一種頁巖儲層總有機碳toc含量預測方法
【專利摘要】本發明提供一種頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，該方法包括：基于單井TOC含量計算方程，擬合單井TOC含量曲線；計算單井彈性參數曲線；根據單井TOC含量曲線與單井彈性參數曲線的交會情況，建立TOC含量與彈性參數之間的關聯方程；基于三維地震疊前道集彈性參數反演方法，反演彈性參數；根據TOC含量與彈性參數之間的關聯方程，將反演得到的彈性參數轉換為TOC含量數據；應用TOC含量數據，沿頁巖儲層目的層預測TOC含量平面分布。本發明綜合應用測井資料、VSP測井成果和三維地震資料定量預測TOC含量平面分布，可以準確地評價頁巖氣儲層中總有機碳含量的平面分布，具有分析更全面、預測準確度更高、成本更低等優點。
【專利說明】一種頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及應用地球物理勘探【技術領域】，具體地，涉及一種頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法。
【背景技術】
[0002]常規總有機碳(Total Organic Carbon, TOC)含量評價方法，主要有兩種形式，一是應用巖心樣品資料的實驗室測試成果對儲層段TOC含量進行評價，該方法雖然精度高，但是只能獲得某些特定點上的TOC含量；二是應用經驗公式，通過測井資料計算TOC含量對儲層目的層段進行評價，該方法能夠獲得整個目的層段的TOC含量曲線，但無法刻畫TOC含量的平面分布。此外，國內在利用測井資料計算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算TOC含量，該方法需要先確定成熟度參數，同時該方法并沒有考慮密度對響應特征的影響，操作又比較復雜，這就大大降低了它的實用性和計算精度。
[0003]在應用地震屬性評價TOC含量方面，應用疊后地震資料振幅屬性可以定性評價儲層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性，甚至沒有相關性，用疊后屬性難以表征儲層TOC含量平面分布。即使疊后地震屬性與TOC含量有一定的相關性，也只能定性的表征TOC含量平面分布，無法定量化。
[0004]應用地震疊前道集資料，經過疊前道集彈性參數反演，以及多彈性參數與TOC含量的交會分析可以定量描述儲層TOC含量平面分布。但是，疊前道集彈性反演往往需要用到測井縱橫波曲線的約束，才能獲得真實可靠的反演成果。而實際測井資料中由于橫波測井較貴，橫波測井資料較少，甚至不做橫波測井。
[0005]垂直地震剖面(Vetical Seismic Profile, VSP)測井技術較成熟，由于其觀測系統的特殊性(檢波點直接布設在井孔內的目標層段上)，能夠直接有效地測試地層縱橫波速度，并且費用較低，僅是橫波測井的0.1-0.2倍。但是VSP測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反演的精度要求。
[0006]綜上所述，國內在TOC含量計算方面已取得一定的效果，但未見有綜合應用測井資料、VSP資料和地震資料共同定量預測頁巖儲層TOC含量的方法及流程，也未公開頁巖儲層TOC含量定量預測方法詳細描述和具體細節。
【發明內容】
[0007]本發明實施例的主要目的在于提供一種頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，以準確評價頁巖儲層中TOC含量的平面分布，為頁巖氣的開發提供準確的參數和依據。
[0008]為了實現上述目的，本發明實施例提供一種頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，包括:
[0009]基于單井TOC含量計算方程，利用目的層段巖心的TOC含量測試成果、頁巖儲層工區的測井資料，擬合單井TOC含量曲線；
[0010]利用頁巖儲層工區的垂直地震剖面VSP測井成果、所述測井資料，計算單井彈性參數曲線；
[0011]根據所述單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數曲線的交會情況，建立TOC含量與彈性參數之間的關聯方程；
[0012]基于三維地震疊前道集彈性參數反演方法，利用所述VSP測井成果、所述測井資料以及疊前共反射點道集，反演彈性參數；
[0013]根據所述TOC含量與彈性參數之間的關聯方程，將所述反演得到的彈性參數轉換為TOC含量數據；
[0014]應用所述TOC含量數據，沿頁巖儲層目的層預測TOC含量平面分布。
[0015]借助于上述技術方案，本發明綜合應用測井資料、VSP測井成果和三維地震資料定量預測TOC含量平面分布，可以準確地評價頁巖氣儲層中總有機碳含量的平面分布，綜合評價頁巖氣儲層的含氣性前景并圈定頁巖氣勘探開發的有利區域，為頁巖氣的開發提供重要的參數和依據，相比于現有技術，本發明具有分析更全面、預測準確度更高、成本更低等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發明提供的頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法流程示意圖；
