CN107451310B - 基于页岩源储相互关系的分类评价方法及装置 - Google Patents

基于页岩源储相互关系的分类评价方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于页岩源储相互关系的分类评价方法及装置，其中方法包括获取同一目的层多个产井的页岩的TOC和孔隙度；计算各页岩的源储耦合系数，其中，源储耦合系数＝TOC×孔隙度×10000，TOC和孔隙度均用百分比形式表示；根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准，利用评价标准进行页岩源储相互关系的分类评价。由于上述方法及装置在根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准时，同时考虑TOC和孔隙度对评价标准的影响，因此在根据页岩源储相互关系判定页岩气目标的勘探开发时更加精准，更加符合实际情况。

Description

基于页岩源储相互关系的分类评价方法及装置
技术领域
本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种基于页岩源储相互关系的分类评价方法及装置。
背景技术
页岩气藏属于一种大规模连续、低丰度的非常规天然气聚集，具有自生自储、源储一体的特点。页岩作为烃源岩，其厚度、总有机碳、氯仿沥青“A”、干酪根类型、成熟度、成因等特征及生烃能力评价一如继往受到重视。总有机碳等参数的测井评价方法与地震预测方法也应用到传统的烃源岩评价之中(Schmoker，1981)。尤其是考虑了有机质类型、温度、压力、时间、催化剂和水介质的生烃模拟取得了新认识(Landais et al.，1994；Hill et al.，2007)；郑伦举(2014，私人通信)提出浮游藻类或Ⅰ型烃源岩大量生油在Ro＝0.8％、排油高峰约在Ro＝0.94％，其生烃气为原油热裂解的产物且烃气转化率低76％。
页岩作为储层，页岩微观孔隙结构尤其是有机质纳米孔、连通性的研究基于氩离子扫描电镜、原子力显微镜、微米CT、Nano CT、3D FIB等新的观测技术而取得了一系列新认识(Heath et al.，2011；刘树根等，2011)。Aplin etal.(2011)识别出页岩的3大结构组分：粘土质的絮凝粒、粗的单个石英颗粒、不同排列的有机质，这些宏观上毫米级粉砂质纹层、微观上粘土质絮凝粒的产状、定向排列可反映到定量物性及孔渗非均质性。Connell-Madore等(2008)通过加拿大Beaufort-Mackenzie盆地28块样品分析显示微孔孔隙度(10-250μm)随着砂质的增加而增加，中孔(0.025-10μm)孔隙度随着粉砂质和粘土的增加而增加，纳米孔隙度(2.5-25nm)与颗粒之间缺少明显的相关性。美国Barnett页岩、Haynesville页岩的微孔和甲烷吸附能力之间存在良好的正相关关系，微孔主要分布在有机质中，且随着成熟度增加而增加(Loucks et al.，2009)。Hover等(1996)通过透射式电子显微镜发现Antrim和New Albany的低热成熟页岩的有机孔、晶内或晶间基质孔隙是不可见的。邹才能(2011)提出在有机质丰度较高的页岩中(TOC1％-20％)，小于50nm的孔隙占绝大部分的孔隙度。
在源-储相互关系方面，因页岩气藏的源储一体、源储共生特点而成为页岩气藏的一个热点研究内容。页岩源-储相互关系是指页岩烃源与储层之间的空间配置、相互影响及其演化。在源与储相互关系方面，文献报道不多。专利CN104698505A基于源-储共生中的砂岩自然伽马平均下限值和上限值，预测高伽马砂岩平面分布。专利CN104389590A通过地质、地球物理和地球化学方法，明确输导层与烃源岩的配置关系，示踪油气运移路径。专利CN104153770A通过热演化物理模拟实验前、后样品或产物的图像扫描、数字化处理、可视化数字模型，再现泥页岩热演化过程中的生烃与有机孔孔隙演化。崔景伟等(2013)、朱如凯等(2013)通过低成熟度湖相Ⅰ型页岩样品的成岩物理模拟实验开展了生烃转化与孔隙变化的半定性、半定量相互影响研究，认为生油高峰时大孔(孔径＞50nm)的比孔容与残留烃含量增加、微孔(＜2.0nm)与中孔(2.0-50nm)的比孔容减小，生气高峰时则相反。
上述现有技术针对烃源岩、储层的研究多是平行独立开展的，缺乏协同。
