一种预测页岩气储层粘土矿物及其组分含量的方法技术

本发明专利技术提供了一种预测页岩气储层粘土矿物及其组分含量的方法，属于石油天然气地球勘探领域。本方法包括：(1)应用自然伽玛能谱测井资料和岩心实验数据建立粘土矿物组分预测模型，预测出粘土矿物组分相对含量；(2)建立粘土矿物总量预测模型，预测出粘土矿物总量绝对含量；(3)预测粘土矿物组分绝对含量。本发明专利技术方法简单快捷，预测结果可靠性高，为页岩气储层评价及储层敏感性分析提供了可靠理论依据，同时大幅提高了页岩气储层的勘探经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油天然气地球勘探领域，具体涉及一种预测页岩气储层粘土矿物及 其组分含量的方法。
技术介绍
页岩气是非常规油气资源的重要组成部分，其蕴藏丰富，前景巨大，现已成为国内 油气勘探热点，因此，预测页岩气储层及分析储层敏感性是地球物理工作的重点之一。 目前国内外针对不同类型地层发展了多种粘土总量及其组分的预测方法，例如： 石强在1998年第22卷第5期《测井技术》上发表的《利用自然伽玛能谱测井定量计算粘 土矿物成分方法初探》中建立粘土矿物定量计算解释图版评价粘土矿物成分；孙建孟、李召 成在1999年第23卷第4期《石油大学学报（自然科学版）》上发表《应用自然伽玛能谱 测井确定粘土矿物类型和含量》中针对所研究的具体问题提出的深度条件交会图技术，对 识别粘土组合类型、实现分段建模、计算出粘土矿物组分相对含量；黄茜、刘菁华、王祝文在 2007年第37卷增刊《吉林大学学报（地球科学版）》上发表《自然伽玛能谱测井资料在确 定粘土矿物含量中的应用》中建立起研究地层粘土矿物含量的计算模型。 目前，针对有机质丰度高的页岩气储层粘土总量及组分绝对含量的预测方面未能 建立起一套较为简单快捷的方法流程，结合现有地质、测井上认识，认为主要存在如下几个 问题： (1)页岩气储层岩性复杂，利用现有泥质含量计算模型难以准确计算出有机质丰 度高的页岩气储层中粘土矿物总量的绝对含量； (2)现有技术在建立粘土矿物组分预测模型时，并未充分应用自然伽玛能谱资料， 同时在确保模型预测精度情况下，未对模型自变量进行筛选，这不仅降低模型可操作性，也 加大工作量； (3)现有技术只是预测得出粘土矿物组分相对含量，并没有预测得出页岩气储层 粘土矿物组分绝对含量，而在实际应用中，粘土矿物组分的绝对含量往往比其相对含量更 具应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种预测页岩气储层粘 土矿物及其组分含量的方法，快速准确地预测页岩气储层粘土矿物及其组分含量，通过优 化粘土矿物组分预测模型，快速准确得出粘土矿物组分相对含量，并在此基础上，改进原有 泥质含量计算模型，建立粘土总量预测模型，从而预测出粘土总量绝对含量，最终预测出粘 土矿物组分绝对含量。 本专利技术是通过以下技术方案实现的： ，所述方法包括： (1)应用自然伽玛能谱测井资料和岩心实验数据建立粘土矿物组分预测模型，预 测出粘土矿物组分相对含量； (2)建立粘土矿物总量预测模型，预测出粘土矿物总量绝对含量； (3)预测粘土矿物组分绝对含量。 所述步骤⑴包括： (11)对自然伽玛能谱测井资料进行处理，在原有铀值、钍值、钾值曲线基础上，通 过下列计算模型，新增钍铀比值、钍钾比值、铀钾比值、无铀伽玛曲线：式中：RTh/u、RTh/K、Ru/K分别为钍铀比值、钍钾比值、铀钾比值曲线；w(K)、w(Th)、w(U)、w(KTH)分别为钾、社、铀、无铀伽玛曲线，单位分别为％，ppm， ppm,API； (12)建立粘土矿物组分预测模型，并利用岩心实验分析资料，求得粘土矿物组分 预测模型中的地区经验系数值： 式中yi、y2、y3、y4分别为蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石的粘土矿物组分含量， Xi、x2、x3、x4、x5、x6分别为钾、社、铀、社铀比值、社钾比值、铀钾比值测井曲线值，a:. . .a3、 bi. ? ?bg、Ci. ? ?C3、di. ? ? (I3、ei. ? ?03、f"i. ? ?f*3、gi. ? ?心为地区^11验系数； (13)应用所述粘土矿物组分预测模型，利用自然伽玛能谱测井曲线值预测得出页 岩气储层的粘土矿物组分相对含量。 