CN110569512B - 一种泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，该方法以例如地层岩性属性的地震反演数据体、三维构造建模数据体、钻井数据等为基础，以一口虚拟/实际钻井岩性数据为计算单元，应用夹层厚度占比临界值为约束，通过建立数学模型，对钻井开展夹层发育强度、夹层分布系数及夹层分散系数计算，再通过归一化处理综合计算夹层发育指数STI，结合例如区沉积相研究等结果确定的主要物源方向，采用例如克里金插值计算目的层STI指数平面分布。应用本发明方法编制计算及程序，对实际勘探工区的钻井STI指数进行计算，计算结果与钻井柱状图对比显示STI值能够科学、合理、定量反映泥页岩中夹层发育程度，达到了本发明预期效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油、天然气等资源的开发技术领域，尤其涉及一种泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法。
背景技术
随着非常规油气，特别是页岩油气的成功勘探开发，泥页岩作为油气储层引起了研究者的广泛关注。统计发现，无论国内还是国外，成功获得页岩油气突破地区的泥页岩段均发育一定比例的非泥质岩夹层，如碳酸盐岩、白云岩、膏岩、细砂岩等相对高渗透性夹层，且页岩油气产量与泥页岩段中的夹层岩性、数量、厚度、物性及分布规模有很大的关系[王勇,宋国奇,刘惠民,等.济阳坳陷页岩油富集主控因素[J].油气地质与采收率,2015,22(4):20-25.]。
关于泥页岩夹层的定义、定性及定量判识指标，前人开展过相关研究工作，并制定过相关的企业/国家标准。如GB/T 0254-2014[陈永武,王少波,韩征,等.GB/T 0254—2014页岩气资源/储量计算与评价技术规范[S].北京:中国标准出版社,2014.]规定，当累积夹层厚度小于层组总厚度的20％时，夹层中产出的页岩气称为夹层型页岩气。GB/T 31483-2015[邹才能,董大忠,王玉满,等.GB/T 31483—2015页岩气地质评价方法[S].北京:中国标准出版社,2014.]进一步规定富有机质页岩层段是指富有机质页岩及富有机质页岩与粉砂岩、细砂岩、碳酸盐岩等薄夹层的地层单元，规定薄夹层单层厚度不大于1m，累计薄夹层厚度占该页岩层段总厚度比例小于20％。中石化则在累积夹层厚度小于层组厚度20％的基础上，将大段泥页岩中厚度小于2m且产出原油的夹层定义为页岩油夹层，并制定了相关企业标准[刘超英,徐旭辉,刘翠荣,等.Q/SH 0505—2013页岩油勘探选区评价方法[S].北京:中国石化出版社,2013.]，胜利油田也将上述标准作为判断渤南凹陷夹层型页岩油[朱德顺,王勇,朱德燕,等.渤南洼陷沙一段夹层型页岩油界定标准及富集主控因素[J].油气地质与采收率,2015,22(5):15-20.]的依据，而济阳凹陷的夹层型页岩油则规定为夹层单层厚度小于2.5m，夹层比例上限定为20％。
人们已普遍认识到泥页岩夹层对页岩油气富集及产出的重要性，并制定了相关的标准规定夹层单层厚度和累计夹层厚度所占比例，但对夹层在泥页岩段中的分布情况(分布位置、分散程度等、单位厚度地层中夹层数量)缺乏一个定量的判识指标，而确定富有机质泥页岩段中的夹层的分布特征对泥页岩储层评价和页岩油气资源量估算具有重要意义。
发明内容
本发明是为了解决石油地质勘探中，针对泥页岩中渗透性夹层(包括碳酸盐岩、白云岩、膏岩、细砂岩等相对高渗透性夹层)发育程度只能通过定性描述，尚没有定量表征方法定量评价夹层发育程度的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，包括如下步骤：
数据提取与统计步骤：从已有的地质数据中抽取钻井岩性数据，上述地质数据包括目的地层顶深度、以及目的地层底深度，对渗透性夹层层数进行统计；
夹层发育强度确定步骤：根据上述渗透性夹层层数、以及目的地层厚度，确定夹层发育强度；
夹层分布系数确定步骤：根据上述渗透性夹层层数、上述目的地层顶深度、以及上述目的地层底深度，确定夹层分布系数；
夹层分散系数确定步骤：根据上述渗透性夹层层数、上述目的地层顶深度、以及上述目的地层底深度，确定夹层分散系数；
