CN107064230A - 识别海相页岩石墨化程度的方法和装置 - Google Patents

识别海相页岩石墨化程度的方法和装置 Download PDF

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CN107064230A CN201710316062.7A CN201710316062A CN107064230A CN 107064230 A CN107064230 A CN 107064230A CN 201710316062 A CN201710316062 A CN 201710316062A CN 107064230 A CN107064230 A CN 107064230A
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Abstract

本发明提供一种识别海相页岩石墨化程度的方法和装置，该方法包括：根据铀测井数据，确定富有机质海相页岩层段；获取富有机质海相页岩层段对应的电阻率测井数据；根据该电阻率测井数据，识别富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。本发明可快速识别海相页岩的石墨化程度。

Description

识别海相页岩石墨化程度的方法和装置
技术领域
本发明涉及能源勘探开发技术，尤其涉及一种识别海相页岩石墨化程度的方法和装置。
背景技术
页岩气是近些年来我国能源领域重点研究的一种非常规天然气。海相页岩气资源主要分布在扬子地区下古生界下寒武统和上奥陶统—下志留统，但是由于我国南方经历了复杂的构造演化史和热史，使两层系页岩有机质的成熟度普遍较高，有些甚至达到石墨化阶段，影响了海相页岩储集天然气能力，进一步影响了海相页岩的含气性。所以，如何快速准确识别海相页岩的石墨化程度是亟待解决的重要问题。
在现有技术中，判断海相页岩的石墨化程度是通过岩芯取样来分析。其中，有机质的石墨化程度可用镜质体反射率(Ro)来表示，由于海相页岩为Ⅰ型干酪根或者Ⅱ1型干酪根，缺乏镜质体，可做两种实验来得到等效的镜质体反射率：(1)对海相页岩有机质进行沥青反射率测定，然后根据公式换算成等效的镜质体反射率；(2)用激光拉曼的方法得到海相页岩的等效镜质体反射率。
上述两种方法都需要岩芯取样，但通过岩芯取样分析来判断海相页岩石墨化程度的方法存在以下缺陷：岩芯取样成本高，不是所有的井都有岩芯样品，且根据岩芯取样得到的数据不连续。
发明内容
本发明提供一种识别海相页岩石墨化程度的方法和装置，以克服通过岩芯取样分析来判断海相页岩石墨化程度的方法存在的缺陷，快速识别海相页岩的石墨化程度。
本发明第一方面提供一种识别海相页岩石墨化程度的方法，包括：根据铀测井数据，确定富有机质海相页岩层段；获取所述富有机质海相页岩层段对应的电阻率测井数据；根据所述电阻率测井数据，识别所述富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。
可选地，所述根据铀测井数据，确定富有机质海相页岩层段，可以包括：确定所述铀测井数据中大于或等于第一预设数部分对应的海相页岩层段为所述富有机质海相页岩层段，其中，所述第一预设数是根据实际统计值得到的。
可选地，所述根据所述电阻率测井数据，识别所述富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度，包括：根据所述电阻率测井数据，将所述富有机质海相页岩层段划分为目标层段；识别所述目标层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。其中，所述目标层段为高电阻率页岩层段、中电阻率页岩层段和低电阻率页岩层段中的一个或其任意组合，所述高电阻率页岩层段为未石墨化富有机质海相页岩层段，所述中电阻率页岩层段为部分石墨化富有机质海相页岩层段，所述低电阻率页岩层段为石墨化富有机质海相页岩层段。
可选地，所述根据所述电阻率测井数据，将所述富有机质海相页岩层段划分为目标层段，包括：确定所述电阻率测井数据中大于或等于第二预设数部分对应的海相页岩层段为所述高电阻率页岩层段；和/或，确定所述电阻率测井数据中小于所述第二预设数，且大于或等于第三预设数部分对应的海相页岩层段为所述中电阻率页岩层段；和/或，确定所述电阻率测井数据中小于所述第三预设数部分对应的海相页岩层段为所述低电阻率页岩层段。其中，所述第二预设数和所述第三预设数均是根据实际统计值得到的，所述第二预设数大于所述第三预设数。
可选地，所述方法还可以包括：根据所述铀测井数据，确定贫有机质海相页岩层段。
本发明第二方面提供一种识别海相页岩石墨化程度的装置，所述装置包括：确定模块，用于根据铀测井数据，确定富有机质海相页岩层段；获取模块，用于获取所述确定模块确定的所述富有机质海相页岩层段对应的电阻率测井数据；识别模块，用于根据所述获取模块获得的所述电阻率测井数据，识别所述富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。
