲线和实验室测定数据；根据所述测井曲线和所述实验室测定数据，估算所述待分析区域的孔隙度和含水饱和度；对从所述待分析区域中获取的岩样进行X射线衍射数据分析得到XRD数据；对所述岩样进行分析，得到所述待分析区域岩样的TOC含量测定数据；获取所述岩样的体积和质量，并根据所述体积和质量计算得到无机矿物密度和TOC密度；在所述待分析区域的井点处，确定所述测井曲线与所述岩样的TOC含量测定数据之间的对应关系，并将所述对应关系作为所述井点处TOC含量数据的预测模型，根据所述预测模型拟合得到一条连续的TOC密度曲线；建立由无机矿物密度和TOC密度表征的岩石骨架模型，其中，所述无机矿物密度由所述XRD数据减去所述TOC含量测定数据得到，所述TOC密度为所述TOC密度曲线表征的数值；根据所述测井曲线、所述孔隙度、所述含水饱和度、所述无机矿物密度和所述TOC密度，建立所述岩石骨架模型表征的岩石密度；根据所述岩石骨架模型表征的岩石密度和所述测井曲线中的密度曲线，建立目标函数，利用最优化分析，通过迭代校正的方式对所述TOC密度曲线进行校正，得到校正后的TOC密度曲线；根据所述岩石骨架模型建立速度与弹性模量之间的定量关系；根据实验室对所述岩样测定得到的速度、弹性模量、TOC数据，和所述定量关系确定微观尺度对TOC敏感的弹性参数，建立基于敏感弹性参数的TOC量版；根据所述TOC量版和所述测井曲线计算所述井点处对TOC敏感的弹性参数，并根据所述井点处对TOC敏感的弹性参数和所述校正后的TOC密度曲线，从中观尺度计算得到弹性参数与TOC密度之间的相关度的统计关系；获取所述待分析区域的地震数据，并对所述地震数据进行OVT域处理；对进行OVT域处理后的地震数据和所述测井曲线进行叠前地震反演，得到所述对TOC敏感的弹性参数的数据体；根据所述统计关系，将所述对TOC敏感的弹性参数的数据体转换为TOC含量空间分布数据体；根据所述TOC含量空间分布数据体得到TOC含量空间分布。在一个实施方式中，获取待分析区域的测井曲线，包括：获取所述待分析区域的一个或多个测井资料，其中，所述测井资料包括以下一种或任意组合：纵波时差、横波时差、密度、中子、电阻率、自然伽马、自然伽马能谱铀；根据获得的所述一个或多个测井资料生成所述测井曲线。在一个实施方式中，根据所述测井曲线，估算所述待分析区域的孔隙度和含水饱和度，包括：根据所述测井曲线，建立孔隙度估算模型和含水饱和度估算模型：Sw＝fsw(y1,y2,…yn)其中，表示总孔隙度，Sw表示为含水饱和度，x1,x2,…xn表示用于进行孔隙度估算的实验测定数据和测井曲线，y1,y2,…yn表示参与估算含水饱和度的测井曲线，n表示参与估算的数据的个数，和fsw表示多元映射函数；根据所述孔隙度估算模型估算得到孔隙度，根据所述含水饱和度估算模型估算得到含水饱和度。在一个实施方式中，根据所述体积和质量计算得到无机矿物密度和TOC密度，包括：按照以下公式计算无机矿物密度和TOC密度：Qnk＝Q-QTOC其中，Q表示干岩样的质量，Qnk表示为无机矿物质量，QTOC表示TOC质量，ρnk表示无机矿物密度，ρTOC表示TOC密度，V表示干岩样的体积。