CN107966546A - 一种页岩岩相平面分布编制方法及页岩勘探体系 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种页岩岩相平面分布编制方法及页岩勘探体系，属于石油勘探开发技术领域。该方法包括：利用页岩样品的矿物成分含量，编绘硅质矿物含量、碳酸盐矿物含量以及粘土矿物含量的三端元图；利用矿物成分含量和有机质含量，编绘有机质、硅质矿物、粘土矿物以及碳酸盐矿物平面分布图；根据三端元图、有机质、硅质矿物、粘土矿物以及碳酸盐矿物平面分布图，对页岩进行岩相划分；对有机质平面分布图、硅质矿物平面分布图、粘土矿物平面分布图以及碳酸盐矿物平面分布图进行叠合交汇，根据岩相划分标准，确定页岩岩相平面分布。该页岩勘探体系具有上述的页岩岩相平面分布编制方法，简单易用且可定量化操作。

Description

一种页岩岩相平面分布编制方法及页岩勘探体系

技术领域

本发明涉及石油勘探开发技术领域，尤其涉及一种页岩岩相平面分布编制方法及页岩勘探体系。

背景技术

页岩气作为目前非常规油气勘探开发的重点，随着研究的不断深入，越来越多的学者发现页岩岩相的刻画及其研究对于找寻页岩气“甜点”区具有重要作用，而页岩岩相的平面分布直接决定了有利岩相目标的找寻。因此页岩岩相平面编绘对于页岩气勘探具有重要作用。

对于页岩岩相很多学者进行了大量研究，也有部分专利涉及页岩岩相研究，但是大部分研究主要集中于如何划分岩相，刻画岩相以及单井上预测岩相，而对于平面上如何编绘页岩岩相却鲜有研究。其中专利《一种页岩岩相测井快速识别方法》和《一种基于测井信息的页岩岩相连续预测方法》均是集中于如何在单井上对页岩岩相进行预测和识别，对于平面岩相预测并未有提及。

公开发表的期刊论文大部分集中于对页岩岩相划分及特征刻画方面，其中在文章《渝东南下志留统龙马溪组页岩岩相特征及其对孔隙结构的控制》中利用有机质含量和矿物成分对页岩岩相进行了划分，岩相平面分布未有研究；赵建华等在《四川盆地五峰组-龙马溪组页岩岩相类型与沉积环境》中根据矿物学、岩石组构、生物组成及沉积构造的不同，五峰组-龙马溪组页岩识别出7种岩相类型，并对每种岩相进行了描述，但其同样未对页岩岩相的平面分布进行研究；蒋裕强等在《中国海相页岩岩相精细划分及测井预测：以四川盆地南部威远地区龙马溪组为例》中利用TOC+矿物含量对页岩岩相进行了划分，并利用神经网络对单井垂向上的页岩岩相进行了预测，但岩相平面分布未有预测研究。

对于页岩岩相平面分布，部分学者进行了相关的研究，其中张鹏等在文章《基于地质参数的陆相泥页岩岩相预测》中主要基于地震参数，通过属性提取对页岩岩相的平面分布进行了研究，但该方法对于缺乏三维地震资料的地区进行平面页岩岩相分布研究不可用。张璐等在文章《基于GIS的安徽省奥陶系胡乐阶深水页岩相古地理研究》中提到了利用单因素和ArcGIS软件进行页岩岩相古地理研究，但对于具体的操作过程及参数选取未有详细论述。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种页岩岩相平面分布编制方法，此页岩岩相平面分布编制方法旨在解决现有技术中未有针对页岩岩相平面编绘的定量系统方法的问题；

