CN104569344B - 页岩储层脆性矿物地震定量表征方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种页岩储层脆性矿物地震定量表征方法，步骤如下：步骤一、同一页岩油气勘探开发区，选取取心井构成样品采集观察点，采集页岩样品；步骤二、将样品分别进行石英、长石、碳酸盐岩类矿物含量的测试分析，获取矿物含量指标；步骤三、获取反映储层脆性的矿物指标数据；步骤四、依据样品结果并分析，得到反映页岩脆性矿物特征及环境的指标资料，筛选出表征页岩脆性矿物典型参数定量指标及典型地震属性和地震反演波阻抗指标；步骤五、判别和评价页岩储层脆性，得到页岩储层脆性及平面分布特征。本发明具有有利区块页岩脆性储层预测准确度和勘探开发成功率高、勘探开发成本低的特点，可以广泛应用于页岩储层油气勘探评价和开发设计领域。

Description

页岩储层脆性矿物地震定量表征方法

技术领域

本发明涉及页岩储层油气勘探评价和开发设计领域，特别是涉及一种页岩储层脆性矿物地震定量表征方法。

背景技术

页岩是一种碎屑沉积岩，是由碎屑物经过漫长而又复杂的沉积作用、成岩作用形成的岩石，主要含硅、钙、黏土和氧化铁，岩石由碎屑和填隙物两部分构成。碎屑除石英、长石外还有白云母、重矿物、岩屑等。填隙物包括胶结物和碎屑杂基两种组分。常见胶结物有硅质和碳酸盐质胶结。杂基成分主要指与碎屑同时沉积的颗粒更细的黏土或粉砂质物。页岩储层是可以储集和渗滤流体的岩层，即储集层，能够储存和渗滤油气的岩层，它必须具有储存空间(孔隙性)和储存空间之间一定的连通性(渗透性)两种特性。控制页岩油气开采效率的关键要素包括储集空间和储层脆性。存储在页岩储层储集空间的油气能否开采出来，其主控因素是储层脆性特征，而决定页岩储层脆性大小的控制因素是岩石中脆性矿物种类及其含量。由于页岩储层中脆性矿物类型及其含量直接控制页岩的力学性质，而力学性质又制约着页岩储层的可钻性和可压裂性(造缝性能强弱)及其效率，效率的高低又直接影响着页岩储层油气开采效率高低。因此充分显示页岩储层油气开采成功率和效率的高低与页岩储层所含脆性矿物种类及含量大小存在必然的联系。

目前研究页岩储层脆性矿物的基本方法是通过页岩岩心样品的地球化学、X衍射、显微薄片、扫描电镜测试脆性矿物含量，从而确定页岩储层脆性大小，最终依据这些特征及指标来确定页岩储层的可钻性及可压裂性。

不同沉积微相中发育的页岩，其脆性矿物类型及含量是有一定的差异的，因此各类页岩储层的可钻性及压裂性也存在差异。为了能够准确地表征页岩储层脆性矿物类型及其含量在空间上分布的差异程度，需要将页岩岩心储层脆性矿物类型及其含量扩展到非取心井和地震资料，因为目前的研究仅限于对岩心(岩石)样品进行页岩储层脆性矿物类型及其含量研究，即仅研究取心井页岩储层的纵向脆性矿物序列，对于一个油气田而言，取心井非常有限，且对于勘探早期的油气田，所钻井数寥寥无几，但地震资料相对丰富，对非取心井页岩岩心储层脆性矿物类型及其含量的研究就可以更好地预测页岩储层脆性矿物类型及其含量的平面分布，这样不仅有利于预测页岩油气空间分布规律，而且更好地指导页岩油气钻探施工，增强针对性，提高效率，降低风险。目前的研究方法无法利用地震资料预测页岩储层脆性矿物类型及其含量，无法有效地预测页岩储层脆性矿物类型及含量的平面分布，不利于页岩油气勘探及评价过程的方案设计和操作。

因此，本发明针对的是现有的方法存在的有利区块页岩脆性储层预测准确度和勘探开发成功率低、勘探开发成本高的问题，提供一种页岩储层脆性矿物地震定量表征方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种页岩储层脆性矿物地震定量表征方法，具有有利区块页岩脆性储层预测准确度和勘探开发成功率高、勘探开发成本低的特点。