在一个实施方式中，根据所述岩石密度和所述测井曲线中的密度曲线，建立目标函数，利用最优化分析，通过迭代校正TOC密度校正岩石密度，以得到校正后的TOC密度曲线，包括：根据所述岩石骨架模型建立响应方程：其中，ρ表示响应方程计算的岩石体密度理论值，K表示TOC体积百分比，ρnk表示无机矿物密度，ρTOC表示TOC密度，表示总孔隙度，ρo表示油密度，ρw表示水密度，Sw表示含水饱和度；根据所述岩石密度和所述测井曲线中的密度曲线，建立如下的目标函数：minF(x)＝min(ρ-ρb)2+g(x)g(x)＝106[|x|-x]2+106[|4-x|-(4-x)]20≤x≤4其中，F(x)表示目标函数，ρb表示实际测井密度，g(x)表示约束项，min表示通过约束项使得目标函数达到极小值；以TOC密度作为所述目标函数中的x进行迭代校正，得到校正后的TOC密度曲线。在一个实施方式中，根据所述岩石骨架模型建立速度与弹性模量之间的定量关系，包括：通过Hashin-Shtrikman界限确定所述岩石骨架模型的体积模量和剪切模量；通过K-T公式计算干岩石的体积模量和剪切模量；通过Gassmann方程计算饱含水情况下岩石的体积模量和剪切模量；通过饱含水情况下岩石的体积模量和剪切模量，建立速度与弹性模量之间的定量关系。本专利技术实施例还提供了一种确定TOC含量的装置，以达到提高TOC含量的预测精度的目的，该装置包括：数据获取模块，用于获取待分析区域的测井曲线和实验室测定数据；估算模块，用于根据所述测井曲线和所述实验室测定数据，估算所述待分析区域的孔隙度和含水饱和度；分析模块，用于对从所述待分析区域中获取的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定TOC含量的方法，其特征在于，包括：获取待分析区域的测井曲线和实验室测定数据；根据所述测井曲线和所述实验室测定数据，估算所述待分析区域的孔隙度和含水饱和度；对从所述待分析区域中获取的岩样进行X射线衍射数据分析得到XRD数据；对所述岩样进行分析，得到所述待分析区域岩样的TOC含量测定数据；获取所述岩样的体积和质量，并根据所述体积和质量计算得到无机矿物密度和TOC密度；在所述待分析区域的井点处，确定所述测井曲线与所述岩样的TOC含量测定数据之间的对应关系，并将所述对应关系作为所述井点处TOC含量数据的预测模型，根据所述预测模型拟合得到一条连续的TOC密度曲线；建立由无机矿物密度和TOC密度表征的岩石骨架模型，其中，所述无机矿物密度由所述XRD数据减去所述TOC含量测定数据得到，所述TOC密度为所述TOC密度曲线表征的数值；根据所述测井曲线、所述孔隙度、所述含水饱和度、所述无机矿物密度和所述TOC密度，建立所述岩石骨架模型表征的岩石密度；根据所述岩石骨架模型表征的岩石密度和所述测井曲线中的密度曲线，建立目标函数，利用最优化分析，通过迭代校正的方式对所述TOC密度曲线进行校正，得到校正后的TOC密度曲线；根据所述岩石骨架模型建立速度与弹性模量之间的定量关系；根据实验室对所述岩样测定得到的速度、弹性模量、TOC数据，和所述定量关系确定微观尺度对TOC敏感的弹性参数，建立基于敏感弹性参数的TOC量版；根据所述TOC量版和所述测井曲线计算所述井点处对TOC敏感的弹性参数，并根据所述井点处对TOC敏感的弹性参数和所述校正后的TOC密度曲线，从中观尺度计算得到弹性参数与TOC密度之间的相关度的统计关系；获取所述待分析区域的地震数据，并对所述地震数据进行OVT域处理；对进行OVT域处理后的地震数据和所述测井曲线进行叠前地震反演，得到所述对TOC敏感的弹性参数的数据体；根据所述统计关系，将所述对TOC敏感的弹性参数的数据体转换为TOC含量空间分布数据体；根据所述TOC含量空间分布数据体得到TOC含量空间分布。...