归一化处理步骤：分别进行上述夹层发育强度、上述夹层分布系数、以及上述夹层分散系数的归一化处理；以及
夹层发育指数确定步骤：基于归一化处理后的夹层发育强度、归一化处理后的夹层分布系数、以及归一化处理后的夹层分散系数，确定夹层发育指数并据此对泥页岩中渗透性夹层发育程度进行定量表征。
进一步地，在上述夹层发育强度确定步骤中，利用下式确定上述夹层发育强度：
TF＝N/L
其中，TF为上述夹层发育强度，N为上述渗透性夹层层数，L为上述目的地层厚度，和/或
在上述夹层分布系数确定步骤中，利用下式确定上述夹层分布系数：
其中，TS为上述夹层分布系数，Ht为目的地层顶深度，Hb为目的地层底深度，HTi为第i层夹层顶深度，HBi为第i层夹层底深度，N为上述渗透性夹层层数。
进一步地，在上述夹层分散系数确定步骤中，利用下式确定上述夹层分散系数：
其中，TD为上述夹层分散系数，Ht为目的地层顶深度，Hb为目的地层底深度，HTi为第i层夹层顶深度，HBi为第i层夹层底深度，N为上述渗透性夹层层数。
进一步地，在上述归一化处理步骤中，利用下式对上述夹层发育强度进行归一化处理：
其中，TF*为上述归一化处理后的夹层发育强度，TF为上述夹层发育强度，EH为有效排烃厚度。
进一步地，在上述归一化处理步骤中，利用下式对上述夹层分布系数进行归一化处理：
TS*＝TSn
其中，TS*为上述归一化处理后的夹层分布系数，TS为上述夹层分布系数，n为取值范围在(0,1)的系数。
进一步地，在上述归一化处理步骤中，利用下式对上述夹层分散系数进行归一化处理：
其中，TD*为上述归一化处理后的夹层分散系数，TD为上述夹层分散系数，L为上述目的地层厚度，N为上述渗透性夹层层数，m为取值范围在(0,1)的系数。
进一步地，在上述夹层发育指数确定步骤中，利用下式确定上述夹层发育指数：
其中，STI为上述夹层发育指数，TF*为上述归一化处理后的夹层发育强度，TS*为上述归一化处理后的夹层分布系数，以及TD*为上述归一化处理后的夹层分散系数。
进一步地，在上述数据提取与统计步骤之后并且在夹层发育强度确定步骤之前，还包括如下步骤：
夹层厚度占比确定步骤：根据目的地层顶深度、以及目的地层底深度并根据统计得到的渗透性夹层层数，确定夹层厚度占比，以及
夹层厚度占比判定步骤：
若目的地层厚度等于0或夹层累计厚度占比大于夹层厚度占比临界值，则不执行上述夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤；
若上述目的地层厚度大于0且上述渗透性夹层层数等于0，则不执行上述夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤，而将上述夹层发育指数设定为0；以及
若上述目的地层厚度大于0且上述渗透性夹层层数大于0，则执行上述夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤。
进一步地，在上述计算夹层厚度占比步骤中，
利用下式确定上述夹层厚度占比(S)：
S＝SL/L×100％
其中，SL为上述夹层累计厚度，S为上述夹层厚度占比，L为目的地层厚度，
其中，利用下式确定上述夹层累计厚度(SL)：
其中，SL为上述夹层累计厚度，N为上述渗透性夹层层数，Li为第i层夹层厚度。
进一步地，还包括：
数据汇总处理步骤：对经由上述夹层发育指数确定步骤、以及经由上述夹层厚度占比判定步骤得到的上述夹层发育指数的结果，进行数据汇总处理。
应用本发明的方法编制计算机程序后对渤海湾盆地XX凹陷8口钻井实际数据STI值进行计算，通过计算结果与钻井柱状图中反映的渗透性夹层发育情况比较，表明本发明提出的定量表征参数能够科学、合理、定量的反映泥页岩渗透性夹层发育定程度。
泥页岩中渗透性夹层发育程度是评价泥页岩体系中通道和储集性能的重要属性，应当是研究烃源岩排烃过程及非常规页岩油气选区评价、资源评价的重要参数之一，本发明提出的STI指数及其量化表征方法能够有效地定量表征泥页岩中渗透性夹层发育定程度，具有广阔的应用前景。
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为泥页岩渗透性夹层的发育定程度定量表征方法的流程图。
