CN104345345A - 一种页岩储层总有机碳toc含量预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，该方法包括：基于单井TOC含量计算方程，拟合单井TOC含量曲线；计算单井弹性参数曲线；根据单井TOC含量曲线与单井弹性参数曲线的交会情况，建立TOC含量与弹性参数之间的关联方程；基于三维地震叠前道集弹性参数反演方法，反演弹性参数；根据TOC含量与弹性参数之间的关联方程，将反演得到的弹性参数转换为TOC含量数据；应用TOC含量数据，沿页岩储层目的层预测TOC含量平面分布。本发明综合应用测井资料、VSP测井成果和三维地震资料定量预测TOC含量平面分布，可以准确地评价页岩气储层中总有机碳含量的平面分布，具有分析更全面、预测准确度更高、成本更低等优点。

Description

一种页岩储层总有机碳TOC含量预测方法

技术领域

本发明涉及应用地球物理勘探技术领域，具体地，涉及一种页岩储层总有机碳TOC含量预测方法。

背景技术

常规总有机碳(Total Organic Carbon，TOC)含量评价方法，主要有两种形式，一是应用岩心样品资料的实验室测试成果对储层段TOC含量进行评价，该方法虽然精度高，但是只能获得某些特定点上的TOC含量；二是应用经验公式，通过测井资料计算TOC含量对储层目的层段进行评价，该方法能够获得整个目的层段的TOC含量曲线，但无法刻画TOC含量的平面分布。此外，国内在利用测井资料计算TOC含量方面，主要是ΔLgR方法及其一些变形方法。ΔLgR方法是用声波曲线和地层电阻率曲线重叠法计算TOC含量，该方法需要先确定成熟度参数，同时该方法并没有考虑密度对响应特征的影响，操作又比较复杂，这就大大降低了它的实用性和计算精度。

在应用地震属性评价TOC含量方面，应用叠后地震资料振幅属性可以定性评价储层TOC含量平面分布，但叠后地震资料属性单一，往往地震属性与TOC含量之间具有较差的相关性，甚至没有相关性，用叠后属性难以表征储层TOC含量平面分布。即使叠后地震属性与TOC含量有一定的相关性，也只能定性的表征TOC含量平面分布，无法定量化。

应用地震叠前道集资料，经过叠前道集弹性参数反演，以及多弹性参数与TOC含量的交会分析可以定量描述储层TOC含量平面分布。但是，叠前道集弹性反演往往需要用到测井纵横波曲线的约束，才能获得真实可靠的反演成果。而实际测井资料中由于横波测井较贵，横波测井资料较少，甚至不做横波测井。

垂直地震剖面(Vetical Seismic Profile，VSP)测井技术较成熟，由于其观测系统的特殊性(检波点直接布设在井孔内的目标层段上)，能够直接有效地测试地层纵横波速度，并且费用较低，仅是横波测井的0.1-0.2倍。但是VSP测井的采样间隔一般在5m甚至20m，其分辨率较低，无法满足叠前道集弹性参数反演的精度要求。

综上所述，国内在TOC含量计算方面已取得一定的效果，但未见有综合应用测井资料、VSP资料和地震资料共同定量预测页岩储层TOC含量的方法及流程，也未公开页岩储层TOC含量定量预测方法详细描述和具体细节。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，以准确评价页岩储层中TOC含量的平面分布，为页岩气的开发提供准确的参数和依据。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，包括：

基于单井TOC含量计算方程，利用目的层段岩心的TOC含量测试成果、页岩储层工区的测井资料，拟合单井TOC含量曲线；

利用页岩储层工区的垂直地震剖面VSP测井成果、所述测井资料，计算单井弹性参数曲线；

根据所述单井TOC含量曲线与所述单井弹性参数曲线的交会情况，建立TOC含量与弹性参数之间的关联方程；

基于三维地震叠前道集弹性参数反演方法，利用所述VSP测井成果、所述测井资料以及叠前共反射点道集，反演弹性参数；

根据所述TOC含量与弹性参数之间的关联方程，将所述反演得到的弹性参数转换为TOC含量数据；

应用所述TOC含量数据，沿页岩储层目的层预测TOC含量平面分布。

借助于上述技术方案，本发明综合应用测井资料、VSP测井成果和三维地震资料定量预测TOC含量平面分布，可以准确地评价页岩气储层中总有机碳含量的平面分布，综合评价页岩气储层的含气性前景并圈定页岩气勘探开发的有利区域，为页岩气的开发提供重要的参数和依据，相比于现有技术，本发明具有分析更全面、预测准确度更高、成本更低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的页岩储层总有机碳TOC含量预测方法流程示意图；