本发明提供的一种页岩储层脆性矿物地震定量表征方法，包括如下步骤：步骤一、同一页岩油气勘探开发区，依据地质条件和研究目标需求，选取区块内取心井构成样品采集观察点，采集实验分析测试所需页岩样品；步骤二、将供试的岩心页岩样品按照实验分析测试设计要求送往实验室，分别进行石英、长石、碳酸盐岩类矿物含量的测试分析，系统获取石英、长石、碳酸盐岩类矿物的含量指标；步骤三、通过地球化学、X衍射、显微薄片、扫描电镜的测试，获取页岩的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩反映储层脆性的矿物指标数据；步骤四、依据样品分析测试的一系列结果，并对结果进行处理分析，得到反映页岩脆性矿物特征及环境的指标资料，从而筛选出表征页岩脆性矿物典型参数定量指标及其对应的典型的地震属性和地震反演波阻抗指标；步骤五、应用定量指标，对页岩储层脆性进行判别和评价，从而得到页岩储层脆性及平面分布特征。

在上述技术方案中，所述步骤四由以下几项构成：(一)利用地质学统计方法对获取的页岩样品反映储层脆性的矿物指标数据进行统计处理，并进行聚类，得到各取心井点反映页岩储层脆性矿物特征及环境的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩类的各取心井点中各个参数的平均含量；(二)根据各取心井点各沉积环境内页岩样品反映储层脆性的各项评价指标，对岩心样品所揭示的页岩储层脆性矿物进行判别和评价，按地质学中页岩储层脆性分类命名规则对各岩心样品页岩储层脆性进行系统分类命名；(三)依据第(二)项取得的矿物类型及含量，确定各取心井各页岩样品所揭示的页岩储层脆性矿物类型，建立各取心井岩心页岩储层脆性矿物类型纵向序列，编制各取心井岩心页岩储层脆性矿物及类型综合柱状图，为后续步骤中的非取心井页岩储层脆性矿物纵向序列提供参考标准；(四)依据地震资料地震属性分析得到的地震属性值和地震资料地震反演波阻抗导出的数据，按取心井的大地座标位置从属性体和反演波阻抗中读取各页岩储层的地震属性平均值和地震波阻抗平均值，统计分析页岩岩心各类脆性矿物的地震属性值和波阻抗值大小范围及平均值，建立各类脆性矿物地震属性图版，建立各类脆性矿物的地震属性和波阻抗判别关系式：Y＝aX+b，其中Y为脆性矿物，X为地震资料地震属性分析得到的地震属性值或地震资料地震反演波阻抗值，a、b为Y、X回归分析所得常量；(五)根据第(四)项建立的页岩储层脆性矿物地震属性值和地震反演波阻抗判别关系式，应用页岩储层脆性矿物地震处理软件，对研究区地震属性值和地震反演波阻抗值进行页岩储层脆性矿物识别，建立页岩储层地震脆性识别数据。

在上述技术方案中，所述步骤三中，所述反映储层脆性的矿物指标数据的选择标准为：参数类型区分研究区块页岩储层脆性类型、反映沉积成岩地质过程、并符合页岩储层沉积成岩地质规律。

本发明页岩储层脆性矿物地震定量表征方法的工作原理是：利用反映页岩储层脆性矿物特征及环境的典型地震属性和地震反演波阻抗的定量指标，准确评价地震资料反映的页岩储层脆性矿物纵向序列，以及目的层储层脆性矿物类型及参数值平面分布及规律，给页岩油气勘探开发提供更多有效的技术信息，优选出页岩油气勘探开发的有利区块，提高了有利区块的预测准确度，提高了勘探开发的成功率，降低了勘探开发成本。

本发明页岩储层脆性矿物地震定量表征方法，具有以下有益效果：

1)开创了新的页岩储层研究评价方法，利用反映页岩储层脆性矿物特征的典型地震属性和地震反演波阻抗的定量指标，准确了解同一页岩储层内脆性矿物类型及其定量大小的平面基本特征，给页岩油气勘探开发提供更多有效的技术信息；

2)勘探开发的评价效率更高，利用页岩储层脆性矿物测井评价方法对目标区内页岩储层进行脆性矿物特征研究，查明各层系页岩储层脆性矿物类型及分布范围，查明各类页岩储层可钻性、可压裂性的基本特征，在此基础上应用油气储层评价方法对各层系页岩储层进行评价，提高了勘探开发评价效率，加快页岩油气勘探开发的进度；