图2为示意性的表示实施例中的渤海湾盆地XX断陷8口钻井联井柱状图。
具体实施方式
以下，结合附图对本发明实施方式进行说明。
本发明提供一种泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，主要包括如下步骤：
数据提取与统计步骤：从已有的地质数据中抽取钻井岩性数据，地质数据包括目的地层顶深度、以及目的地层底深度，对渗透性夹层层数进行统计；
夹层发育强度确定步骤：根据渗透性夹层层数、以及目的地层厚度，确定夹层发育强度；
夹层分布系数确定步骤：根据渗透性夹层层数、目的地层顶深度、以及目的地层底深度，确定夹层分布系数；
夹层分散系数确定步骤：根据渗透性夹层层数、目的地层顶深度、以及目的地层底深度，确定夹层分散系数；
归一化处理步骤：分别进行夹层发育强度、夹层分布系数、以及夹层分散系数的归一化处理；以及
夹层发育指数确定步骤：基于归一化处理后的夹层发育强度、归一化处理后的夹层分布系数、以及归一化处理后的夹层分散系数，确定夹层发育指数并据此对泥页岩中渗透性夹层发育程度进行定量表征。
需要说明的是，上述叙述顺序不构成对计算顺序的严格限定。例如，上述夹层发育强度确定步骤、夹层分布系数确定步骤以及夹层分布系数确定步骤并不限定于上述叙述的顺序，可以根据需要进行变更。
此外，一般地，例如可以通过夹层厚度占比判定步骤的判定后，对其中符合条件的数据进行的计算，而对不符合该条件的数据则经判定为零值或无效值后，另行汇总到后期的数据汇总处理中。上述判定具体可以是：
在数据提取步骤之后并且在计算步骤之前，还包括如下步骤：
夹层厚度占比确定步骤：根据目的地层顶深度、以及目的地层底深度并根据统计得到的渗透性夹层层数，确定夹层厚度占比，以及
夹层厚度占比判定步骤：
若目的地层厚度等于0或夹层累计厚度占比大于夹层厚度占比临界值，则不执行夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤；
若目的地层厚度大于0且渗透性夹层层数等于0，则不执行夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤，而将夹层发育指数设定为0；以及
若目的地层厚度大于0且渗透性夹层层数大于0，则执行夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤。
此外，一般地，经过夹层发育指数确定步骤获得的夹层发育指数，以及经过上述判定而判定为零值或无效值等结果，最终汇总到如下步骤：
数据汇总处理步骤：对经由夹层发育指数确定步骤、以及经由夹层厚度占比判定步骤得到的夹层发育指数的结果，进行数据汇总处理。
以上是对本发明的方法原理进行的概要说明。接下来，结合具体实施例，对上述计算中所提取的数据，进行的具体计算以及计算算式等进行详细说明。
为了更方便的说明本发明，不失一般性的对本发明涉及的主要参数做如下说明：
1)输入数据说明，已有的地质数据包括但不限于例如如下数据：
①地震反演数据体：通过地震岩性反演获得的反映地层岩性的地震反演数据体，该数据体一般为时间域数据体，通过时深转换可将数据转换为深度域，数据体格式为SEGY或SGY格式，数据体节点值代表对应空间节点处预测的岩性。
②三维构造建模数据体：通过构造建模软件获得的地层三维岩性数据体，数据地点在纵向上排列一致，数据节点值代表对应空间节点处预测的岩性。
③钻井数据：通过录井或测井预测获得的目的地层地层岩性数据。
2)参数定义：
①渗透性夹层临界值：指在泥页岩中发育的渗透性相对较好的非泥质岩夹层，如碳酸盐岩、白云岩、膏岩、细砂岩等，根据国标或企标规定，在页岩油气评价中渗透性夹层累计厚度占页岩层段比例(厚度占比)不超过规定值(即，夹层厚度占比临界值)，单层厚度不超过规定值(即，单层厚度临界值)，设夹层厚度占比临界值为So，单层厚度临界值为E。
②夹层发育强度(TF)：指一套泥页岩段地层中渗透性夹层层数占泥页岩段地层厚度的比例，是反映指定厚度的泥页岩地层发育渗透性夹层层数多少的参数。
③夹层分布系数(TS)：指一套泥页岩段地层中渗透性夹层在泥页岩段地层中整体分布位置，夹层整体越靠近地层上部取值越大，是反映夹层在泥岩段中整体靠近上部或下部的一个定量参数。