可选地，所述确定模块具体用于：确定所述铀测井数据中大于或等于第一预设数部分对应的海相页岩层段为所述富有机质海相页岩层段，其中，所述第一预设数是根据实际统计值得到的。
可选地，所述识别模块包括：划分单元，用于根据所述电阻率测井数据，将所述富有机质海相页岩层段划分为目标层段；识别单元，用于识别所述目标层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。其中，所述目标层段为高电阻率页岩层段、中电阻率页岩层段和低电阻率页岩层段中的一个或其任意组合，所述高电阻率页岩层段为未石墨化富有机质海相页岩层段，所述中电阻率页岩层段为部分石墨化富有机质海相页岩层段，所述低电阻率页岩层段为石墨化富有机质海相页岩层段。
可选地，所述划分单元具体用于：确定所述电阻率测井数据中大于或等于第二预设数部分对应的海相页岩层段为所述高电阻率页岩层段；和/或，确定所述电阻率测井数据中小于所述第二预设数，且大于或等于第三预设数部分对应的海相页岩层段为所述中电阻率页岩层段；和/或，确定所述电阻率测井数据中小于所述第三预设数部分对应的海相页岩层段为所述低电阻率页岩层段。其中，所述第二预设数和所述第三预设数均是根据实际统计值得到的，所述第二预设数大于所述第三预设数。
可选地，所述确定模块还可以用于：根据所述铀测井数据，确定贫有机质海相页岩层段。
本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的方法和装置，结合铀测井数据及电阻率测井数据识别富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度，其中，富有机质海相页岩层段是根据铀测井数据得到的，相对现有技术通过岩芯取样来分析来判断海相页岩石墨化程度的方法，本申请无需岩芯取样即可快速识别海相页岩的石墨化程度；且相对岩芯取样消耗的费用，本申请仅需铀测井数据及电阻率测井数据，成本较低。
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，下面将对实施例或现有技术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为本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的方法实施例一的流程图；
图2为本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的方法所涉及的曲线示意图；
图3为本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的方法实施例二的流程图；
图4为本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的装置实施例一的结构示意图；
图5为本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的装置实施例二的结构示意图。
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作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。
本发明中出现的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的方法实施例一的流程图，本实施例的执行主体可以为识别海相页岩石墨化程度的装置，还可以为集成了识别海相页岩石墨化程度的装置的服务器，下述以执行主体为集成了识别海相页岩石墨化程度的装置的服务器(以下简称：服务器)为例进行说明。
如图1所示，该识别海相页岩石墨化程度的方法包括：
S101、根据铀测井数据，确定富有机质海相页岩层段。
具体地，测井公司对页岩气井完成测井作业后，得到测井曲线。其中，该测井曲线包括铀测井曲线，即U测井曲线。
铀测井曲线用于反映页岩气井不同深度处的铀测井数据，也就是铀元素含量，如图2所示，其中，纵坐标表示深度，单位为米；对于U测井曲线，横坐标对应元素含量，单位为ppm；对于电阻率测井曲线，横坐标对应电阻率，单位为Ω·m。
具体地，铀元素含量采用ppm表示，其中，1ppm＝10-6，例如，
1ppm铀＝1mg铀/1kg海相页岩
即铀的数值为1ppm，其含义是1千克(kg)海相页岩中含有1毫克(mg)铀。
其中，铀元素含量反映有机碳含量的高低。富铀海相页岩对应富有机质海相页岩，贫铀海相页岩对应贫有机质海相页岩。有机质为页岩气的生成、储集和成藏提供物质基础和赋存空间，且富有机质海相页岩更有利于页岩气富集。
