一种混积烃源岩TOC含量和岩性组分测定方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种混积烃源岩TOC含量和岩性组分测定方法及应用。所述方法包括：得到岩石样品的无机矿物种类、无机矿物含量、无机孔孔隙结构信息以及有机质的含量、有机孔孔隙结构信息；建立混积烃源岩弹性模量模型，获得对TOC含量最敏感的弹性参数、对岩性变化次敏感的弹性参数，根据混积烃源岩样品统计结果，给定矿物组分和TOC含量分布范围，计算每一组岩性组合和每一个TOC含量所对应的密度和泊松比，建立密度和泊松比两参数交互的岩石物理模板；将地震叠前道集进行叠前同步反演，获得纵波速度、横波速度、密度，然后将纵波速度和横波速度转化成泊松比；将密度和泊松比投影到岩石物理模板上，采用模板映射法计算目的层烃源岩的TOC含量和岩性组分。

A METHOD FOR DETERMINING TOC CONTENT AND LITHOLOGICAL COMPONENTS IN MIXED SOURCE ROCKS AND ITS APPLICATION

The invention provides a method for determining TOC content and lithologic composition of mixed hydrocarbon source rocks and its application. The methods include: obtaining the information of inorganic mineral species, inorganic mineral content, inorganic pore structure, organic matter content and organic pore structure of rock samples; establishing the elastic modulus model of mixed hydrocarbon source rocks, obtaining the most sensitive elastic parameters to TOC content and the Sub-sensitive elastic parameters to lithologic changes, and giving ore according to the statistical results of mixed hydrocarbon source rocks samples. The distribution range of component and TOC content is calculated, the density and Poisson's ratio corresponding to each lithologic combination and TOC content are calculated, and the rock physical model of interaction between density and Poisson's ratio is established. The seismic prestack gather is inverted synchronously before stack, and the P-wave velocity, S-wave velocity and density are obtained. Then the P-wave velocity and S-wave velocity are converted into Poisson's ratio. The TOC content and lithologic composition of target source rocks are calculated by template mapping method.

【技术实现步骤摘要】
一种混积烃源岩TOC含量和岩性组分测定方法及应用
本专利技术涉及地球物理勘探中的地震岩石物理模型及地震叠前反演领域，具体涉及一种混积烃源岩TOC含量和岩性组分测定方法及应用。
技术介绍
近年来，随着人类对能源需求的日益增加，致密油气等非常规资源已成为全球石油勘探开发的重点关注领域。致密油是储集在覆压基质渗透率小于或等于0.1mD的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集层中的石油。中国陆相致密油储层主要为湖相前三角洲亚相和半深湖-深湖相重力流亚相等环境下沉积的细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、云质岩、泥灰岩等。受湖盆规模、古地貌、古气候和沉积物源等因素的综合控制，陆相致密油储层相带变化快、厚度变化大、薄层和薄互层居多、展布规模相对较小，岩性组合多样，储层非均质性强。因此，陆相致密油“甜点”预测面临着比海相更高的技术难度和挑战。