CN106569284B - 页岩有机质碳化的判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种页岩有机质碳化的判断方法，包括：将测井电阻率值小于或等于预设电阻率值的多块页岩样品中每块样品分成至少三等份；确定该每块样品中的第一份样品的有机碳含量TOC，后确定其与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值是否为负相关；若为负相关，则确定该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，和该每块样品中的第三份样品中导电矿物组分含量；若该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，与该每块样品中的第三份样品导电性矿物组分含量不存在负相关，则确定所述每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。从而准确确定页岩电阻率降低的原因是否为有机质碳化，继而准确评价页岩气资源。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气勘探开发技术领域，涉及一种页岩有机质碳化的判断方法。
背景技术
目前，页岩气勘探开发已经成为非常规油气勘探当中最为重要的勘探目标，我国南方有机质页岩分布广泛，沉积厚度较大，有机质丰度高，具有良好的油气勘探潜力。然而，我国南方地区后期普遍经历了复杂的构造运动，加之地层时代老，有机质演化程度普遍较高，达到高过成熟度，容易出现有机质碳化或石墨化的现象。
由于甲烷等页岩气主要存在于页岩中的有机质孔隙内，而有机质的碳化或者石墨化，一方面使得有机质的孔隙空间不断减小，另一方面使得有机质生烃潜力变弱，最终导致页岩含气量的降低。因此页岩有机质是否碳化或石墨化对页岩气资源潜力评价具有不可忽视的作用。虽然，页岩中有机质碳化会使得页岩的电阻率降低，但是，使页岩的测井电阻率的降低的因素还包括其他因素。
因而，在页岩的测井电阻率降低的情况下，如何准确页岩是否存在有机质碳化显得格外重要。
发明内容
本发明提供一种页岩有机质碳化的判断方法，以准确确定页岩是否存在有机质碳化，继而准确评价页岩气资源。
本发明提供一种页岩有机质碳化的判断方法，包括：
将测井电阻率值小于或等于预设电阻率值的多块页岩样品中每块样品分成至少三等份；不同块的页岩样品对应的井的深度不同；
确定所述每块样品中的第一份样品的有机碳含量TOC；
确定所述每块样品中第一份样品的有机碳含量TOC，与所述每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值是否为负相关；
若所述每块样品中一份样品的TOC，与所述每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关，则确定所述每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，和所述每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量；
根据所述每块样品中的第二份样品的干样电阻率值和所述每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量，确定所述每块样品的干样电阻率值与导电矿物组分含量是否相关；
若所述每块样品的干样电阻率值，与所述每块样品的导电矿物组分含量不相关，则确定所述每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。
本发明提供的页岩有机质碳化的判断方法，将测井电阻率值小于或等于预设电阻率值的多块页岩样品中每块样品分成至少三等份；不同块的页岩样品对应的井的深度不同；确定该每块样品中的第一份样品的有机碳含量TOC；确定该每块样品中第一份样品的有机碳含量TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值是否为负相关；若该每块样品中一份样品的TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关，则确定该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，和该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量；根据该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值和该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量，确定该每块样品的干样电阻率值与导电矿物组分含量是否相关；若该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，与该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量不存在负相关，则确定所述每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。从而准确确定页岩电阻率降低的原因是否为有机质碳化，继而准确评价页岩气资源。
附图说明
图1为本发明用于页岩有机质碳化的判断方法的流程图；
图2为本发明提供的页岩井中深度与电阻率的对应曲线图；
图3为本发明每块样品中第一份样品的有机碳含量TOC，与每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值的对应曲线图；
图4为本发明每块样品的干样电阻率值与每块样品的导电矿物组分含量的对应曲线图；
图5为本发明提供的另一种岩有机质碳化的判断方法的流程图；
图6为本发明每块样品的干样电阻率值与每块样品的TOC的对应曲线图；
图7为本发明提供的又一种用于页岩有机质碳化的判断方法的流程图；
图8为本发明提供的再一种页岩有机质碳化的判断方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种判断页岩有机质碳化或石墨化的方法。图1为本发明用于页岩有机质碳化的判断方法的流程图。如图1所示，该方法可包括如下步骤：
S101、将测井电阻率值小于或等于预设电阻率值的多块页岩样品中每块样品分成至少三等份；不同块的页岩样品对应的井的深度不同。
其中，该测井电阻率数值可以是根据每口井的测井资料获取。该多块页岩样品可以为每口井中的至少30块页岩样品，该预设电阻率值例如可以为60Ω·m。该多块页岩样品例如可以为该每口井中预设深度段对应的页岩样品。
举例来说，图2为本发明提供的页岩井中深度与电阻率的对应曲线图。如图2所示，该页岩井中2500m-2700m深度对应的电阻率均小于100Ω·m，其中，2550m-2700m深度对应的电阻率小于60Ω·m，并且2590m-2700m深度段对应的电阻率甚至小于1Ω·m。因而，该方法中可以是从该页岩井2550-2700m深度层选取该多块页岩样品。
S102、确定该每块样品中的第一份样品的有机碳含量(Total Organic Carbon，简称TOC)。
具体地，该S102中可以是按照GB/T 19145-2003《沉积岩中总有机碳的测定》标准对该每块样品中的第一份样品进行测定，从而确定该每块样品中的第一份样品的TOC。
可选的，如上所述的有机碳含量包括未完全裂解的干酪根和固体沥青，所述固体沥青为演化中间产物液态烃相关的固体沥青等。
S103、确定该每块样品中第一份样品的TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值是否为负相关。