顾名思义，富有机质海相页岩层段即为富有机质海相页岩所在的层段。
S102、获取富有机质海相页岩层段对应的电阻率测井数据。
在S101的描述基础上，测井曲线还包括电阻率测井曲线。其中，电阻率测井数据反映的是页岩气井不同深度处的电阻率测井数据，参考图2。
在确定富有机质海相页岩层段之后，该富有机质海相页岩层段对应一页岩气井深度范围，因此，在电阻率测井曲线中获取该页岩气井深度范围对应的电阻率测井数据即可。所以，该实施例还可以克服现有技术存在的海相页岩石墨化程度的数据不连续的问题。
S103、根据电阻率测井数据，识别富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。
在富有机质海相页岩层段，由于未石墨化的有机质电阻率最高，部分石墨化的有机质电阻率中等，全部石墨化的有机质电阻率最低，因此，通过大量的数据统计可以得到与不同石墨化程度相应的有机质的电阻率范围。
对应地，基于电阻率测井数据，可以识别富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。
其中，未石墨化富有机质海相页岩的含气性最好，部分石墨化富有机质海相页岩的含气性次之，石墨化富有机质海相页岩的含气性最差。
本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的方法，结合铀测井数据及电阻率测井数据识别富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度，其中，富有机质海相页岩层段是根据铀测井数据得到的，相对现有技术通过岩芯取样来分析来判断海相页岩石墨化程度的方法，本申请无需岩芯取样即可快速识别海相页岩的石墨化程度；且相对岩芯取样消耗的费用，本申请仅需铀测井数据及电阻率测井数据，成本较低。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不作重复说明。
在上述实施例的基础上，一种实现方式中，根据铀测井数据，确定富有机质海相页岩层段，可以具体为：确定铀测井数据中大于或等于第一预设数部分对应的海相页岩层段为所述富有机质海相页岩层段。其中，所述第一预设数是根据实际统计值得到的。
具体地，以总有机碳含量(TOC含量)2％为界限，划分富有机质海相页岩和贫有机质海相页岩。
当TOC含量≥2％时，为富有机质海相页岩；
当TOC含量＜2％时，为贫有机质海相页岩。
其中，铀元素主要赋存于海相页岩中的有机质中，铀元素的含量可以反映出海相页岩中TOC含量。经过大量数据统计，以U测井数据的6ppm为界限，也就是第一预设数取值为6，将海相页岩层系划分为富铀层段和贫铀层段，即富有机质海相页岩层段和贫有机质海相页岩层段：
U测井数据＜6ppm，为贫铀层段，TOC含量＜2％
U测井数据≥6ppm，为富铀层段，TOC含量≥2％
对于U测井数据与TOC含量的关系，可通过下式进行确定：
y＝3.6765e0.2305x
其中，y表示U测井数据，x表示TOC含量。
进而可得到：
x＝2×y＝5.829675，故取近似值6。
另需说明的是，本发明中的公式或式子仅为示例说明，本发明不以此为限制。
其中，富有机质海相页岩层段中海相页岩的TOC含量高，为进一步分析的层段。
图3为本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的方法实施例二的流程图。参考图3，在图1所示流程的基础上，对于S103，可以具体包括以下步骤：
S301、根据电阻率测井数据，将富有机质海相页岩层段划分为目标层段。
其中，该目标层段为高电阻率页岩层段、中电阻率页岩层段和低电阻率页岩层段中的一个或其任意组合。
可选地，该步骤可以具体包括：确定电阻率测井数据中大于或等于第二预设数部分对应的海相页岩层段为高电阻率页岩层段；和/或，确定电阻率测井数据中小于第二预设数，且大于或等于第三预设数部分对应的海相页岩层段为中电阻率页岩层段；和/或，确定电阻率测井数据中小于第三预设数部分对应的海相页岩层段为低电阻率页岩层段。
需说明的是，第二预设数和第三预设数均是根据实际统计值得到的，且第二预设数大于第三预设数。例如，第二预设数取值为30，第三预设数取值为1，二者的单位均为欧姆·米。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
对于本发明中所述的实际统计值，可以理解，可以是基于一口井的测井数据得到实际统计值，或者，也可以是基于多口井的测井数据得到实际统计值，对此本发明不予限制。
S302、识别目标层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。
其中，高电阻率页岩层段为未石墨化富有机质海相页岩层段，中电阻率页岩层段为部分石墨化富有机质海相页岩层段，低电阻率页岩层段为石墨化富有机质海相页岩层段。
