CN111292385A - 编制黑色页岩定量古地理图的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种编制黑色页岩定量古地理图的方法及装置，其中，该方法包括：分析黑色页岩样品中各物质组份的成因，将成因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素；针对每个单因素分别编制图件；针对每个单因素，根据该单因素的图件、黑色页岩样品的大地构造背景以及黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，针对每个沉积相模式确定微相划分规则；根据各单因素的图件以及微相划分规则，按层段编制古地理图。该方案将因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素，根据各单因素的图件以及微相划分规则来按层段编制古地理图，有利于提高黑色页岩定量古地理图的准确度，为明确黑色页岩分布和沉积相展布、优选有利区带和目标提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及页岩油与页岩气勘探技术领域，特别涉及一种编制黑色页岩定量古地理图的方法及装置。
背景技术
定量古地理图是弄清黑色页岩分布、评价有利页岩油和页岩气勘探区带、确定井位目标的依据。自20世纪90年代提出单因素分析、多因素综合定量古地理编图方法以来，通过大比例尺定量古地理图件编制，中国各大含油气盆地油气勘探开发取得重大突破。单因素分析、多因素综合作图法一直应用于粗碎屑岩和碳酸盐岩油气勘探，其通过分别编制能反映沉积环境某一侧面的单因素分布图，然后全面分析判断，从总体上确定古地理分布。近来年，细粒沉积学获得重大进展，并极大推动了页岩油和页岩气勘探开发。页岩油和页岩气的分布直接受富有机质页岩控制，因此，与粗碎屑岩和碳酸盐岩相似，其勘探开发更需定量古地理图来预测有利区带和目标。
前人针对黑色页岩的古理地理研究已开展一系列富有创新性工作。例如，通过属性提取预测页岩岩相平面分布；用单因素和ArcGIS软件研究页岩岩相古地理的方法；利用单因素开展页岩岩相平面分布。这些研究想尝试通过地球物理、岩石相识别等方法来确实黑色页岩的沉积相，并提出了单因素分析的宝贵思想。然而，前人研究存在以下缺陷，使得影响黑色页岩定量古地理图的准确度：(1)由于黑色页岩不发育细砂岩、颗粒岩等，故单因素类型难以选择；(2)目前学术界总把细粒沉积与粗碎屑沉积割裂开来，没能把粗碎屑沉积研究的重要思想和成果应用到细粒沉积研究中来。
发明内容
本发明实施例提供了一种编制黑色页岩定量古地理图的方法，以解决现有技术中黑色页岩定量古地理图的准确度低的技术问题。该方法包括：
分析黑色页岩样品中各物质组份的成因，将成因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素，其中，每个所述单因素表征黑色页岩样品沉积环境的一个或多个特征；
针对每个单因素分别编制图件；
针对每个单因素，根据该单因素的图件、所述黑色页岩样品的大地构造背景以及所述黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，针对每个沉积相模式确定微相划分规则；
根据各单因素的图件以及微相划分规则，按层段编制古地理图。
本发明实施例还提供了一种编制黑色页岩定量古地理图的装置，以解决现有技术中黑色页岩定量古地理图的准确度低的技术问题。该装置包括：
单因素确定模块，用于分析黑色页岩样品中各物质组份的成因，将成因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素，其中，每个所述单因素表征黑色页岩样品沉积环境的一个或多个特征；
图件编制模块，用于针对每个单因素分别编制图件；
微相划分确定模块，用于针对每个单因素，根据该单因素的图件、所述黑色页岩样品的大地构造背景以及所述黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，针对每个沉积相模式确定微相划分规则；
古地理图编制模块，用于根据各单因素的图件以及微相划分规则，按层段编制古地理图。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的编制黑色页岩定量古地理图的方法。以解决现有技术中黑色页岩定量古地理图的准确度低的技术问题。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述任意的编制黑色页岩定量古地理图的方法的计算机程序。以解决现有技术中黑色页岩定量古地理图的准确度低的技术问题。
在本发明实施例中，提出了通过分析各物质组份的成因来确定黑色页岩的单因素，并提出了将因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素，使得可以确定出黑色页岩的单因素；进而基于各单因素分别编制图件，并根据每个单因素的图件、黑色页岩样品的大地构造背景以及黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，还确定了每个沉积相模式的微相划分规则，即确定了微相划分方法，最后，可以根据各单因素的图件以及微相划分规则来按层段编制古地理图，即实现了将粗碎屑沉积研究的成果用于编制黑色页岩的定量古地理图，有利于提高黑色页岩定量古地理图的准确度，从而为明确黑色页岩分布和沉积相展布、优选有利区带和目标提供依据。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种编制黑色页岩定量古地理图的方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种具体的编制黑色页岩定量古地理图的流程图；