[0018]圖2是本發明提供的某單井TOC含量曲線與單井彈性參數曲線交會示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0020]本發明提供一種頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，如圖1所示，該方法包括:
[0021]步驟SI，基于單井TOC含量計算方程，利用目的層段巖心的TOC含量測試成果、頁巖儲層工區的測井資料，擬合單井TOC含量曲線。
[0022]具體的，該步驟按照如下步驟執行:
[0023]步驟SI I，基于如下的單井TOC含量計算方程:
[0024]TOC = a* Δ Lg(Rt)+b*GR+c*AC+d*DEN
[0025]其中，TOC表示單井TOC含量；Rt表示電阻率測井曲線數據；GR表示自然伽馬測井曲線數據；AC表示聲波測井曲線數據；DEN表示密度測井曲線數據；
[0026]步驟S12，利用目的層段巖心的TOC含量測試成果，以及頁巖儲層工區的如下測井資料:電阻率測井曲線、自然伽馬測井曲線、聲波測井曲線、密度測井曲線；
[0027]步驟S13，采用多項式擬合方法，擬合單井TOC含量曲線。
[0028]該步驟應用目的層段的巖心TOC含量測試成果和自然伽馬測井/聲波測井/密度測井/電阻率測井成果，共同建立單井TOC含量計算方程，綜合考慮了地層的沉積環境特征(自然伽馬測井曲線)、彈性特征(聲波測井曲線與密度測井曲線)和電性特征(電阻率測井曲線)，相比于現有技術，能夠更加全面合理地分析地層TOC含量。
[0029]步驟S2，利用頁巖儲層工區的垂直地震剖面VSP測井成果、測井資料，計算單井彈性參數曲線。
[0030]具體的，該步驟按照如下步驟執行:
[0031]步驟S21，利用VSP縱波、橫波測井成果，計算單井縱橫波速度比曲線；
[0032]步驟S22，根據單井縱橫波速度比曲線、聲波測井曲線，計算單井橫波速度曲線；
[0033]步驟S23，根據單井橫波速度曲線、密度測井曲線，計算單井彈性參數曲線。
[0034]該步驟應用VSP測井驅動的方法預測單井橫波速度，能夠獲得與橫波測井方法相同的預測精度，但操作成本卻比橫波測井方法低。
[0035]步驟S3，根據單井TOC含量曲線與單井彈性參數曲線的交會情況，建立TOC含量與彈性參數之間的關聯方程。
[0036]該步驟中建立TOC含量與彈性參數之間的關聯方程，具體包括如下步驟:
[0037]步驟S31，根據單井TOC含量曲線與單井彈性參數曲線的交會情況，確定TOC含量與彈性參數的對應關系；
[0038]步驟S32，采用多項式擬合方法，利用TOC含量與彈性參數的對應關系，擬合TOC含量與彈性參數之間的關聯方程。
[0039]由于單井TOC含量曲線與單井彈性參數曲線的交會情況可能具有明顯的分段特征，例如圖2所示的曲線交會圖，3 % -6 % TOC含量段與彈性屬性15-30有較好的對應關系，而0% -3%的TOC含量段與彈性屬性30-50有較好的對應關系。考慮到這種分段情況，為了建立更加準確的關聯方程來表示TOC含量與彈性參數之間的關聯關系，本發明在確定單井TOC含量曲線與單井彈性參數曲線的交會情況具有分段特征時，首先將單井TOC含量曲線與單井彈性參數曲線按照分段特征進行分段，然后再針對每一段分別建立TOC含量與彈性參數之間的關聯方程。例如，對于圖2所示的曲線交會圖，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，針對以上兩段，分別確定TOC含量與彈性參數的對應關系，采用多項式擬合方法，擬合關聯方程。
[0040]相比于單調地尋找TOC含量與彈性參數線性關系或某種多項式關系(往往相關性較差)，本發明首先根據單井TOC含量曲線與單井彈性參數曲線的交會情況進行分段，再分別分析每一段的TOC含量與彈性參數的關聯性，這種方式擬合得到的關聯方程能夠更加準確地反映TOC含量與彈性參數的關聯性。
[0041]步驟S4，基于三維地震疊前道集彈性參數反演方法，利用VSP測井成果、測井資料以及疊前共反射點道集，反演彈性參數。
[0042]具體的，該步驟是將單井橫波速度曲線、VSP縱波測井成果、密度測井曲線用于反演約束，對疊前共反射點道集進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。
[0043]步驟S5，根據TOC含量與彈性參數之間的關聯方程，將反演得到的彈性參數轉換為TOC含量數據。
[0044]步驟S6，應用TOC含量數據，沿頁巖儲層目的層預測TOC含量平面分布。
[0045]具體的，當步驟S3中是根據單井TOC含量曲線與單井彈性參數曲線的交會情況分段后，又建立的關聯方程時，該步驟也需要相應地調整為:應用TOC含量數據，沿頁巖儲層目的層分段預測TOC含量平面分布。