在实际应用中，以镜质体反射率(Ro)3.0％和3.5％为界限，划分富有机质海相页岩为未石墨化海相页岩、部分石墨化海相页岩和石墨化海相页岩。
Ro≤3.0％为未石墨化海相页岩；
3.0％＜Ro≤3.5％为部分石墨化海相页岩；
Ro＞3.5％为石墨化海相页岩。
由于海相页岩中未石墨化有机质的导电性差，电阻率高；石墨化有机质的导电性能好，电阻率低；部分石墨化有机质的电阻率处于两者之间，因此，通过大量数据统计，以电阻率测井数据的1欧姆·米和30欧姆·米为界限，将富有机质海相页岩层段划分为高电阻率页岩层段、中电阻率页岩层段和低电阻率页岩层段：
U测井数值≥6ppm，且电阻率测井数据≥30欧姆·米，为高电阻率页岩层段。该层段TOC含量≥2％，Ro≤3.0％，为未石墨化海相页岩层段，是含气性最好的层段。
U测井数值≥6ppm，且1欧姆·米≤电阻率测井数据＜30欧姆·米，为中电阻率页岩层段。该层段TOC含量≥2％，3.0％＜Ro≤3.5％，为部分石墨化海相页岩层段，含气性次之。
U测井数值≥6ppm，且电阻率测井数据＜1欧姆·米，为低电阻率页岩层段。该层段TOC含量≥2％，Ro＞3.5％，为石墨化海相页岩层段，含气性较差。
对于电阻率测井数据与镜质体反射率(Ro)的关系，可通过下式进行确定：
Y＝1011×e-7.308×X
其中，Y表示电阻率测井数据，X表示镜质体反射率(Ro)。
进而可得到以下两组数据：
X＝3.0，Y＝30.097，故取近似值30作为边界值；
X＝3.5，Y＝0.77914，故取近似值1作为边界值。
可选地，该识别海相页岩石墨化程度的方法还可以包括：根据铀测井数据，确定贫有机质海相页岩层段。
例如，U测井数值＜6ppm，为贫有机质海相页岩层段。该层段TOC含量＜2％，含气性较差。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图4为本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的装置实施例一的结构示意图。该识别海相页岩石墨化程度的装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现服务器的部分或者全部。如图4所示，该识别海相页岩石墨化程度的装置40可以包括：确定模块41、获取模块42和识别模块43。
该确定模块41，用于根据铀测井数据，确定富有机质海相页岩层段。
该获取模块42，用于获取确定模块41确定的富有机质海相页岩层段对应的电阻率测井数据。
该识别模块43，用于根据获取模块42获得的电阻率测井数据，识别富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。
本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
一种实现方式中，确定模块41可具体用于：确定铀测井数据中大于或等于第一预设数部分对应的海相页岩层段为所述富有机质海相页岩层段。其中，该第一预设数是根据实际统计值得到的。
基于图4所示结构，图5为本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的装置实施例二的结构示意图。参考图5，在识别海相页岩石墨化程度的装置50中，识别模块43可包括：划分单元431和识别单元432。
其中，该划分单元431，用于根据电阻率测井数据，将富有机质海相页岩层段划分为目标层段。
该识别单元432，用于识别目标层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。
其中，该目标层段可以为高电阻率页岩层段、中电阻率页岩层段和低电阻率页岩层段中的一个或其任意组合。高电阻率页岩层段为未石墨化富有机质海相页岩层段，中电阻率页岩层段为部分石墨化富有机质海相页岩层段，低电阻率页岩层段为石墨化富有机质海相页岩层段。
可选地，划分单元431可具体用于：确定电阻率测井数据中大于或等于第二预设数部分对应的海相页岩层段为高电阻率页岩层段；和/或，确定电阻率测井数据中小于所述第二预设数，且大于或等于第三预设数部分对应的海相页岩层段为中电阻率页岩层段；和/或，确定电阻率测井数据中小于第三预设数部分对应的海相页岩层段为低电阻率页岩层段。
其中，第二预设数和第三预设数均是根据实际统计值得到的，且第二预设数大于第三预设数。
进一步地，确定模块41还可以用于：根据铀测井数据，确定贫有机质海相页岩层段。
本发明提供的识别海相页岩石墨化程度的装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