准噶尔盆地二叠系致密油主要发育在中—下二叠统，储层以陆源碎屑与碳酸盐岩等组分混合沉积形成的混积岩为主，储层岩性主要有云屑砂岩、砂屑云岩、微晶云岩、云质粉砂岩和泥质粉砂岩；主力烃源岩岩性为灰黑色泥岩、白云质泥岩，有机质类型为Ⅰ型与Ⅱ型为主，RO为0.6％-1.6％。研究表明，陆相湖盆中发育的优质烃源岩是形成规模致密油的物质基础，总有机碳含量(TOC)是评价烃源岩生烃能力和致密油甜点区品质的一个重要指标。目前国际上通用的TOC预测基本上是通过实验室测量和测井计算两种途径获得，利用测井资料评价烃源岩有机碳含量的方法主要包括经验统计法、重叠法、核磁共振与密度测井组合的干酪根含量转换法三大类。经验统计法(岩心刻度测井法)是指在取心井段，应用数学方法(如最小二乘法)建立测井资料和岩心分析TOC含量之间的统计关系，然后使用这些统计模型在全井段，甚至在整个地区进行TOC含量定量计算，如Fertl和Chilinger(1988)采取了多元地质统计的方法，以GR、CNL、DEN和AC曲线作为输入参数，建立了有机碳的多参数评价模型。经验模型方法具有简单直观、可操作性强的特点，但是不具有普遍性，需要针对每个地区甚至每口井的岩心数据和测井资料建立统计模型。重叠法评价有机碳含量是指利用两条能够反映有机质含量变化的敏感测井曲线重叠显示于同一曲线道中，在不含有机质的层段中两条曲线重叠，在含有有机质的源岩中两条曲线发生分离，建立两条曲线的分开距离与有机碳含量间的关系，以实现评价有机碳含量的目的。测井岩石学与岩石物理特征研究表明，电阻率、声波、中子对烃源岩的敏感性最好，密度次之，自然伽马最差。Passey(1989)提出了利用声波、电阻率曲线重叠法技术预测不同成熟条件下的TOC。虽然重叠法在一些页岩气储层的应用中取得了较好的效果，但是它需要核磁共振测井、元素俘获测井等先进的测井资料，限制了它在缺乏先进测井资料地区的应用，导致其不可能成为一种广泛应用的有机碳含量测井评价方法。核磁共振与密度测井组合的干酪根含量转换方法原理是：烃源岩主要由岩石骨架、固体有机质和孔隙流体等三部分组成。核磁共振测井计算的孔隙度几乎与岩石固体部分无关，而密度测井的孔隙度则反映干酪根和孔隙流体之和，因此，这两者的孔隙度差异就是干酪根孔隙度，然后再将干酪根孔隙度转化成TOC含量。利用地震资料直接定量预测TOC的方法和技术鲜有报道，尤其对于烃源岩为混积岩时，岩性复杂造成的弹性性质与TOC之间的关系一般为非线性，为了获得烃源岩TOC的横向展布，必须对地震预测TOC的方法做进一步的研究。
技术实现思路
针对目前缺乏混合岩性烃源岩TOC含量地震定量预测方法的问题，本专利技术基于双骨架模型计算得到含有机质泥页岩的纵横波速度，分析了对TOC含量敏感的弹性参数为密度和泊松比，建立了密度和泊松比交汇的TOC定量预测岩石物理模板，将叠前反演得到的密度和泊松比投影到前述建立的岩石物理模板上，采用模板映射法获得烃源岩层段的TOC含量与烃源岩岩性组合，由此可判断目的层烃源岩发育品质。本专利技术的一个目的在于提供一种混积烃源岩TOC含量和岩性组分测定方法；本专利技术的另一目的在于提供所述的混积烃源岩TOC含量和岩性组分测定方法的应用。为达上述目的，一方面，本专利技术提供了一种混积烃源岩TOC含量和岩性组分测定方法，其中，所述方法包括如下步骤：(1)通过混积烃源岩岩石物理实验观测数据，得到岩石样品的无机矿物种类、无机矿物含量、无机孔孔隙结构信息以及有机质的含量、有机孔孔隙结构信息；(2)根据步骤(1)获得的岩石样品的无机矿物种类、无机矿物含量、无机孔孔隙结构信息以及有机质的含量、有机孔孔隙结构信息，建立混积烃源岩弹性模量模型，通过计算分析获得对TOC含量最敏感的弹性参数、以及对岩性变化次敏感的弹性参数，然后根据研究区混积烃源岩样品统计结果，给定矿物组分和TOC含量分布范围，计算每一组岩性组合和每一个TOC含量所对应的密度和泊松比，建立密度和泊松比两参数交互的岩石物理模板；(3)将地震叠前道集进行叠前同步反演，获得纵波速度、横波速度、密度，然后应用岩石物理公式将纵波速度和横波速度转化成泊松比；(4)将步骤(3)反演得到的密度和泊松比投影到步骤(2)建立的密度和泊松比交互的岩石物理模板上，采用模板映射法计算目的层烃源岩的TOC含量和岩性组分。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，步骤(1)是利用X衍射、EDS矿物成分检测技术、扫描电镜和图像处理技术来获得岩石样品的无机矿物种类、无机矿物含量、孔隙结构信息以及有机质的含量、孔隙结构信息。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，步骤(2)所述的对TOC含量敏感的弹性参数为密度ρ；对岩性变化次敏感的弹性参数为泊松比σ。