本发明的另一目的在于提供一种页岩勘探体系，此页岩勘探体系旨在解决现有技术中未有针对页岩岩相平面编绘的定量系统方法的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种页岩岩相平面分布编制方法，包括以下步骤：

a、采集页岩样品，得到所述页岩样品的矿物成分含量和有机质含量；

b、利用所述矿物成分含量，编绘硅质矿物含量、碳酸盐矿物含量以及粘土矿物含量的三端元图；

c、利用所述矿物成分含量和所述有机质含量，分别编绘有机质平面分布图、硅质矿物平面分布图、粘土矿物平面分布图以及碳酸盐矿物平面分布图；

d、根据所述三端元图、所述有机质平面分布图、所述硅质矿物平面分布图、所述粘土矿物平面分布图以及所述碳酸盐矿物平面分布图，对所述页岩进行岩相划分；

e、对所述有机质平面分布图、所述硅质矿物平面分布图、所述粘土矿物平面分布图以及所述碳酸盐矿物平面分布图进行叠合交汇，根据所述岩相划分标准，确定所述页岩岩相平面分布。

作为本发明的一种优选技术方案，所述页岩样品采自不同的的区域的岩心以及露头剖面。

作为本发明的一种优选技术方案，所述页岩样品的矿物成分含量和有机质含量通过进行X衍射分析和有机质含量分析得到。

作为本发明的一种优选技术方案，所述页岩根据所述有机质含量分为富有机质页岩和贫有机质页岩。

作为本发明的一种优选技术方案，所述有机质含量的划分界限值为2％。

作为本发明的一种优选技术方案，所述岩相划分为富有机质硅质页岩、富有机质混合页岩、富有机质粘土质页岩、富有机质灰质页岩、贫有机质硅质页岩、贫有机质混合页岩、贫有机质粘土质页岩、贫有机质灰质页岩。

作为本发明的一种优选技术方案，所述有机质平面分布图、所述硅质矿物平面分布图、所述粘土矿物平面分布图以及所述碳酸盐矿物平面分布图均为等值线图。

作为本发明的一种优选技术方案，所述矿物成分含量包括硅质矿物含量、碳酸盐矿物含量以及粘土矿物含量。

作为本发明的一种优选技术方案，所述硅质矿物含量的划分界限值为50％。

一种页岩勘探体系，所述页岩勘探体系包括以上所述的页岩岩相平面分布编制方法。

本发明的有益效果是：

本发明通过上述设计提供一种页岩岩相平面分布编制方法，其通过采集采自不同的区域的岩心以及露头剖面的页岩样品，进行X衍射分析和有机质含量(TOC)分析，得到样品的矿物成分和有机质含量(TOC)数据；然后，利用平面上不同井和露头样品的TOC含量，编绘TOC平面等值线图，利用平面上不同井和露头样品的硅质矿物(石英+长石)含量，编绘硅质矿物平面等值线图，利用平面上不同井和露头样品的粘土矿物含量，编绘粘土矿物平面等值线图，利用平面上不同井和露头样品的碳酸盐矿物含量，编绘碳酸盐矿物平面等值线图；根据TOC和矿物成分将页岩分为8种岩相，首先根据TOC含量将页岩分为两大类——富有机质页岩(TOC>2％)和贫有机质页岩(TO C<2％)，然后根据硅质矿物含量、碳酸盐矿物含量和粘土矿物含量的三端元图解进一步将富有机质页岩和贫有机质页岩分布划分为富有机质硅质页岩、富有机质混合页岩、富有机质粘土质页岩、富有机质灰质页岩、贫有机质硅质页岩、贫有机质混合页岩、贫有机质粘土质页岩、贫有机质灰质页岩，共8种岩相；最后，根据岩相划分方案，利用4个单因素(TOC、硅质矿物、粘土矿物以及碳酸盐矿物)所做的等值线进行叠合，先以TOC>2％和TOC<2％确定富有机质页岩和贫有机质页岩分布图，然后根据硅质矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物等值线的叠合交汇，根据各岩相矿物含量边界值，确定具体的岩相分布，最终得到岩相的平面分布图。由此可知，该发明专利针对现在页岩气勘探中缺乏有效的页岩岩相平面编制方法的现状，根据有机质(TOC)含量、粘土矿物含量、硅质矿物含量以及碳酸盐矿物含量4个测试参数，利用单因素等值线编绘，最终四个因素等值线叠合的方法，确定了页岩岩相的平面分布。该方法简单易用，可定量化操作，弥补了页岩岩相平面编图方法的空缺。