该识别海相页岩石墨化程度的装置，结合铀测井数据及电阻率测井数据识别富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度，其中，富有机质海相页岩层段是根据铀测井数据得到的，相对现有技术通过岩芯取样来分析来判断海相页岩石墨化程度的方法，本发明无需岩芯取样即可快速识别海相页岩的石墨化程度；且相对岩芯取样消耗的费用，本发明仅需铀测井数据及电阻率测井数据，成本较低。
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 (10)

1.一种识别海相页岩石墨化程度的方法，其特征在于，包括：
根据铀测井数据，确定富有机质海相页岩层段；
获取所述富有机质海相页岩层段对应的电阻率测井数据；
根据所述电阻率测井数据，识别所述富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据铀测井数据，确定富有机质海相页岩层段，包括：
确定所述铀测井数据中大于或等于第一预设数部分对应的海相页岩层段为所述富有机质海相页岩层段，其中，所述第一预设数是根据实际统计值得到的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电阻率测井数据，识别所述富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度，包括：
根据所述电阻率测井数据，将所述富有机质海相页岩层段划分为目标层段；
识别所述目标层段中富有机质海相页岩的石墨化程度；
其中，所述目标层段为高电阻率页岩层段、中电阻率页岩层段和低电阻率页岩层段中的一个或其任意组合，所述高电阻率页岩层段为未石墨化富有机质海相页岩层段，所述中电阻率页岩层段为部分石墨化富有机质海相页岩层段，所述低电阻率页岩层段为石墨化富有机质海相页岩层段。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述电阻率测井数据，将所述富有机质海相页岩层段划分为目标层段，包括：
确定所述电阻率测井数据中大于或等于第二预设数部分对应的海相页岩层段为所述高电阻率页岩层段；
和/或，确定所述电阻率测井数据中小于所述第二预设数，且大于或等于第三预设数部分对应的海相页岩层段为所述中电阻率页岩层段；
和/或，确定所述电阻率测井数据中小于所述第三预设数部分对应的海相页岩层段为所述低电阻率页岩层段；
其中，所述第二预设数和所述第三预设数均是根据实际统计值得到的，所述第二预设数大于所述第三预设数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述铀测井数据，确定贫有机质海相页岩层段。
6.一种识别海相页岩石墨化程度的装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于根据铀测井数据，确定富有机质海相页岩层段；
获取模块，用于获取所述确定模块确定的所述富有机质海相页岩层段对应的电阻率测井数据；
识别模块，用于根据所述获取模块获得的所述电阻率测井数据，识别所述富有机质海相页岩层段中富有机质海相页岩的石墨化程度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：
确定所述铀测井数据中大于或等于第一预设数部分对应的海相页岩层段为所述富有机质海相页岩层段，其中，所述第一预设数是根据实际统计值得到的。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述识别模块包括：
划分单元，用于根据所述电阻率测井数据，将所述富有机质海相页岩层段划分为目标层段；
识别单元，用于识别所述目标层段中富有机质海相页岩的石墨化程度；
其中，所述目标层段为高电阻率页岩层段、中电阻率页岩层段和低电阻率页岩层段中的一个或其任意组合，所述高电阻率页岩层段为未石墨化富有机质海相页岩层段，所述中电阻率页岩层段为部分石墨化富有机质海相页岩层段，所述低电阻率页岩层段为石墨化富有机质海相页岩层段。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述划分单元具体用于：
确定所述电阻率测井数据中大于或等于第二预设数部分对应的海相页岩层段为所述高电阻率页岩层段；
和/或，确定所述电阻率测井数据中小于所述第二预设数，且大于或等于第三预设数部分对应的海相页岩层段为所述中电阻率页岩层段；
和/或，确定所述电阻率测井数据中小于所述第三预设数部分对应的海相页岩层段为所述低电阻率页岩层段；
其中，所述第二预设数和所述第三预设数均是根据实际统计值得到的，所述第二预设数大于所述第三预设数。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于：根据所述铀测井数据，确定贫有机质海相页岩层段。
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