在以往的叠合法对页岩气目标评价中，以1％、2％、4％为TOC界线将“源”评价标准分为低碳、中碳、高碳、富碳四级，以2％、4％为孔隙度界线将“储”评价标准分为低孔、中孔、高孔三级。但是采用上述评价标准方式对页岩气目标进行分析判断时，会出现误差；例如叠合法将TOC为8％(富碳级别，属于Ⅰ类)、孔隙度为2％(中孔级别，属于Ⅱ类)的过渡区带降为Ⅱ类区；然而在油气勘探开发实际中，孔隙度为2％已满足商业开发的标准，TOC为8％已是高有机质的优质页岩，应属于Ⅰ类区；因此上述方法通过将TOC和孔隙度进行分别分析时会出现与实际情况不相符的预测误差。
发明内容
本发明提供一种基于页岩源储相互关系的分类评价方法及装置，用以解决现有技术中对页岩进行分析预测时不准确的技术问题。
本发明一方面提供一种基于页岩源储相互关系的分类评价方法，包括：
步骤101，获取同一目的层多个产井的页岩的TOC和孔隙度；
步骤102，计算各页岩的源储耦合系数，其中，源储耦合系数＝TOC×孔隙度×10000，TOC和孔隙度均用百分比形式表示；
步骤103，根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准，所述评价标准为一个或多个范围值；
步骤104，利用评价标准进行页岩源储相互关系的分类评价。
进一步的，步骤103具体包括：
根据源储耦合系数绘制累积曲线图，确定源储耦合系数的第一分级界限，其中，累计曲线图为源储耦合系数与其所占总个数比值之间的累积关系图，第一分级界限即为页岩源储相互关系的评价标准。
进一步的，步骤103还包括：
获取多个所述产井的页岩的含气量；
根据源储耦合系数绘制源储耦合系数对含气量的投点图，确定源储耦合系数的第二分级界限；
求取第一分级界限与第二分级界限的平均值，所述平均值即为页岩源储相互关系的评价标准。
进一步的，第一分级界限包括第一界限和第二界限，其中，第一界限为非产层与次要产层的界限，第二界限为主力产层与次要产层的界限；
第二分级界限包括第三界限和第四界限，其中，第三界限为非产层与次要产层的界限，第四界限为主力产层与次要产层的界限；
求取第一分级界限与第二分级界限的平均值具体包括：
求取第一界限与第三界限的平均值，作为非产层与次要产层的界限；
求取第二界限与第四界限的平均值，作为主力产层与次要产层的界限。
进一步的，步骤104具体包括：
根据页岩源储耦合系数落在评价标准相应的范围值内来对页岩源储相互关系进行分类评价。
本发明另一方面提供一种基于页岩源储相互关系的分类评价装置，包括：
数据获取模块，用于获取同一目的层多个产井的页岩的TOC和孔隙度；
源储耦合系数计算模块，用于计算各页岩的源储耦合系数，其中，源储耦合系数＝TOC×孔隙度×10000，TOC和孔隙度均用百分比形式表示；
评价标准确定模块，用于根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准；
分类评价模块，用于利用评价标准进行页岩源储相互关系的分类评价。
进一步的，评价标准确定模块具体包括：
第一分级界限确定模块，用于根据源储耦合系数绘制累积曲线图，确定源储耦合系数的第一分级界限，其中，累计曲线图为源储耦合系数与其所占总个数比值之间的累积关系图，第一分级界限即为页岩源储相互关系的评价标准。
进一步的，评价标准确定模块还包括：
含气量获取模块，用于获取多个所述产井的页岩的含气量；
第二分级界限确定模块，用于根据源储耦合系数绘制源储耦合系数对含气量的投点图，确定源储耦合系数的第二分级界限；
平均值计算模块，用于求取第一分级界限与第二分级界限的平均值，所述平均值即为页岩源储相互关系的评价标准。
进一步的，第一分级界限包括第一界限和第二界限，其中，第一界限为非产层与次要产层的界限，第二界限为主力产层与次要产层的界限；
第二分级界限包括第三界限和第四界限，其中，第三界限为非产层与次要产层的界限，第四界限为主力产层与次要产层的界限；
平均值计算模块具体用于：
求取第一界限与第三界限的平均值，作为非产层与次要产层的界限；
求取第二界限与第四界限的平均值，作为主力产层与次要产层的界限。
进一步的，分类评价模块具体用于，根据页岩源储耦合系数落在评价标准相应的范围值内来对页岩源储相互关系进行分类评价。
本发明提供的基于页岩源储相互关系的分类评价方法及装置，通过获取的多个产井的页岩的TOC和孔隙度，计算各页岩的源储耦合系数，根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准，利用评价标准进行页岩源储相互关系的分类评价，由于在根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准时，同时考虑TOC和孔隙度对评价标准的影响，使在对页岩气目标进行分析判定时更加精准，更加符合实际情况。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为根据本发明实施例一的基于页岩源储相互关系的分类评价方法的流程示意图；