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，步骤(2)所述建立混积烃源岩弹性模量模型包括：(a)利用公式(1)和(2)计算得到混积烃源岩岩石样品的干酪根骨架的等效体积模量和等效剪切模量其中分别是混积烃源岩岩石样品的干酪根体积模量和剪切模量，分别是混积烃源岩岩石样品的干酪根骨架孔隙流体的体积模量和剪切模量，是混积烃源岩岩石样品的干酪根的泊松比，ch是干酪根孔隙度；(b)利用公式(3)和(4)计算得到混积烃源岩岩石样品的无机物骨架的体积模量和等效剪切模量其中Km、Gm分别是混积烃源岩岩石样品的无机物骨架的矿物颗粒体积模量和剪切模量，Kp、Gp分别是无机物骨架孔隙流体的体积模量和剪切模量，νm是混积烃源岩岩石样品的无机物骨架的泊松比，cl是混积烃源岩岩石样品的无机物骨架孔隙度；(c)将步骤(a)得到的干酪根骨架的等效体积模量和等效剪切模量以及步骤(b)得到的无机物骨架的体积模量和等效剪切模量代入公式(5)和(6)得到含有不同岩性成分的混积烃源岩在不同TOC下的体积模量K*和剪切模量G*：其中α是干酪根的体积含量；(d)根据公式(7)计算混积烃源岩的密度ρ*：上式中为无机物骨架密度，其中ρi是无机矿物i组分的密度，vi是i组分体积含量；ρpb为干酪根密度，ρw为干酪根骨架孔隙流体密度，φ为干酪根骨架孔隙度；(e)根据岩石物理弹性参数关系式，进一步计算得到纵波速度Vp、横波速度Vs、纵波阻抗Ip、纵横波波速比Vp/Vs、杨氏模量E、泊松比σ，然后通过参数扰动分析得到对TOC含量最敏感的弹性参数和对岩性变化次敏感的弹性参数。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，步骤(2)还包括当TO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混积烃源岩TOC含量和岩性组分测定方法，其中，所述方法包括如下步骤：(1)通过混积烃源岩岩石物理实验观测数据，得到岩石样品的无机矿物种类、无机矿物含量、无机孔孔隙结构信息以及有机质的含量、有机孔孔隙结构信息；(2)根据步骤(1)获得的岩石样品的无机矿物种类、无机矿物含量、无机孔孔隙结构信息以及有机质的含量、有机孔孔隙结构信息，建立混积烃源岩弹性模量模型，通过计算分析获得对TOC含量最敏感的弹性参数、以及对岩性变化次敏感的弹性参数，然后根据研究区混积烃源岩样品统计结果，给定矿物组分和TOC含量分布范围，计算每一组岩性组合和每一个TOC含量所对应的密度和泊松比，建立密度和泊松比两参数交互的岩石物理模板；(3)将地震叠前道集进行叠前同步反演，获得纵波速度、横波速度、密度，然后应用岩石物理公式将纵波速度和横波速度转化成泊松比；(4)将步骤(3)反演得到的密度和泊松比投影到步骤(2)建立的密度和泊松比交互的岩石物理模板上，采用模板映射法计算目的层烃源岩的TOC含量和岩性组分。

【技术特征摘要】
1.一种混积烃源岩TOC含量和岩性组分测定方法，其中，所述方法包括如下步骤：(1)通过混积烃源岩岩石物理实验观测数据，得到岩石样品的无机矿物种类、无机矿物含量、无机孔孔隙结构信息以及有机质的含量、有机孔孔隙结构信息；(2)根据步骤(1)获得的岩石样品的无机矿物种类、无机矿物含量、无机孔孔隙结构信息以及有机质的含量、有机孔孔隙结构信息，建立混积烃源岩弹性模量模型，通过计算分析获得对TOC含量最敏感的弹性参数、以及对岩性变化次敏感的弹性参数，然后根据研究区混积烃源岩样品统计结果，给定矿物组分和TOC含量分布范围，计算每一组岩性组合和每一个TOC含量所对应的密度和泊松比，建立密度和泊松比两参数交互的岩石物理模板；(3)将地震叠前道集进行叠前同步反演，获得纵波速度、横波速度、密度，然后应用岩石物理公式将纵波速度和横波速度转化成泊松比；(4)将步骤(3)反演得到的密度和泊松比投影到步骤(2)建立的密度和泊松比交互的岩石物理模板上，采用模板映射法计算目的层烃源岩的TOC含量和岩性组分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)是利用X衍射、EDS矿物成分检测技术、扫描电镜和图像处理技术来获得岩石样品的无机矿物种类、无机矿物含量、孔隙结构信息以及有机质的含量、孔隙结构信息。3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)所述的对TOC含量敏感的弹性参数为密度ρ；对岩性变化次敏感的弹性参数为泊松比σ。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)所述建立混积烃源岩弹性模量模型包括：(a)利用公式(1)和(2)计算得到混积烃源岩岩石样品的干酪根骨架的等效体积模量和等效剪切模量其中分别是混积烃源岩岩石样品的干酪根体积模量和剪切模量，分别是混积烃源岩岩石样品的干酪根骨架孔隙流体的体积模量和剪切模量，是混积烃源岩岩石样品的干酪根的泊松比，ch是干酪根孔隙度；(b)利用公式(3)和(4)计算得到混积烃源岩岩石样品的无机物骨架的体积模量和等效剪切模量其中Km、Gm分别是混积烃源岩岩石样品的无机物骨架的矿物颗粒体积模量和剪切模量，Kp、Gp分别是无...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢明辉，孙卫涛，晏信飞，曹宏，
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