④夹层分散系数(TD)：指一套泥页岩段地层中渗透性夹层在泥页岩段中均匀(分散)分布程度，夹层分布越均匀取值越大，是反映夹层在泥岩段中均匀(分散)分布程度的定量表征参数。
⑤夹层发育指数(STI)：指一套泥页岩段地层中渗透性夹层在泥页岩段地层中的发育情况，是综合反映夹层的发育数量、分布位置及分散状况的定量表征参数。
⑥烃源岩有限排烃厚度：烃源岩生成油气之后，油气并不是全部排出烃源岩，只有与储集层相接触的一定距离内的生油层内的烃类才能排出来，该段距离为有效排烃厚度，假设为EH，即当烃源岩厚度小于EH时烃源岩中的油气可以排出。
下面，将结合附图1、2对本发明作进一步说明。如图1所示，本发明具体实施的步骤如下：
数据提取与统计步骤：
S1：从已有的地质数据中抽取钻井岩性数据。具体地，可以是从已有的地质数据中抽取虚拟钻井岩性数据或者实际钻井岩性数据。从已有的例如地震反演数据体、三维构造建模数据体中抽取虚拟钻井岩性数据，或者从已有的岩性数据中抽取实际钻井岩性数据。根据上述说明，地震反演数据体及三维构造建模数据体均为三维空间节点数格式，数据纵向节点对齐，因此可根据研究需要在平面上选取若干网格点处作为虚拟井，抽取网格点处纵向深度及岩性数据。若输入数据为实际钻井岩性数据则直接应用。钻井数据(虚拟钻井/实际钻井)至少包括深度(一个岩性的层顶深度和层底深度)及对应岩性。
注：虚拟钻井及实际钻井选取时最大深度应当超过研究的目的层。
夹层厚度占比确定步骤：
S2：根据目的地层顶深度、以及目的地层底深度并根据统计得到的渗透性夹层层数(N)，求取夹层累积厚度(SL)、以及夹层厚度占比(S)。具体地，钻井目的地层的渗透性夹层的夹层累计厚度及夹层层数的统计：假设研究的目的地层顶深度、目的地层底深度分别为Ht、Hb，则目的地层厚度为L＝Hb-Ht；统计目的层中渗透性夹层(如碳酸盐岩、白云岩、膏岩、细砂岩等指定岩性，单层厚度不超过单层厚度临界值E)层数。设渗透性夹层层数为N，则例如自上而下第i层夹层顶深度、第i层夹层底深度分别为HTi、HBi，则第i层夹层厚度Li＝HBi-HTi，渗透性夹层的夹层累计厚度通过下述算式1求取，夹层厚度占比通过下述算式2求取。
夹层累计厚度：
夹层厚度占比：S＝SL/L×100％ 算式2
式中SL为夹层累计厚度，S为夹层厚度占比，N为渗透性夹层层数、Li为第i层夹层厚度，L为目的地层厚度。
夹层厚度占比判定步骤：
S3：夹层厚度占比判定：①若目的地层厚度L＝0或夹层累计厚度占比S>So，则夹层发育指数STI的值为无效，则不执行夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤(该结果直接反映到以下步骤S8中)；②若目的地层厚度L>0且夹层层数N＝0，则夹层发育指数STI＝0，则不执行夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤，而将夹层发育指数设定为0(该结果直接反映到以下步骤S8中)；③若目的地层厚度L>0且N>0，则执行夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤(下述S4-S7步骤)。
夹层发育强度确定步骤：
S4：根据渗透性夹层层数、以及目的地层厚度进行夹层发育强度确定。夹层发育强度(TF)计算：
夹层发育强度：TF＝N/L 算式3
式中，TF为夹层发育强度，N为渗透性夹层层数，L为目的地层厚度。
夹层分布系数确定步骤：
S5：根据渗透性夹层层数、目的地层顶深度、以及目的地层底深度进行夹层分布系数确定。夹层分布系数(TS)计算：
夹层分布系数：
式中，TS为夹层分布系数，Ht、Hb分别为研究的目的地层顶深度、目的地层底深度，HTi，HBi分别为例如自上而下第i层夹层顶深度、第i层夹层底深度，N为渗透性夹层层数。
夹层分散系数确定步骤：
S6：根据渗透性夹层层数、目的地层顶深度、以及目的地层底深度进行夹层分散系数确定。夹层分散系数(TD)计算：
夹层分散系数：
式中，TD为夹层分散系数，Ht、Hb分别为研究的目的地层顶深度、目的地层底深度，HTi、HBi分别为例如自上而下第i层夹层顶深度、第i层夹层底深度，N为渗透性夹层层数。
归一化处理步骤：