3)提高了勘探开发的成功率，降低了成本，本发明将页岩油气勘探开发中经常使用的大量地震属性和地震反演波阻抗资料利用起来，建立页岩储层脆性矿物的地震属性和地震反演波阻抗评价指标，利用各指标绝对平均值的大小来区分页岩储层脆性特征及类型，优选出页岩储层油气勘探开发的有利区块，提高了有利区块的预测准确度，提高了勘探开发的成功率，降低了勘探开发成本。

附图说明

图1为本发明页岩储层脆性矿物地震定量表征方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

参见图1，本发明页岩储层脆性矿物地震定量表征方法，包括如下步骤：

S101：同一页岩油气勘探开发区，依据地质条件和研究目标需求，选取区块内取心井构成样品采集观察点，采集实验分析测试所需页岩样品，

具体而言，在同一油气勘探开发区块内，依据地质条件和研究目标需求，选取不同沉积微相区块内取心井构成样品采集观察点，各微相内均有取心岩心样品，从这些样品中采集实验分析测试所需页岩样品；对取心井的岩心进行系统地观察和描述，确定页岩储层的脆性特征；

S102：将供试的岩心页岩样品按照实验分析测试设计要求送往实验室，分别进行石英、长石、碳酸盐岩类矿物含量的测试分析，系统获取石英、长石、碳酸盐岩类矿物的含量指标，

具体而言，页岩样品分相序进行粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩含量的测试，获取页岩样品的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩含量数据；

S103：通过地球化学、X衍射、显微薄片、扫描电镜的测试，获取页岩的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩反映储层脆性的矿物指标数据，其中，所述反映储层脆性的矿物指标数据的选择标准为：参数类型区分研究区块页岩储层脆性类型、反映沉积成岩地质过程、并符合页岩储层沉积成岩地质规律，

具体而言，将采集送来的页岩样品进行地球化学、X衍射、显微薄片、扫描电镜、阴极发光测试，获取页岩的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩反映储层脆性的矿物指标数据；

S104：依据样品分析测试的一系列结果，并对结果进行处理分析，得到反映页岩脆性矿物特征及环境的指标资料，从而筛选出表征页岩脆性矿物典型参数定量指标及其对应的典型的地震属性和地震反演波阻抗指标指标，其中，所述步骤S104由以下几项构成：

(一)利用地质学统计方法对获取的页岩样品反映储层脆性的矿物指标数据进行统计处理，并进行聚类，得到各取心井点反映页岩储层脆性矿物特征及环境的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩类的各取心井点中各个参数的平均含量；

(二)根据各取心井点各沉积环境内页岩样品反映储层脆性的各项评价指标，对岩心样品所揭示的页岩储层脆性矿物进行判别和评价，按地质学中页岩储层脆性分类命名规则对各岩心样品页岩储层脆性进行系统分类命名；

(三)依据第(二)项取得的矿物类型及含量，确定各取心井各页岩样品所揭示的页岩储层脆性矿物类型，建立各取心井岩心页岩储层脆性矿物类型纵向序列，编制各取心井岩心页岩储层脆性矿物及类型综合柱状图，为后续步骤中的非取心井页岩储层脆性矿物纵向序列提供参考标准；

(四)依据地震资料地震属性分析得到的地震属性值和地震资料地震反演波阻抗导出的数据，按取心井的大地座标位置从属性体和反演波阻抗中读取各页岩储层的地震属性平均值和地震波阻抗平均值，统计分析页岩岩心各类脆性矿物的地震属性值和波阻抗值大小范围及平均值，建立各类脆性矿物地震属性图版，建立各类脆性矿物的地震属性和波阻抗判别关系式：Y＝aX+b，其中Y为脆性矿物，X为地震资料地震属性分析得到的地震属性值或地震资料地震反演波阻抗值，a、b为Y、X回归分析所得常量；

(五)根据第(四)项建立的页岩储层脆性矿物地震属性值和地震反演波阻抗判别关系式，应用页岩储层脆性矿物地震处理软件，对研究区地震属性值和地震反演波阻抗值进行页岩储层脆性矿物识别，建立页岩储层地震脆性识别数据；

S105：应用定量指标，对页岩储层脆性进行判别和评价，从而得到页岩储层脆性及平面分布特征，

具体而言，依据每口井和地震属性值及反演波阻抗值所揭示的页岩储层脆性矿物数据，应用建模软件模拟页岩储层脆性矿物三维模型，得到油气勘探开发层系的页岩储层脆性矿物及平面分布特征，为页岩储层评价提供反映储层脆性的定量指标。