图2为根据本发明实施例二的基于页岩源储相互关系的分类评价方法的流程示意图；
图3为本发明实施例二提供的源储耦合系数累积曲线图；
图4为本发明实施例二提供的源储耦合系数对含气量的投点图；
图5为根据本发明实施例三的基于页岩源储相互关系的分类评价装置的流程示意图；
图6为根据本发明实施例四的基于页岩源储相互关系的分类评价装置的流程示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一
图1为根据本发明实施例一的基于页岩源储相互关系的分类评价方法的流程示意图；如图1所示，本实施例提供一种基于页岩源储相互关系的分类评价方法，包括：
步骤101，获取同一目的层多个产井的页岩的TOC和孔隙度。
具体的，在同一目的层中选取多个产井，该多个产井即为采样点，然后依据试验分析、测井解释和地震预测等方法获得各页岩的TOC和孔隙度。
步骤102，计算各页岩的源储耦合系数，其中，源储耦合系数＝TOC×孔隙度×10000，TOC和孔隙度均用百分比形式表示。
具体的，根据各页岩的TOC和孔隙度计算该产井的源储耦合系数，其中，TOC和孔隙度均用百分比形式表示。
步骤103，根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准，所述评价标准为一个或多个范围值。
具体的，通过源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准，同时考虑TOC和孔隙度对评价标准的影响，使在对页岩气目标进行分析判定时，如判定页岩源储相互关系(好、中、差)时更加精准，更加符合实际情况。
评价标准可以包括一个或多个范围值，用以将不同情况的页岩进行区别，如评价标准包括三个范围值时，可将页岩源储相互关系分为好、中、差三个范围，然后根据源储耦合系数落在哪一个范围值内，制定相应的页岩开采方案。
步骤104，利用评价标准进行页岩源储相互关系的分类评价。
具体的，根据页岩的源储耦合系数落在评价标准的不同范围值来对页岩源储相互关系进行分类评价。
本实施例提供的基于页岩源储相互关系的分类评价方法，通过获取的多个产井的页岩的TOC和孔隙度，计算各页岩的源储耦合系数，根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准，利用评价标准进行页岩源储相互关系的分类评价，由于在根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准时，同时考虑TOC和孔隙度对评价标准的影响，使在对页岩气目标进行分析判定时更加精准，更加符合实际情况。
实施例二
本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。
图2为根据本发明实施例二的基于页岩源储相互关系的分类评价方法的流程示意图；如图2所示，本实施例提供一种基于页岩源储相互关系的分类评价方法，包括：
步骤201，获取同一目的层多个产井的页岩的TOC和孔隙度。
步骤202，计算各产井的源储耦合系数，其中，源储耦合系数＝TOC×孔隙度×10000，TOC和孔隙度均用百分比形式表示。
步骤201-步骤202与实施例一中的步骤101-步骤102一致，具体可参见实施例一中相应的描述，在此不再赘述。
步骤203，根据源储耦合系数绘制累积曲线图，确定源储耦合系数的第一分级界限，其中，累计曲线图为源储耦合系数与其所占总个数比值之间的累积关系图，第一分级界限即为页岩源储相互关系的评价标准。
具体的，如图3所示的源储耦合系数累积曲线图，该累积曲线图为源储耦合系数与其所占总个数比值之间的累积关系图，即纵轴为源储耦合系数(即源储耦合系数的值)，横轴为具有该源储耦合系数值的采样点个数与采样点总个数的比值(该比值也可称为数据量占比)，对累积曲线图采用三分原则获取源储耦合系数的第一分级界限，该第一分级界限包括两个分界值，该两个分界值可标示3个区间范围，此3个区间范围即为页岩源储相互关系的评价标准。
例如图3所展示的非产层与次要产层的分级界线为7.52(对应数据量占比为0.33)、主力产层和次要产层的分级界线为14.0(对应数据量占比为0.66)。