【技术特征摘要】
1.一种确定TOC含量的方法，其特征在于，包括：获取待分析区域的测井曲线和实验室测定数据；根据所述测井曲线和所述实验室测定数据，估算所述待分析区域的孔隙度和含水饱和度；对从所述待分析区域中获取的岩样进行X射线衍射数据分析得到XRD数据；对所述岩样进行分析，得到所述待分析区域岩样的TOC含量测定数据；获取所述岩样的体积和质量，并根据所述体积和质量计算得到岩样的无机矿物密度和TOC密度，其中，所述无机矿物密度由所述XRD数据减去所述TOC含量测定数据得到；在所述待分析区域的井点处，确定所述测井曲线与所述岩样的TOC含量测定数据之间的对应关系，并将所述对应关系作为所述井点处TOC含量数据的预测模型，根据所述预测模型拟合得到一条连续的TOC密度曲线；建立由所述岩样的无机矿物密度和所述TOC密度曲线表征的岩石骨架模型；根据所述测井曲线、所述孔隙度、所述含水饱和度、所述岩样的无机矿物密度和所述TOC密度曲线，建立所述岩石骨架模型表征的岩石密度；根据所述岩石骨架模型表征的岩石密度和所述测井曲线中的密度曲线，建立目标函数，利用最优化分析，通过迭代校正的方式对所述TOC密度曲线进行校正，得到校正后的TOC密度曲线；根据所述岩石骨架模型建立速度与弹性模量之间的定量关系；根据实验室对所述岩样测定得到的速度、弹性模量、TOC数据，和所述定量关系确定微观尺度对TOC敏感的弹性参数，建立基于敏感弹性参数的TOC量版；根据所述TOC量版和所述测井曲线计算所述井点处对TOC敏感的弹性参数，并根据所述井点处对TOC敏感的弹性参数和所述校正后的TOC密度曲线，从中观尺度计算得到弹性参数与TOC密度之间的相关度的统计关系；获取所述待分析区域的地震数据，并对所述地震数据进行OVT域处理；对进行OVT域处理后的地震数据和所述测井曲线进行叠前地震反演，得到所述对TOC敏感的弹性参数的数据体；根据所述统计关系，将所述对TOC敏感的弹性参数的数据体转换为TOC含量空间分布数据体；根据所述TOC含量空间分布数据体得到TOC含量空间分布；其中，根据所述岩石密度和所述测井曲线中的密度曲线，建立目标函数，利用最优化分析，通过迭代校正TOC密度校正岩石密度，以得到校正后的TOC密度曲线，包括：根据所述岩石骨架模型建立响应方程：其中，ρ表示响应方程计算的岩石体密度理论值，K表示TOC体积百分比，ρnk表示无机矿物密度，ρTOC表示TOC密度，表示总孔隙度，ρo表示油密度，ρw表示水密度，Sw表示含水饱和度；根据所述岩石密度和所述测井曲线中的密度曲线，建立如下的目标函数：minF(x)＝min(ρ-ρb)2+g(x)g(x)＝106[|x|-x]2+106[|4-x|-(4-x)]20≤x≤4其中，F(x)表示目标函数，ρb表示实际测井密度，g(x)表示约束项，min表示通过约束项使得目标函数达到极小值；以TOC密度作为所述目标函数中的x进行迭代校正，得到校正后的TOC密度曲线。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取待分析区域的测井曲线，包括：获取所述待分析区域的一个或多个测井资料，其中，所述测井资料包括以下一种或任意组合：纵波时差、横波时差、密度、中子、电阻率、自然伽马、自然伽马能谱铀；根据获得的所述一个或多个测井资料生成所述测井曲线。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述测井曲线和所述实验室测定数据，估算所述待分析区域的孔隙度和含水饱和度，包括：根据所述测井曲线，建立孔隙度估算模型和含水饱和度估算模型：Sw＝fsw(y1,y2,…yn)其中，表示总孔隙度，Sw表示为含水饱和度，x1,x2,…xn表示用于进行孔隙度估算的实验测定数据和测井曲线，y1,y2,…yn表示参与估算含水饱和度的测井曲线，n表示参与估算的数据的个数，和fsw表示多元映射函数；根据所述孔隙度估算模型估算得到孔隙度，根据所述含水饱和度估算模型估算得到含水饱和度。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述体积和质量计算得到无机矿物密度和TOC密度，包括：按照以下公式计算无机矿物密度和TOC密度：Qnk＝Q-QTOC其中，Q表示干岩样的质量，Qnk表示为无机矿物质量，QTOC表示TOC质量，ρnk表示无机矿物密度，ρTOC表示TOC密度，V表示干岩样的体积。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述岩石骨架模型建立速度与弹性模量之间的定量关系，包括：通过Hashin-Shtrikman界限确定所述岩石骨架模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵万金，闫国亮，杨午阳，刘炳杨，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11