所述反映储层脆性的矿物指标数据的选择标准为：参数类型区分研究区块页岩储层脆性类型、反映沉积成岩地质过程、并符合页岩储层沉积成岩地质规律。页岩储层脆性矿物类型将各类脆性页岩储层明确地区分开，且充分展示各类脆性页岩储层的沉积环境特征。页岩储层脆性分类脆性矿物参数定量值的大小将各类脆性页岩储层明确区分开，建立地震资料所揭示的页岩储层脆性矿物符合沉积成岩规律。页岩储层脆性矿物分类及空间分布结果反映各类页岩储层油气富集、可钻性及可压裂性的差异。

本发明为页岩油气勘探开发评价及优选目标提供了研究区块内页岩储层脆性矿物发育特征及与油气可开采相关的完整的基础信息，缩小了勘探开发范围，明确了勘探开发目标，不同程度地提高了目标靶区预测准确度，避免因为仅仅了解取心井点页岩储层脆性矿物而不知晓其脆性矿物平面分布而不能提供准确资料招致油气钻探失败的风险，因为不同脆性的页岩储层的钻探方式、压裂方式存在较大差异，所以大大提高了页岩油气勘探开发钻探的成功率，从而加快了页岩油气勘探开发的进度，并大大降低了勘探开发成本。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (2)

1.一种页岩储层脆性矿物地震定量表征方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、同一页岩油气勘探开发区，依据地质条件和研究目标需求，选取区块内取心井构成样品采集观察点，采集实验分析测试所需页岩样品；

步骤二、将供试的岩心页岩样品按照实验分析测试设计要求送往实验室，分别进行石英、长石、碳酸盐岩类矿物含量的测试分析，系统获取石英、长石、碳酸盐岩类矿物的含量指标；

步骤三、通过地球化学、X衍射、显微薄片、扫描电镜的测试，获取页岩的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩反映储层脆性的矿物指标数据；

步骤四、依据样品分析测试的一系列结果，并对结果进行处理分析，得到反映页岩脆性矿物特征及环境的指标资料，从而筛选出表征页岩脆性矿物典型参数定量指标及其对应的典型的地震属性和地震反演波阻抗指标；

步骤五、应用定量指标，对页岩储层脆性进行判别和评价，从而得到页岩储层脆性及平面分布特征；

所述步骤四由以下几项构成：

(一)利用地质学统计方法对获取的页岩样品反映储层脆性的矿物指标数据进行统计处理，并进行聚类，得到各取心井点反映页岩储层脆性矿物特征及环境的粘土矿物、石英、长石、碳酸盐岩类的各取心井点中各个参数的平均含量；

(二)根据各取心井点各沉积环境内页岩样品反映储层脆性的各项评价指标，对岩心样品所揭示的页岩储层脆性矿物进行判别和评价，按地质学中页岩储层脆性分类命名规则对各岩心样品页岩储层脆性进行系统分类命名；

(三)依据第(二)项取得的矿物类型及含量，确定各取心井各页岩样品所揭示的页岩储层脆性矿物类型，建立各取心井岩心页岩储层脆性矿物类型纵向序列，编制各取心井岩心页岩储层脆性矿物类型综合柱状图，为后续步骤中的非取心井页岩储层脆性矿物纵向序列提供参考标准；

(四)依据地震资料地震属性分析得到的地震属性值和地震资料地震反演波阻抗导出的数据，按取心井的大地坐标位置从属性值和反演波阻抗中读取各页岩储层的地震属性平均值和地震波阻抗平均值，统计分析页岩岩心各类脆性矿物的地震属性值和波阻抗值大小范围及平均值，建立各类脆性矿物地震属性图版，建立各类脆性矿物的地震属性和波阻抗判别关系式：Y＝aX+b，其中Y为脆性矿物值，X为地震资料地震属性分析得到的地震属性值或地震资料地震反演波阻抗值，a、b为Y、X回归分析所得常量；

(五)根据第(四)项建立的页岩储层脆性矿物地震属性值和地震反演波阻抗判别关系式，应用页岩储层脆性矿物地震处理软件，对研究区地震属性值和地震反演波阻抗值进行页岩储层脆性矿物识别，建立页岩储层地震脆性识别数据。

2.根据权利要求1所述的页岩储层脆性矿物地震定量表征方法，其特征在于：所述步骤三中，所述反映储层脆性的矿物指标数据的选择标准为：参数类型区分研究区块页岩储层脆性类型、反映沉积成岩地质过程、并符合页岩储层沉积成岩地质规律。