本发明通过上述设计提供一种页岩勘探体系，该页岩勘探体系由于具有以上的页岩岩相平面分布编制方法，该方法简单易用，可定量化操作，弥补了页岩岩相平面编图方法的空缺。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的页岩有机质含量等值线平面分布图；

图2为本发明实施例提供的页岩硅质含量等值线平面分布图；

图3为本发明实施例提供的页岩黏土含量等值线平面分布图；

图4为本发明实施例提供的碳酸盐岩矿物含量等值线平面分布图；

图5为本发明实施例提供的页岩岩相划分步骤及方案流程图；

图6为本发明实施例提供的页岩岩相平面分布图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参照图1，配合参照图2至图6，本实施例提供一种页岩勘探体系，其包括页岩岩相平面分布编制方法，该页岩岩相平面分布编制方法用于确定具体的岩相分布，最终得到岩相的平面分布图，进而指导页岩油气的勘探与开发。

该页岩岩相平面分布编制方法包括以下具体步骤：

a、采集研究区内不同点位的岩心和露头剖面的页岩样品，进行X衍射分析和有机质含量(TOC)分析，得到样品的矿物成分和有机质含量(TOC)数据；

b、利用平面上不同井和露头样品的TOC含量，编绘TOC平面等值线图；

c、利用平面上不同井和露头样品的硅质矿物(石英+长石)含量，编绘硅质矿物平面等值线图；

d、利用平面上不同井和露头样品的粘土矿物含量，编绘粘土矿物平面等值线图；

e、利用平面上不同井和露头样品的碳酸盐矿物含量，编绘碳酸盐矿物平面等值线图；

f、根据TOC和矿物成分将页岩分为8种岩相，首先根据TOC含量将页岩分为两大类——富有机质页岩(TOC>2％)和贫有机质页岩(TOC<2％)，然后根据硅质矿物含量、碳酸盐矿物含量和粘土矿物含量的三端元图解进一步将富有机质页岩和贫有机质页岩分布划分为富有机质硅质页岩、富有机质混合页岩、富有机质粘土质页岩、富有机质灰质页岩、贫有机质硅质页岩、贫有机质混合页岩、贫有机质粘土质页岩、贫有机质灰质页岩，共8种岩相(分类方案见表1和图5)；

g、根据岩相划分方案，利用4个单因素(TOC、硅质矿物、粘土矿物以及碳酸盐矿物)所做的等值线进行叠合，先以TOC>2％和TOC<2％确定富有机质页岩和贫有机质页岩分布图；然后根据硅质矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物等值线的叠合交汇，根据表1和图5各岩相矿物含量边界值，确定具体的岩相分布，最终得到岩相的平面分布图(图6)。