[0046]綜上，本發明綜合應用測井資料、VSP測井成果和三維地震資料定量預測TOC含量平面分布，可以準確地評價頁巖氣儲層中總有機碳含量的平面分布，綜合評價頁巖氣儲層的含氣性前景并圈定頁巖氣勘探開發的有利區域，為頁巖氣的開發提供重要的參數和依據，相比于現有技術，本發明具有分析更全面、預測準確度更高、成本更低等優點。
[0047]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，其特征在于，包括: 基于單井TOC含量計算方程，利用目的層段巖心的TOC含量測試成果、頁巖儲層工區的測井資料，擬合單井TOC含量曲線； 利用頁巖儲層工區的垂直地震剖面VSP測井成果、所述測井資料，計算單井彈性參數曲線； 根據所述單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數曲線的交會情況，建立TOC含量與彈性參數之間的關聯方程； 基于三維地震疊前道集彈性參數反演方法，利用所述VSP測井成果、所述測井資料以及疊前共反射點道集，反演彈性參數； 根據所述TOC含量與彈性參數之間的關聯方程，將所述反演得到的彈性參數轉換為TOC含量數據； 應用所述TOC含量數據，沿頁巖儲層目的層預測TOC含量平面分布。
2.根據權利要求1所述的頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，其特征在于，所述的基于單井TOC含量計算方程，利用目的層段巖心的TOC含量測試成果、頁巖儲層工區的測井資料，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表示電阻率測井曲線數據；GR表示自然伽馬測井曲線數據；AC表示聲波測井曲線數據；DEN表示密度測井曲線數據； 步驟A2，利用目的層段巖心的TOC含量測試成果，以及頁巖儲層工區的如下測井資料:電阻率測井曲線、自然伽馬測井曲線、聲波測井曲線、密度測井曲線； 步驟A3，采用多項式擬合方法，擬合單井TOC含量曲線。
3.根據權利要求2所述的頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，其特征在于，所述的利用頁巖儲層工區的垂直地震剖面VSP測井成果、所述測井資料，計算單井彈性參數曲線，具體包括如下步驟: 步驟BI，利用VSP縱波、橫波測井成果，計算單井縱橫波速度比曲線； 步驟B2，根據所述單井縱橫波速度比曲線、所述聲波測井曲線，計算單井橫波速度曲線.步驟B3，根據所述單井橫波速度曲線、所述密度測井曲線，計算單井彈性參數曲線。
4.根據權利要求1所述的頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，其特征在于，所述的根據所述單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數曲線的交會情況，建立TOC含量與彈性參數之間的關聯方程，具體包括: 當所述單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數曲線的交會情況具有分段特征時，將所述單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數曲線分段，并針對每一段分別建立TOC含量與彈性參數之間的關聯方程。
5.根據權利要求1所述的頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，其特征在于，所述的建立TOC含量與彈性參數之間的關聯方程，具體包括如下步驟: 步驟Cl，根據單井TOC含量曲線與所述單井彈性參數曲線的交會情況，確定TOC含量與彈性參數的對應關系； 步驟C2，采用多項式擬合方法，利用所述TOC含量與彈性參數的對應關系，擬合TOC含量與彈性參數之間的關聯方程。
6.根據權利要求3所述的頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，其特征在于，所述的基于三維地震疊前道集彈性參數反演方法，利用所述VSP測井成果、所述測井資料以及疊前共反射點道集，反演彈性參數，具體包括: 將所述單井橫波速度曲線、VSP縱波測井成果、密度測井曲線用于反演約束，對疊前共反射點道集進行反演得到彈性參數。
7.根據權利要求6所述的頁巖儲層總有機碳TOC含量預測方法，其特征在于，所述反演得到的彈性參數包括: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】G01V1/40GK104345345SQ201410596876
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】金其虎, 萬小平, 梁雪莉, 劉本晶, 劉偉, 程飛, 郭銳 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司