具体地，S103中可以是该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值是否随着该每块样品中第一份样品的TOC的增加而降低，若是，则确定该每块样品中第一份样品的TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关。
举例来说，图3为本发明每块样品中第一份样品的有机碳含量TOC，与每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值的对应曲线图。图3中横坐标为TOC，纵坐标为测井电阻率。如图3可知，该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值随着该每块样品中第一份样品的TOC的增加而降低，因而可确定该每块样品中第一份样品的TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关。
S104、若该每块样品中第一份样品的TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关，则确定该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值。
具体地，该S104中可以是按照GB/T 1410-2006《材料体积电阻率和表面电阻率实验方法》标准对该每块样品中的第二份样品进行测定，得到该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值。
若该每块样品中第一份样品的TOC与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关，则确定该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值较小可能与有机质碳化有关，因而需要继续确定该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，进而继续判断，确定最终因素。
需要说明的是，该每块样品中第一份样品的TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为正相关或不相关，则确定该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值较小是由于其他因素导致，而与有机质碳化无关。
S105、确定该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量。
具体地，该S105中可以是按照SY/T 5163-2010《沉积岩中粘土矿物和常见非粘土矿物X射线衍射分析方法》标准对该每块样品中的第三份样品进行X射线衍射(X-RayDiffraction)测定，确定该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量。可选的，该导电矿物组分含量例如可以包括：黄铁矿、菱铁矿等矿物中至少一种矿物的组分含量。
S106、根据该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值和该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量，确定该每块样品的干样电阻率值和该每块样品的导电矿物组分含量是否相关。
具体地，该S106中可以是根据该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值确定该每块样品的干样电阻率值，根据该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量确定该每块样品的导电矿物组分含量，继而确定该每块样品的干样电阻率值和该每块样品的导电矿物组分含量是否相关。
举例来说，图4为本发明每块样品的干样电阻率值与每块样品的导电矿物组分含量的对应曲线图。图4中横坐标为导电矿物组分含量，纵坐标为干样电阻率值。如图4可知，每块样品的干样电阻率值不随着该每块样品的导电矿物组分含量的变化而变化，则该每块样品的干样电阻率值和该每块样品的导电矿物组分含量不相关。
S107、若该每块样品的干样电阻率值，与该每块样品的导电矿物组分含量不相关，则确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。
若该每块样品的干样电阻率值与该每块样品的导电矿物组分含量不相关，则确定该每块样品对应的井的深度的测井电阻率值较小是由于有机质碳化导致的，因而可确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。
对应的，若该每块样品的干样电阻率值与该每块样品的导电矿物组分含量存在负相关，则确定该每块样品对应的井的深度的测井电阻率值较小可能是由于页岩中的矿物组分导致的。
本发明提供的页岩有机质碳化的判断方法，将测井电阻率值小于或等于预设电阻率值的多块页岩样品中每块样品分成至少三等份；不同块的页岩样品对应的井的深度不同；确定该每块样品中的第一份样品的有机碳含量TOC；确定该每块样品中第一份样品的有机碳含量TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值是否为负相关；若该每块样品中一份样品的TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关，则确定该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，和该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量；确定该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，与该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量是否为负相关；若该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，与该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量；若该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，与该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量不存在负相关，则确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。从而准确确定页岩电阻率降低的原因是否为有机质碳化，继而准确评价页岩气资源。
可选的，在如上所述的方法的基础上，本发明还提供一种页岩有机质碳化的判断方法。图5为本发明提供的另一种岩有机质碳化的判断方法的流程图。如图5所示，如上所述的S107中若该每块样品的干样电阻率值，与该每块样品的导电矿物组分含量不相关，则确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化可包括：
S501、若该每块样品的干样电阻率值，与该每块样品的导电矿物组分含量不相关，根据该每块样品中第一份样品的TOC和该每块样品的第二份样品的干样电阻率值确定该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值是否为负相关。