图2是本发明提供的某单井TOC含量曲线与单井弹性参数曲线交会示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S1，基于单井TOC含量计算方程，利用目的层段岩心的TOC含量测试成果、页岩储层工区的测井资料，拟合单井TOC含量曲线。

具体的，该步骤按照如下步骤执行：

步骤S11，基于如下的单井TOC含量计算方程：

TOC＝a*ΔLg(Rt)+b*GR+c*AC+d*DEN

其中，TOC表示单井TOC含量；Rt表示电阻率测井曲线数据；GR表示自然伽马测井曲线数据；AC表示声波测井曲线数据；DEN表示密度测井曲线数据；

步骤S12，利用目的层段岩心的TOC含量测试成果，以及页岩储层工区的如下测井资料：电阻率测井曲线、自然伽马测井曲线、声波测井曲线、密度测井曲线；

步骤S13，采用多项式拟合方法，拟合单井TOC含量曲线。

该步骤应用目的层段的岩心TOC含量测试成果和自然伽马测井/声波测井/密度测井/电阻率测井成果，共同建立单井TOC含量计算方程，综合考虑了地层的沉积环境特征(自然伽马测井曲线)、弹性特征(声波测井曲线与密度测井曲线)和电性特征(电阻率测井曲线)，相比于现有技术，能够更加全面合理地分析地层TOC含量。

步骤S2，利用页岩储层工区的垂直地震剖面VSP测井成果、测井资料，计算单井弹性参数曲线。

具体的，该步骤按照如下步骤执行：

步骤S21，利用VSP纵波、横波测井成果，计算单井纵横波速度比曲线；

步骤S22，根据单井纵横波速度比曲线、声波测井曲线，计算单井横波速度曲线；

步骤S23，根据单井横波速度曲线、密度测井曲线，计算单井弹性参数曲线。

该步骤应用VSP测井驱动的方法预测单井横波速度，能够获得与横波测井方法相同的预测精度，但操作成本却比横波测井方法低。

步骤S3，根据单井TOC含量曲线与单井弹性参数曲线的交会情况，建立TOC含量与弹性参数之间的关联方程。

该步骤中建立TOC含量与弹性参数之间的关联方程，具体包括如下步骤：

步骤S31，根据单井TOC含量曲线与单井弹性参数曲线的交会情况，确定TOC含量与弹性参数的对应关系；

步骤S32，采用多项式拟合方法，利用TOC含量与弹性参数的对应关系，拟合TOC含量与弹性参数之间的关联方程。

由于单井TOC含量曲线与单井弹性参数曲线的交会情况可能具有明显的分段特征，例如图2所示的曲线交会图，3％-6％ TOC含量段与弹性属性15-30有较好的对应关系，而0％-3％的TOC含量段与弹性属性30-50有较好的对应关系。考虑到这种分段情况，为了建立更加准确的关联方程来表示TOC含量与弹性参数之间的关联关系，本发明在确定单井TOC含量曲线与单井弹性参数曲线的交会情况具有分段特征时，首先将单井TOC含量曲线与单井弹性参数曲线按照分段特征进行分段，然后再针对每一段分别建立TOC含量与弹性参数之间的关联方程。例如，对于图2所示的曲线交会图，将3％-6％ TOC含量段与弹性属性15-30划分为一段，再将0％-3％的TOC含量段与弹性属性30-50划分为一段，针对以上两段，分别确定TOC含量与弹性参数的对应关系，采用多项式拟合方法，拟合关联方程。

相比于单调地寻找TOC含量与弹性参数线性关系或某种多项式关系(往往相关性较差)，本发明首先根据单井TOC含量曲线与单井弹性参数曲线的交会情况进行分段，再分别分析每一段的TOC含量与弹性参数的关联性，这种方式拟合得到的关联方程能够更加准确地反映TOC含量与弹性参数的关联性。

步骤S4，基于三维地震叠前道集弹性参数反演方法，利用VSP测井成果、测井资料以及叠前共反射点道集，反演弹性参数。

具体的，该步骤是将单井横波速度曲线、VSP纵波测井成果、密度测井曲线用于反演约束，对叠前共反射点道集进行反演得到纵波速度、横波速度、纵波阻抗、横波阻抗、杨氏模量、剪切模量等弹性参数。