S7：夹层发育指数(STI)确定：针对TF、TS、TD进行归一化处理，采用归一化TF*、TS*、TD*值计算夹层发育指数(STI)，TF*、TS*、TD*依次分别为TF、TS、TD归一化处理后的值(即，TF*为归一化处理后的夹层发育强度、TS*为归一化处理后的夹层分布系数、以及TD*为归一化处理后的夹层分散系数)。
①夹层发育强度归一化
根据上述有效排烃厚度定义，理想状况下当夹层均匀分布时烃源岩厚度不超过有效排烃厚度时，此时岩性组合配置均满足油气排烃要求，因此夹层发育强度应不低于1/EH，夹层发育强度归一化采用下述方法。
式中TF为例如算式3计算的夹层发育强度，EH为烃源岩的有效排烃厚度。
②夹层分布系数归一化
夹层分布系数表征夹层发育的位置对油气排烃、疏导的影响，在浮力作用下一般的油气更容易进入靠近地层上部的夹层，根据实际地质情况采用指数模型对夹层分布系数进行归一化。
TS*＝TSn 算式7
式中TS为例如算式4求取的夹层分布系数，n取(0,1)之间，n值越大表示夹层分布位置对油气排烃及疏导影响越大。
③夹层分散系数归一化
一般地，夹层在一套地层中的均匀分布程度是相对同样数量的夹层平均分布在一套地层中的夹层分散系数而言的，且大多数情况下夹层分布难以达到均匀分布程度，采用指数模型进一步优化夹层分散系数对夹层发育指数的影响。
式中，TD为例如算式5求取的夹层分散系数，L为目的地层厚度，N为渗透性夹层层数，m取(0,1)之间，m值越大表示夹层分散均匀分布程度对油气排烃及疏导影响越大，一般地取m+n＝1，n为算式7中定义的参数。
夹层发育指数确定步骤：
综合上述归一化参数，夹层发育指数：
式中TF*、TS*、TD*依次分别为通过例如算式6、7、8计算的归一化处理后的夹层发育强度、夹层分布系数、夹层分散系数。
数据汇总处理步骤：
S8：对经由夹层发育指数确定步骤、以及经由夹层厚度占比判定步骤得到的夹层发育指数的结果，进行数据汇总处理。具体地，基于步骤S4确定到的夹层发育指数结果以及步骤S7的确定到的夹层发育指数结果(零值或无效)，进行数据汇总处理。具体地如图1中所示，例如步骤S8可以包括：
S8-1：应用上述步骤S2-S7计算选取的虚拟或者实际钻井目的层的STI、TF、TS、TD数值，形成数据列表。优选的是，该数据列表是结合钻井对应的地理坐标(x，y)所形成的数据列表。
S8-2：以步骤S8-1形成的数据列表为基础，例如还可以结合区沉积相研究等成果，并确定沉积物源主方向，采用例如克里金插值算法等方法勾绘泥页岩地层中渗透性夹层的夹层发育指数(STI)平面分布，插值时通过泥页岩厚度控制数据边界，一般地选取泥页岩地层厚度小于10米则不计算(具体根据研究需要可适当调整)。
例如，应用本发明方法，针对渤海湾盆地XX凹陷8口实际钻井某地层数据进行了应用，这些钻井均钻穿目的穿层，岩性数据均通过录井资料获取，录井最小步长为1米。通过步骤S2统计钻井目的层夹，夹层单层厚度及累计厚度上限采用胜利油田标准(单层小于2.5米，累计占地比不超过20％)，夹层岩性主要为细砂岩、碳酸盐岩、白云岩，夹层占比均不超过20％上限，有效排烃厚度取10米，n值取0.8，m值取0.2。首先应用步骤S2对钻井夹层进行统计，应用步骤3判断夹层占比数据是否有效，应用步骤S4、S5、S6分别计算夹层的TF、TS、TD值，应用步骤S7对求取的TF、TS、TD值进行归一化处理，通过步骤S8计算各钻井STI值，这8口钻井STI值及相关计算参数值见表1。
表1渤海湾盆地XX断陷8口钻井STI参数列表
| 井名 | 地层厚度 | 夹层厚 | 夹层占比 | 夹层数 | TF<sup>*</sup> | TS<sup>*</sup> | TD<sup>*</sup> | STI |
| 钻井1 | 306.4 | 31 | 10.1％ | 27 | 0.881 | 0.532 | 0.669 | 0.679 |
| 钻井2 | 286.3 | 26.4 | 9.2％ | 29 | 1.000 | 0.631 | 0.670 | 0.751 |
| 钻井3 | 275.8 | 10.7 | 3.9％ | 7 | 0.254 | 0.891 | 0.767 | 0.558 |
| 钻井4 | 200.4 | 4.5 | 2.2％ | 7 | 0.349 | 0.892 | 0.788 | 0.626 |