具体地，该S501中可以是根据该每块样品中第一份样品的TOC确定该每块样品的TOC，根据该每块样品的第二份样品的干样电阻率值确定该每块样品的干样电阻率值，继而确定该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值是否为负相关。该方法中可以是确定该每块样品的干样电阻率值是否随着该每块样品的TOC的增加而降低，若是，则确定该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值为负相关。
S502、若该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值为负相关，则进一步确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。
若该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值为负相关，则可确定该每块样品对应的井的深度的测井电阻率值较小是由于有机质碳化导致的，因而可确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。
对应的，若该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值不相关或正相关，则可确定该每块样品对应的井的深度的测井电阻率值较小可能是由于其他因素导致的，而并非有机质碳化所导致的。
举例来说，图6为本发明每块样品的干样电阻率值与每块样品的TOC的对应曲线图。该图6中，横坐标表示TOC、纵坐标表示干样电阻率值。根据图6可知，该每块样品的干样电阻率值随着该每块样品的TOC的增加而降低，因而可确定该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值为负相关。
该页岩有机质碳化的判断方法在如上所述的方法的基础上，若该每块样品的干样电阻率值与该每块样品的导电矿物组分含量不相关，还根据该每块样品中第一份样品的TOC和该每块样品的第二份样品的干样电阻率值确定该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值是否为负相关，若该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值为负相关，则确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化，可使得页岩有机质碳化的确定更加准确，从而使得页岩气资源的评价更佳准确。
可选的，在如上所述的方法的基础上，本发明还提供一种页岩有机质碳化的判断方法。图7为本发明提供的又一种用于页岩有机质碳化的判断方法的流程图。可选的，如上所述的每块样品可包括至少四等份。如图7所示，该方法在如上所述的S102中确定每块样品中的第一份样品的有机碳含量TOC之前，该方法还可包括：
S701、确定该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标。
具体地，该S701中可以是先确定该每块样品对应的有机质成熟度指标的类型，继而根据该类型的指标确定该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标。
S702、判断该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标是否大于或等于预设的有机质成熟度指标。
S703、若该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标大于或等于该预设的有机质成熟度指标，则确定该每块样品中的第一份样品的TOC。
该方法中可以是通过判断该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标值是否大于或等于预设的有机质成熟度指标值，并根据判断结果进行样品筛选，举例来说，选取镜质体反射率值作为有机质成熟度大于或等于该预设的镜质体反射率值的样品。其中，该预设的镜质体反射率值例如可以为2％。
由于有机质碳化或石墨化存在于有机质成熟度较高的岩层中，该方法中通过进行样品筛选，选取有机质成熟度较高的样品进行实验检测，有助于避免实验资源的浪费，并且可使得页岩有机质碳化的确定更加准确，从而使得页岩气资源的评价更佳准确。
可选的，在如上所述的S702中确定该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标之前，该方法还可包括：
根据该每块样品对应的井的深度的岩层的地层时代和/或该每块样品对应的井的深度的岩层所在地区，确定该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标的类型；不同地层时代和/或不同地区对应的有机质成熟度指标的类型不同。
可选的，该有机质成熟度指标包括：镜质体反射率、沥青反射率和激光拉曼光谱参数等中至少一种。
举例来说，对下古生界南方地区来说，缺乏镜质组且成熟度偏高，应根据激光拉曼光谱参数测试其成熟度，并结合沥青质体反射率的测试与换算进行辅助测试；对下古生界北方地区应选择沥青反射率指标；对上古生界、中生界以及新生界则首选镜质组反射率指标测试其成熟度。
可选的，如上所述的S104中确定第二份样品的干样电阻率值之前，该方法还可包括：
对每块样品中的第二份样品进行干燥处理。
该方法中，在第二份样品的干样电阻率值之前，先对第二份样品进行干燥处理，可使得测定得到的干样电阻率值更准确。
可选的，本发明还提供一种页岩有机质碳化的判断方法。图8为本发明提供的再一种页岩有机质碳化的判断方法的流程图。如图8所示，该方法可包括如下步骤：
S801、将测井电阻率值小于或等于预设电阻率值的多块页岩样品中每块样品分成四等份；不同块的页岩样品对应的井的深度不同。
其中，该测井电阻率数值可以是根据每口井的测井资料获取。该多块页岩样品可以为每口井中的至少30块页岩样品，该预设电阻率值例如可以为60Ω·m。该多块页岩样品例如可以为该每口井中预设深度段对应的页岩样品。
S802、确定该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标。
具体地，该S802中可以是先确定该每块样品对应的有机质成熟度指标的类型，继而根据该类型的指标确定该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标。
S803、判断该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标是否大于或等于预设的有机质成熟度指标。
S804、若该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标大于或等于该预设的有机质成熟度指标，则确定该每块样品中的第一份样品的TOC。
该方法中可以是通过判断该每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标是否大于或等于预设的有机质成熟度指标，并根据判断结果对进行样品筛选，选取镜质体反射率值大于或等于该预设的镜质体反射率值的样品。其中，该预设的镜质体反射率值例如可以为2％。
S805、确定该每块样品中第一份样品的TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值是否为负相关。
具体地，S805中可以是该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值是否随着该每块样品中第一份样品的TOC的增加而降低，若是，则确定该每块样品中第一份样品的TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关。