步骤S5，根据TOC含量与弹性参数之间的关联方程，将反演得到的弹性参数转换为TOC含量数据。

步骤S6，应用TOC含量数据，沿页岩储层目的层预测TOC含量平面分布。

具体的，当步骤S3中是根据单井TOC含量曲线与单井弹性参数曲线的交会情况分段后，又建立的关联方程时，该步骤也需要相应地调整为：应用TOC含量数据，沿页岩储层目的层分段预测TOC含量平面分布。

综上，本发明综合应用测井资料、VSP测井成果和三维地震资料定量预测TOC含量平面分布，可以准确地评价页岩气储层中总有机碳含量的平面分布，综合评价页岩气储层的含气性前景并圈定页岩气勘探开发的有利区域，为页岩气的开发提供重要的参数和依据，相比于现有技术，本发明具有分析更全面、预测准确度更高、成本更低等优点。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，其特征在于，包括：

基于单井TOC含量计算方程，利用目的层段岩心的TOC含量测试成果、页岩储层工区的测井资料，拟合单井TOC含量曲线；

利用页岩储层工区的垂直地震剖面VSP测井成果、所述测井资料，计算单井弹性参数曲线；

根据所述单井TOC含量曲线与所述单井弹性参数曲线的交会情况，建立TOC含量与弹性参数之间的关联方程；

基于三维地震叠前道集弹性参数反演方法，利用所述VSP测井成果、所述测井资料以及叠前共反射点道集，反演弹性参数；

根据所述TOC含量与弹性参数之间的关联方程，将所述反演得到的弹性参数转换为TOC含量数据；

应用所述TOC含量数据，沿页岩储层目的层预测TOC含量平面分布。

2.根据权利要求1所述的页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，其特征在于，所述的基于单井TOC含量计算方程，利用目的层段岩心的TOC含量测试成果、页岩储层工区的测井资料，拟合单井TOC含量曲线，具体包括如下步骤：

步骤A1，基于如下的单井TOC含量计算方程：

TOC＝a*ΔLg(Rt)+b*GR+c*AC+d*DEN

其中，TOC表示单井TOC含量；Rt表示电阻率测井曲线数据；GR表示自然伽马测井曲线数据；AC表示声波测井曲线数据；DEN表示密度测井曲线数据；

步骤A2，利用目的层段岩心的TOC含量测试成果，以及页岩储层工区的如下测井资料：电阻率测井曲线、自然伽马测井曲线、声波测井曲线、密度测井曲线；

步骤A3，采用多项式拟合方法，拟合单井TOC含量曲线。

3.根据权利要求2所述的页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，其特征在于，所述的利用页岩储层工区的垂直地震剖面VSP测井成果、所述测井资料，计算单井弹性参数曲线，具体包括如下步骤：

步骤B1，利用VSP纵波、横波测井成果，计算单井纵横波速度比曲线；

步骤B2，根据所述单井纵横波速度比曲线、所述声波测井曲线，计算单井横波速度曲线；

步骤B3，根据所述单井横波速度曲线、所述密度测井曲线，计算单井弹性参数曲线。

4.根据权利要求1所述的页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，其特征在于，所述的根据所述单井TOC含量曲线与所述单井弹性参数曲线的交会情况，建立TOC含量与弹性参数之间的关联方程，具体包括：

当所述单井TOC含量曲线与所述单井弹性参数曲线的交会情况具有分段特征时，将所述单井TOC含量曲线与所述单井弹性参数曲线分段，并针对每一段分别建立TOC含量与弹性参数之间的关联方程。

5.根据权利要求1所述的页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，其特征在于，所述的建立TOC含量与弹性参数之间的关联方程，具体包括如下步骤：

步骤C1，根据单井TOC含量曲线与所述单井弹性参数曲线的交会情况，确定TOC含量与弹性参数的对应关系；

步骤C2，采用多项式拟合方法，利用所述TOC含量与弹性参数的对应关系，拟合TOC含量与弹性参数之间的关联方程。

6.根据权利要求3所述的页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，其特征在于，所述的基于三维地震叠前道集弹性参数反演方法，利用所述VSP测井成果、所述测井资料以及叠前共反射点道集，反演弹性参数，具体包括：

将所述单井横波速度曲线、VSP纵波测井成果、密度测井曲线用于反演约束，对叠前共反射点道集进行反演得到弹性参数。

7.根据权利要求6所述的页岩储层总有机碳TOC含量预测方法，其特征在于，所述反演得到的弹性参数包括：纵波速度、横波速度、纵波阻抗、横波阻抗、杨氏模量、剪切模量。