进一步的，在步骤203之后步骤204之前，还包括步骤203’，步骤203’具体包括：
步骤2031’，获取多个产井的页岩的含气量。
具体的，此处的多个产井为步骤201中的产井。
步骤2032’，根据源储耦合系数绘制源储耦合系数对含气量的投点图，确定源储耦合系数的第二分级界限。
具体的，如图4所示的源储耦合系数对含气量的投点图，投点图的纵轴为含气量，横轴为源储耦合系数，根据目的层中的产层(包括主力产层和次要产层)与非产层的散点优势分布区，确定页岩源储耦合系数的第二分级界限，图4中的的次要产层和非产层的散点优势分布区的界线在含气量为3m3/t附近、次要产层与主力产层的散点优势分布区的界线在含气量为5m3/t附近，所对应的页岩源储耦合系数的分级界线分别为5.0和14.5，5.0和14.5即为第二分级界限。
步骤2033’，求取第一分级界限与第二分级界限的平均值，所述平均值即为页岩源储相互关系的评价标准。
步骤2032也可在步骤202之后，步骤2031之前，在此不做限定。
进一步的，第一分级界限包括第一界限和第二界限，其中，第一界限为非产层与次要产层的界限，第二界限为主力产层与次要产层的界限；
第二分级界限包括第三界限和第四界限，其中，第三界限为非产层与次要产层的界限，第四界限为主力产层与次要产层的界限；
求取第一分级界限与第二分级界限的平均值具体包括：
求取第一界限与第三界限的平均值，作为非产层与次要产层的界限；
求取第二界限与第四界限的平均值，作为主力产层与次要产层的界限。
具体的，以图3、图4为例，第一界限为7.52，第二界限为14.0，第三界限为5.0，第四界限为14.5，因此，对第一界限与第三界限求取平均值后得6.26，对第二界限与第四界限求取平均值后得14.25。
进一步的，将第一界限与第三界限的平均值取整后的值作为非产层与次要产层的界限；将第二界限与第四界限的平均值取整后的值作为主力产层与次要产层的界限。
步骤204，根据页岩源储耦合系数落在评价标准相应的范围值内来对页岩源储相互关系进行分类评价。
具体的，按照上述例子求得评价标准之后，将源储耦合系数不小于14.25的页岩作为主力产层，将源储耦合系数在14.25-6.26之间的页岩作为次要产层，将源储耦合系数在不大于6.26的页岩作为非产层。
本实施例提供的基于页岩源储相互关系的分类评价方法，通过源储耦合系数累积曲线图和源储耦合系数对含气量的投点图获得第一分级界限和第二分级界限，然后求取第一分级界限和第二分级界限的平均值，将该平均值作为岩源储相互关系的评价标准，同时考虑TOC和孔隙度对评价标准的影响，使在对页岩气目标进行分析判定时更加精准，更加符合实际情况。
实施例三
本实施例为装置实施例，用于执行上述实施例一中的方法。
图5为根据本发明实施例三的基于页岩源储相互关系的分类评价装置的流程示意图；如图5所示，本实施例提供一种基于页岩源储相互关系的分类评价装置，包括数据获取模块301、源储耦合系数计算模块302、评价标准确定模块303和分类评价模块304。
其中，数据获取模块301，用于获取同一目的层多个产井的页岩的TOC和孔隙度。
源储耦合系数计算模块302，用于计算各页岩的源储耦合系数，其中，源储耦合系数＝TOC×孔隙度×10000，TOC和孔隙度均用百分比形式表示。
评价标准确定模块303，用于根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准。
分类评价模块304，用于利用评价标准进行页岩源储相互关系的分类评价。
本实施例是与方法实施例一对应的装置实施例，具体可参见实施例一中的描述，在此不再赘述。
实施例四
本实施例是在实施例三的基础上进行的补充说明，用于执行上述实施例二中的方法。
图6为根据本发明实施例四的基于页岩源储相互关系的分类评价装置的流程示意图；如图6所示，评价标准确定模块303具体包括：
第一分级界限确定模块3031，用于根据源储耦合系数绘制累积曲线图，确定源储耦合系数的第一分级界限，其中，累计曲线图为源储耦合系数与其所占总个数比值之间的累积关系图，第一分级界限即为页岩源储相互关系的评价标准。
进一步的，评价标准确定模块303还包括：
含气量获取模块3032，用于获取多个所述产井的页岩的含气量；
第二分级界限确定模块3033，用于根据源储耦合系数绘制源储耦合系数对含气量的投点图，确定源储耦合系数的第二分级界限；
平均值计算模块3034，用于求取第一分级界限与第二分级界限的平均值，所述平均值即为页岩源储相互关系的评价标准。
进一步的，第一分级界限包括第一界限和第二界限，其中，第一界限为非产层与次要产层的界限，第二界限为主力产层与次要产层的界限；