表1页岩岩相分类表

综上所述，该页岩岩相平面分布编制方法通过采集采自不同的区域的岩心以及露头剖面的页岩样品，进行X衍射分析和有机质含量(TOC)分析，得到样品的矿物成分和有机质含量(TOC)数据；然后，利用平面上不同井和露头样品的TOC含量，编绘TOC平面等值线图，利用平面上不同井和露头样品的硅质矿物(石英+长石)含量，编绘硅质矿物平面等值线图，利用平面上不同井和露头样品的粘土矿物含量，编绘粘土矿物平面等值线图，利用平面上不同井和露头样品的碳酸盐矿物含量，编绘碳酸盐矿物平面等值线图；根据TOC和矿物成分将页岩分为8种岩相，首先根据TOC含量将页岩分为两大类——富有机质页岩(TOC>2％)和贫有机质页岩(TO C<2％)，然后根据硅质矿物含量、碳酸盐矿物含量和粘土矿物含量的三端元图解进一步将富有机质页岩和贫有机质页岩分布划分为富有机质硅质页岩、富有机质混合页岩、富有机质粘土质页岩、富有机质灰质页岩、贫有机质硅质页岩、贫有机质混合页岩、贫有机质粘土质页岩、贫有机质灰质页岩，共8种岩相；最后，根据岩相划分方案，利用4个单因素(TOC、硅质矿物、粘土矿物以及碳酸盐矿物)所做的等值线进行叠合，先以TOC>2％和TOC<2％确定富有机质页岩和贫有机质页岩分布图，然后根据硅质矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物等值线的叠合交汇，根据各岩相矿物含量边界值，确定具体的岩相分布，最终得到岩相的平面分布图。由此可知，该发明专利针对现在页岩气勘探中缺乏有效的页岩岩相平面编制方法的现状，根据有机质(TOC)含量、粘土矿物含量、硅质矿物含量以及碳酸盐矿物含量4个测试参数，利用单因素等值线编绘，最终四个因素等值线叠合的方法，确定了页岩岩相的平面分布。该方法简单易用，可定量化操作，弥补了页岩岩相平面编图方法的空缺。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种页岩岩相平面分布编制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、采集页岩样品，得到所述页岩样品的矿物成分含量和有机质含量；

b、利用所述矿物成分含量，编绘硅质矿物含量、碳酸盐矿物含量以及粘土矿物含量的三端元图；

c、利用所述矿物成分含量和所述有机质含量，分别编绘有机质平面分布图、硅质矿物平面分布图、粘土矿物平面分布图以及碳酸盐矿物平面分布图；

d、根据所述三端元图、所述有机质平面分布图、所述硅质矿物平面分布图、所述粘土矿物平面分布图以及所述碳酸盐矿物平面分布图，对所述页岩进行岩相划分；

e、对所述有机质平面分布图、所述硅质矿物平面分布图、所述粘土矿物平面分布图以及所述碳酸盐矿物平面分布图进行叠合交汇，根据所述岩相划分标准，确定所述页岩岩相平面分布。

2.根据权利要求1所述的页岩岩相平面分布编制方法，其特征在于：所述页岩样品采自不同的的区域的岩心以及露头剖面。

3.根据权利要求1所述的页岩岩相平面分布编制方法，其特征在于：所述页岩样品的矿物成分含量和有机质含量通过进行X衍射分析和有机质含量分析得到。

4.根据权利要求1所述的页岩岩相平面分布编制方法，其特征在于：所述页岩根据所述有机质含量分为富有机质页岩和贫有机质页岩。

5.根据权利要求4所述的页岩岩相平面分布编制方法，其特征在于：所述有机质含量的划分界限值为2％。

6.根据权利要求1所述的页岩岩相平面分布编制方法，其特征在于：所述岩相划分为富有机质硅质页岩、富有机质混合页岩、富有机质粘土质页岩、富有机质灰质页岩、贫有机质硅质页岩、贫有机质混合页岩、贫有机质粘土质页岩、贫有机质灰质页岩。

7.根据权利要求1所述的页岩岩相平面分布编制方法，其特征在于：所述有机质平面分布图、所述硅质矿物平面分布图、所述粘土矿物平面分布图以及所述碳酸盐矿物平面分布图均为等值线图。

8.根据权利要求1所述的页岩岩相平面分布编制方法，其特征在于：所述矿物成分含量包括硅质矿物含量、碳酸盐矿物含量以及粘土矿物含量。

9.根据权利要求1所述的页岩岩相平面分布编制方法，其特征在于：所述硅质矿物含量的划分界限值为50％。

10.一种页岩勘探体系，其特征在于：所述页岩勘探体系包括权利要求1至9任一项所述的页岩岩相平面分布编制方法。