所述步骤（2)是这样实现的： (21)改进原有泥质含量计算模型，建立粘土矿物总量预测模型： 利用无铀伽玛曲线值计算出粘土含量指数CALY，之后再将粘土含量指数转化为粘 土矿物总量VeAW，建立粘土矿物总量预测模型： 式中：qKTh、（qKTh)_、（qKTh)_分别为无铀伽玛曲线值、纯泥页岩的无铀伽玛值、纯砂 岩地层的无铀伽玛值；VeAW的单位为％ ;G⑶R为地层常数，新地层取1，老地层取2 ; (23)将无铀伽玛曲线值、纯泥页岩的无铀伽玛值和纯砂岩地层的无铀伽玛值代入 粘土矿物总量预测模型，求得页岩气储层粘土矿物总量绝对含量。 所述步骤（3)是这样实现的： 利用如下数理模型将步骤（1)得到的粘土矿物组分相对含量和步骤（2)得到的粘 土矿物总量绝对含量进行转化，最终预测出页岩气储层粘土矿物组分绝对含量： 式中Zpz2、z3、z4为粘土矿物组分绝对含量，单位为％。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术方法简单快捷，预测结果可靠性 高，为页岩气储层评价及储层敏感性分析提供了可靠理论依据，同时大幅提高了页岩气储 层的勘探经济效益。【附图说明】 图1为本专利技术方法的步骤框图。 图2为粘土矿物组分预测模型效果图。 图3为定性分析识别各类泥页岩粘土矿物类型。 图4为本专利技术成果图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述： 预测页岩气储层粘土矿物及其组分含量的方法 本专利技术原理上首先应用自然伽玛能谱测井资料和岩心实验数据建立粘土矿物组 分预测模型，预测出粘土矿物组分相对含量，然后建立粘土矿物总量预测模型，预测出粘土 矿物总量绝对含量，最终预测出页岩气储层粘土矿物及其组分绝对含量。 具体实现方法为： (1)预测粘土矿物组分相对含量 ①自然伽玛能谱测井资料进行处理，在原有铀值、钍值、钾值曲线基础上，通过下 列计算模型，新增钍铀比值、钍钾比值、铀钾比值、无铀伽玛曲线；式中：RTh/u、RTh/K、Ru/K分别为钍铀比值、钍钾比值、铀钾比值曲线；w(K)、w(Th)、w(U)、w(KTH)分别为钾、社、铀、无铀伽玛曲线，单位分别为％，ppm， ppm,API； ②建立粘土矿物组分预测模型，并利用岩心实验分析等资料，求得粘土矿物组分 预测模型中地区经验系数值； 式中yi、y2、y3、y4分别为蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石等粘土矿物组分含量， Xi、x2、x3、x4、x5、x6分别为钾、社、铀、社铀比值、社钾比值、铀钾比值测井曲线值，a:. . .a3、 bp? ?b3、Cp? ?c3、山.? ?d3、e" ? ?e3、A. ? ?f3、gp? ?g3 为地区经验系数。 -个岩石实验分析得到对应深度的粘土矿物组分相对含量，即蒙脱石、伊利石、高 岭石、绿泥石等粘土矿物组分的相对含量，同时这一深度的测井曲线值已知，即知道这一深 度的钾、钍、铀、钍铀比值、钍钾比值、铀钾比值测井曲线值。此时，上述方程组中，yl、y2、y3、 y4 和xl、x2、x3、x4、x5、x6 都是已知的，那么就可以求得a" ? ?aybp? ?bpCp? ? (^、山.? ?d3、 ep. .e3、fp. .f3、gp. .g3。但是，岩石实验分析求得的只可能是离散的数据点，而建立起上 述方程，代入连续的测井曲线值，就可以得到每个深度点的粘土矿物组分含量。 ③应用所述粘当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预测页岩气储层粘土矿物及其组分含量的方法，其特征在于：所述方法包括：(1)应用自然伽玛能谱测井资料和岩心实验数据建立粘土矿物组分预测模型，预测出粘土矿物组分相对含量；(2)建立粘土矿物总量预测模型，预测出粘土矿物总量绝对含量；(3)预测粘土矿物组分绝对含量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭旭升，郭彤楼，胡东风，魏志红，王燕，黄仁春，冯明刚，李素兰，黄朝辉，刘帅，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司勘探南方分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11