| 钻井5 | 219 | 43 | 19.6％ | 35 | 1.000 | 0.806 | 0.670 | 0.814 |
| 钻井6 | 176.1 | 12.8 | 7.3％ | 12 | 0.284 | 0.803 | 0.800 | 0.567 |
| 钻井7 | 149.7 | 3.58 | 2.4％ | 5 | 0.334 | 0.112 | 0.594 | 0.281 |
| 钻井8 | 115 | 5.5 | 4.8％ | 3 | 0.261 | 0.127 | 0.576 | 0.267 |
应用本发明方法，计算结果显示钻井5、2、1、4夹层发育指数相对较大，而钻井7、8夹层相对不发育，从图2所示的钻井联井柱状图来看，钻井1、2、4、5目的层夹层均较发育，且分布相对较均匀，钻井1与钻井2相比，钻井2夹层相对靠近地层上部，因此钻井1计算的STI指数相对钻井2较大，钻井7、8由于发育的夹层数量少且主要集中于地层下部，因此其STI值最小。通过上述应用表明STI指数能够有效的定量表征泥页岩地层中渗透性夹层发育程度，可以作为非常规页岩油气评价的定量指标。
本发明是针对石油地质行业中最常用的泥页岩体系中渗透性夹层(包括碳酸盐岩、白云岩、膏岩、细砂岩等相对高渗透性夹层)发育程度定量描述方法，包括夹层在地层中发育强度、分布位置、分散程度、综合表征参数STI指数及其定量表征数学模型。该方法以地层岩性属性的地震反演数据体、三维构造建模数据体、钻井数据为基础，以一口虚拟/实际钻井岩性数据为计算单元，应用夹层厚度比临界值为约束，通过建立数学模型，对钻井开展夹层发育强度(TF)、分布位置(TS)及分散系数(TD)计算，再通过归一化处理综合计算STI指数，结合沉积相研究结果确定的主要物源方向，采用克里金插值计算目的层STI指数平面分布。应用本发明方法编制计算及程序，对实际勘探工区的钻井STI指数进行计算，计算结果与钻井柱状图对比显示STI值能够科学、合理、定量反映泥页岩中夹层发育程度，达到了本发明预期效果。本发明提出的STI指数及其量化表征方法，可应用于烃源岩排烃过程研究及非常规页岩油气选区评价、资源评价等工作中，具有广阔的应用前景及推广价值。
虽然已经参考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要素。尤其是，只要不存在冲突，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 (9)
1.一种泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，其特征在于，包括如下步骤：
数据提取与统计步骤：从已有的地质数据中抽取钻井岩性数据，所述地质数据包括目的地层顶深度、以及目的地层底深度，对渗透性夹层层数进行统计；
夹层发育强度确定步骤：根据所述渗透性夹层层数、所述目的地层顶深度、以及所述目的地层底深度，确定夹层发育强度；
夹层分布系数确定步骤：根据所述渗透性夹层层数、所述目的地层顶深度、以及所述目的地层底深度，确定夹层分布系数；
夹层分散系数确定步骤：根据所述渗透性夹层层数、所述目的地层顶深度、以及所述目的地层底深度，确定夹层分散系数；
归一化处理步骤：分别进行所述夹层发育强度、所述夹层分布系数、以及所述夹层分散系数的归一化处理；以及
夹层发育指数确定步骤：基于归一化处理后的夹层发育强度、归一化处理后的夹层分布系数、以及归一化处理后的夹层分散系数，确定夹层发育指数并据此对泥页岩中渗透性夹层发育程度进行定量表征，
其中，所述夹层发育强度是指一套泥页岩段地层中渗透性夹层层数占泥页岩段地层厚度的比例，
所述夹层分布系数是指一套泥页岩段地层中渗透性夹层在泥页岩段地层中整体分布位置，
所述夹层分散系数是指一套泥页岩段地层中渗透性夹层在泥页岩段中均匀分布程度，
所述夹层发育指数是指一套泥页岩段地层中渗透性夹层在泥页岩段地层中的发育情况，是综合反映夹层的发育数量、分布位置及分散状况的定量表征参数，
在所述夹层发育强度确定步骤中，利用下式确定所述夹层发育强度：
TF＝N/L
其中，TF为所述夹层发育强度，N为所述渗透性夹层层数，L为目的地层厚度，且L是利用式L＝Hb-Ht来确定的，和