S806、若该每块样品中第一份样品的TOC，与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关，则确定该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值。
若该每块样品中第一份样品的TOC与该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关，则确定该每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值较小可能与有机质碳化有关，因而需要继续确定该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，进而继续判断，确定最终因素。
S807、确定该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量。
S808、根据该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值和该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量，确定该每块样品的干样电阻率值和该每块样品的导电矿物组分含量是否相关。
具体地，该S808中可以是根据该每块样品中的第二份样品的干样电阻率值确定该每块样品的干样电阻率值，根据该每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量确定该每块样品的导电矿物组分含量，继而确定该每块样品的干样电阻率值和该每块样品的导电矿物组分含量是否相关。
S809、若该每块样品的干样电阻率值，与该每块样品的导电矿物组分含量不相关，则确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。
若该每块样品的干样电阻率值与该每块样品的导电矿物组分含量不相关，则确定该每块样品对应的井的深度的测井电阻率值较小是由于有机质碳化导致的，因而可确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。
S810、再根据该每块样品中第一份样品的TOC和该每块样品的第二份样品的干样电阻率值确定该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值是否为负相关。
具体地，该S810中可以是根据该每块样品中第一份样品的TOC确定该每块样品的TOC，根据该每块样品的第二份样品的干样电阻率值确定该每块样品的干样电阻率值，继而确定该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值是否为负相关。该方法中可以是确定该每块样品的干样电阻率值是否随着该每块样品的TOC的增加而降低，若是，则确定该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值为负相关。
S811、若该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值为负相关，则进一步确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。
若该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值为负相关，则可确定该每块样品对应的井的深度的测井电阻率值较小是由于有机质碳化导致的，因而可确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化。
上述页岩有机质碳化的判断方法，该方法首先通过进行样品筛选，选取有机质成熟度较高的样品进行实验检测，有助于避免实验资源的浪费，并且在每块样品的干样电阻率值与该每块样品的导电矿物组分含量不相关的情况下，还根据该每块样品中第一份样品的TOC和该每块样品的第二份样品的干样电阻率值确定该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值是否为负相关，若该每块样品的TOC和该每块样品的干样电阻率值为负相关，则确定该每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化，可使得页岩有机质碳化的确定更加准确，从而使得页岩气资源的评价更佳准确。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种页岩有机质碳化的判断方法，其特征在于，包括：
将测井电阻率值小于或等于预设电阻率值的多块页岩样品中每块样品分成至少四等份；不同块的页岩样品对应的井的深度不同；
确定所述每块样品中的第一份样品的有机碳含量TOC；
确定所述每块样品中第一份样品的有机碳含量TOC，与所述每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值是否为负相关；
若所述每块样品中一份样品的TOC，与所述每块样品中对应的井的深度的测井电阻率值为负相关，则确定所述每块样品中的第二份样品的干样电阻率值，和所述每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量；
根据所述每块样品中的第二份样品的干样电阻率值和所述每块样品中的第三份样品的导电矿物组分含量，确定所述每块样品的干样电阻率值与具有导电性的矿物组分含量是否相关；
若所述每块样品的干样电阻率值，与所述每块样品导电矿物组分含量导电矿物组分含量不相关，则确定所述每块样品对应的井的深度的岩层存在有机质碳化现象；
所述确定所述每块样品中的第一份样品的有机碳含量TOC之前，所述方法还包括：
确定所述每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标；
判断所述每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标是否大于或等于预设的有机质成熟度指标；
若所述每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标大于或等于该预设的有机质成熟度指标，则确定所述每块样品中的第一份样品的TOC。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机质成熟度指标包括：镜质体反射率、沥青反射率和激光拉曼光谱参数中至少一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标之前，所述方法还包括：
根据所述每块样品对应的井的深度的岩层的地层时代和/或所述每块样品对应的井的深度的岩层所在地区，确定所述每块样品的第四份样品的有机质成熟度指标的类型；不同地层时代和/或不同地区对应的有机质成熟度指标的类型不同。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述有机碳含量包括未完全裂解的干酪根和固体沥青，所述固体沥青为演化中间产物液态烃相关的固体沥青。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述每块样品中的第二份样品的干样电阻率值之前，所述方法还包括：
对所述每块样品中的第二份样品进行干燥处理。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述导电矿物组分含量包括：黄铁矿和/或菱铁矿的组分含量。
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