第二分级界限包括第三界限和第四界限，其中，第三界限为非产层与次要产层的界限，第四界限为主力产层与次要产层的界限；
平均值计算模块3034具体用于：
求取第一界限与第三界限的平均值，作为非产层与次要产层的界限；
求取第二界限与第四界限的平均值，作为主力产层与次要产层的界限。
进一步的，分类评价模块304具体用于，根据页岩源储耦合系数落在评价标准相应的范围值内来对页岩源储相互关系进行分类评价。
本实施例是与方法实施例二对应的装置实施例，具体可参见实施例二中的描述，在此不再赘述。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种基于页岩源储相互关系的分类评价方法，其特征在于，包括：
步骤101，获取同一目的层多个产井的页岩的TOC和孔隙度；
步骤102，计算各页岩的源储耦合系数，其中，源储耦合系数＝TOC×孔隙度×10000，TOC和孔隙度均用百分比形式表示；
步骤103，根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准，所述评价标准为一个或多个范围值，包括：
根据源储耦合系数绘制累积曲线图，确定源储耦合系数的第一分级界限，其中，累计曲线图为源储耦合系数与小于或等于该源储耦合系数的采样点个数占采样点总个数的比值之间的累积关系图，第一分级界限即为页岩源储相互关系的评价标准；
获取多个所述产井的页岩的含气量；
根据源储耦合系数绘制源储耦合系数对含气量的投点图，确定源储耦合系数的第二分级界限；
求取第一分级界限与第二分级界限的平均值，所述平均值即为页岩源储相互关系的评价标准；
步骤104，利用评价标准进行页岩源储相互关系的分类评价。
2.根据权利要求1所述的基于页岩源储相互关系的分类评价方法，其特征在于，第一分级界限包括第一界限和第二界限，其中，第一界限为非产层与次要产层的界限，第二界限为主力产层与次要产层的界限；
第二分级界限包括第三界限和第四界限，其中，第三界限为非产层与次要产层的界限，第四界限为主力产层与次要产层的界限；
求取第一分级界限与第二分级界限的平均值具体包括：
求取第一界限与第三界限的平均值，作为非产层与次要产层的界限；
求取第二界限与第四界限的平均值，作为主力产层与次要产层的界限。
3.根据权利要求1所述的基于页岩源储相互关系的分类评价方法，其特征在于，步骤104具体包括：
根据页岩源储耦合系数落在评价标准相应的范围值内来对页岩源储相互关系进行分类评价。
4.一种基于页岩源储相互关系的分类评价装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取同一目的层多个产井的页岩的TOC和孔隙度；
源储耦合系数计算模块，用于计算各页岩的源储耦合系数，其中，源储耦合系数＝TOC×孔隙度×10000，TOC和孔隙度均用百分比形式表示；
评价标准确定模块，用于根据源储耦合系数获取页岩源储相互关系的评价标准，所述评价标准确定模块包括：
第一分级界限确定模块，用于根据源储耦合系数绘制累积曲线图，确定源储耦合系数的第一分级界限，其中，累计曲线图为源储耦合系数与小于或等于该源储耦合系数的采样点个数占采样点总个数的比值之间的累积关系图，第一分级界限即为页岩源储相互关系的评价标准；
含气量获取模块，用于获取多个所述产井的页岩的含气量；
第二分级界限确定模块，用于根据源储耦合系数绘制源储耦合系数对含气量的投点图，确定源储耦合系数的第二分级界限；
平均值计算模块，用于求取第一分级界限与第二分级界限的平均值，所述平均值即为页岩源储相互关系的评价标准；
分类评价模块，用于利用评价标准进行页岩源储相互关系的分类评价。
5.根据权利要求4所述的基于页岩源储相互关系的分类评价装置，其特征在于，第一分级界限包括第一界限和第二界限，其中，第一界限为非产层与次要产层的界限，第二界限为主力产层与次要产层的界限；
第二分级界限包括第三界限和第四界限，其中，第三界限为非产层与次要产层的界限，第四界限为主力产层与次要产层的界限；
平均值计算模块具体用于：
求取第一界限与第三界限的平均值，作为非产层与次要产层的界限；
求取第二界限与第四界限的平均值，作为主力产层与次要产层的界限。
6.根据权利要求4所述的基于页岩源储相互关系的分类评价方法，其特征在于，分类评价模块具体用于，根据页岩源储耦合系数落在评价标准相应的范围值内来对页岩源储相互关系进行分类评价。
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