在所述夹层分布系数确定步骤中，利用下式确定所述夹层分布系数：
其中，TS为所述夹层分布系数，Ht为目的地层顶深度，Hb为目的地层底深度，HTi为第i层夹层顶深度，HBi为第i层夹层底深度，N为所述渗透性夹层层数。
2.根据权利要求1所述的泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，其特征在于，在所述夹层分散系数确定步骤中，利用下式确定所述夹层分散系数：
其中，TD为所述夹层分散系数，Ht为目的地层顶深度，Hb为目的地层底深度，HTi为第i层夹层顶深度，HBi为第i层夹层底深度，N为所述渗透性夹层层数。
3.根据权利要求1或2所述的泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，其特征在于，在所述归一化处理步骤中，利用下式对所述夹层发育强度进行归一化处理：
其中，TF*为所述归一化处理后的夹层发育强度，TF为所述夹层发育强度，EH为有效排烃厚度。
4.根据权利要求1或2所述的泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，其特征在于，在所述归一化处理步骤中，利用下式对所述夹层分布系数进行归一化处理：
TS*＝TSn
其中，TS*为所述归一化处理后的夹层分布系数，TS为所述夹层分布系数，n为取值范围在(0,1)的系数。
5.根据权利要求1或2所述的泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，其特征在于，在所述归一化处理步骤中，利用下式对所述夹层分散系数进行归一化处理：
其中，TD*为所述归一化处理后的夹层分散系数，TD为所述夹层分散系数，L为所述目的地层厚度，N为所述渗透性夹层层数，m为取值范围在(0,1)的系数。
6.根据权利要求1或2所述的泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，其特征在于，在所述夹层发育指数确定步骤中，利用下式确定所述夹层发育指数：
其中，STI为所述夹层发育指数，TF*为所述归一化处理后的夹层发育强度，TS*为所述归一化处理后的夹层分布系数，以及TD*为所述归一化处理后的夹层分散系数。
7.根据权利要求1所述的泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，其特征在于，在所述数据提取与统计步骤之后并且在夹层发育强度确定步骤之前，还包括如下步骤：
夹层厚度占比确定步骤：根据目的地层顶深度、以及目的地层底深度并根据统计得到的渗透性夹层层数，确定夹层厚度占比，以及
夹层厚度占比判定步骤：
若目的地层厚度等于0或夹层累计厚度占比大于夹层厚度占比临界值，则不执行所述夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤；
若所述目的地层厚度大于0且所述渗透性夹层层数等于0，则不执行所述夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤，而将所述夹层发育指数设定为0；以及
若所述目的地层厚度大于0且所述渗透性夹层层数大于0，则执行所述夹层发育强度确定计算步骤、夹层分布系数计算确定步骤、夹层分散系数计算确定步骤、归一化处理步骤和夹层发育指数确定步骤。
8.根据权利要求7所述的泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，其特征在于，在所述计算夹层厚度占比步骤中，
利用下式确定所述夹层厚度占比S：
S＝SL/L×100％
其中，SL为所述夹层累计厚度，S为所述夹层厚度占比，L为目的地层厚度，
其中，利用下式确定所述夹层累计厚度SL：
其中，SL为所述夹层累计厚度，N为所述渗透性夹层层数，Li为第i层夹层厚度。
9.根据权利要求7所述的泥页岩中渗透性夹层发育程度定量表征方法，其特征在于，还包括：
数据汇总处理步骤：对经由所述夹层发育指数确定步骤、以及经由所述夹层厚度占比判定步骤得到的所述夹层发育指数的结果，进行数据汇总处理。
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