图3是本发明实施例提供的一种某地区某小层地层厚度底图的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种某地区某小层地层等厚图的示意图；
图5是本发明实施例提供的一种某地区某小层黏土矿物含量等值线图(％)的示意图；
图6是本发明实施例提供的一种某地区某小层长石含量等值线图(％)的示意图；
图7是本发明实施例提供的一种某地区某小层方解石含量等值线图(％)的示意图；
图8是本发明实施例提供的一种某地区某小层白云石含量等值线图(％)的示意图；
图9是本发明实施例提供的一种某地区某小层TOC(总有机碳)等值线图(％)的示意图；
图10是本发明实施例提供的一种某地区某小层古地理图的示意图；
图11是本发明实施例提供的一种编制黑色页岩定量古地理图的装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明实施例中，提供了一种编制黑色页岩定量古地理图的方法，如图1所示，该方法包括：
步骤102：分析黑色页岩样品中各物质组份的成因，将成因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素，其中，每个所述单因素表征黑色页岩样品沉积环境的一个或多个特征；
步骤104：针对每个单因素分别编制图件；
步骤106：针对每个单因素，根据该单因素的图件、所述黑色页岩样品的大地构造背景以及所述黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，针对每个沉积相模式确定微相划分规则；
步骤108：根据各单因素的图件以及微相划分规则，按层段编制古地理图。
由图1所示的流程可知，在本发明实施例中，提出了通过分析各物质组份的成因来确定黑色页岩的单因素，并提出了将因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素，使得可以确定出黑色页岩的单因素；进而基于各单因素分别编制图件，并根据每个单因素的图件、黑色页岩样品的大地构造背景以及黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，还确定了每个沉积相模式的微相划分规则，即确定了微相划分方法，最后，可以根据各单因素的图件以及微相划分规则来按层段编制古地理图，即实现了将粗碎屑沉积研究的成果用于编制黑色页岩的定量古地理图，有利于提高黑色页岩定量古地理图的准确度，从而为明确黑色页岩分布和沉积相展布、优选有利区带和目标提供依据。
具体实施时，如图2所示，可以通过以下步骤确定单因素：
1)开展测试分析，明确黑色页岩中石英的成因：
步骤1：确定石英的成因，开展主微量元素和阴极发光测试，明确石英为生物成因。
步骤2：根据石英的成因，确定是否划分为单因素，若为陆源碎屑成因则定为单因素，由于石英为生物成因，因此石英不能定为单因素。
2)查阅文献，明确黑色页岩各物质组份的成因：
步骤1：黏土矿物多为陆源碎屑成因，能反映沉积物源，距源区越近，高岭石含量越高，距源区越远，伊利石和蒙皂石含量越高；
步骤2：长石多为陆源碎屑成因，其含量与分布与水深有关，其保存与水体氧化-还原条件有关，能反映水深变化；
步骤3：方解石多为盆内成因，水深越浅，陆源碎屑供给越少，方解石含量越高，能反映水深变化；
步骤4：白云石多为盆内成因，水体越封闭，其含量越高，能反映水体封闭性；
步骤5：TOC(总有机碳)受初级生产力和水体氧化-还原程度等控制，物源区营养丰富，TOC含量高，非物源区营养贫乏，TOC含量低，能反映物源。
3)确定单因素：根据各物质组份的成因，确定黏土矿物(蒙皂石、混层黏土、伊利石、绿泥石、高岭石)、长石、方解石、白云石、陆源碎屑石英和总有机碳为单因素。
具体实施时，确定出单因素之后，可以通过以下步骤分别编制每个单因素的图件：
1)编制地层厚度图(m)：
步骤1：按层段统计各单剖面地层厚度(m)(见下表1)；
步骤2：将各单剖面地层厚度(m)标注到相应底图(见图3)；
步骤3：按层段编制地层等厚图(m)(见图4)。
2)根据地层厚度图明确地层厚度分布特征：
步骤1：判断“沉积零”、“剥蚀零”或陆地边缘相带，具体方法本申请不做限定，可以采用现有方法，例如，参见《牟中海等.地震地层学》(北京：石油工业出版社，2013：1-230.)中记载的方法；
步骤2：根据地层分布，确定地层厚度分布特征，例如，确定隆起区和凹陷区。隆起区一般为“沉积零”分布区，该地区位于陆地边缘相带以上，故不接受沉积；凹陷区位于陆地边缘相带之下，故地层发育，越靠近沉积中心，地层厚度越大，局部地区可能由于后期抬升剥蚀而发育“剥蚀零”。
3)采集岩心和露头样品，开展X-衍射全岩、X-衍射黏土和总有机碳测试，获得各单因素百分含量(％)，见下表1；
4)按层段统计即各单因素百分含量(％)：
步骤1：按要求的成图单元(如组、段或小层)，统计各单剖面各单因素百分含量(％)；
步骤2：将各单剖面各单因素百分含量(％)分别标注到相应底图(分别见图5、图6、图7、图8、图9)。
表1
| 井号 | 黏土矿物/％ | 长石/％ | 方解石/％ | 白云石/％ | TOC/％ | 地层厚度/m |
| 威201 | 14.3 | 2.7 | 10.7 | 3.8 | 6.7 | 1.7 |
| 威202 | 14.4 | 1.6 | 7.3 | 4.4 | 4.5 | 5.1 |
| 威203 | 27.2 | 3.4 | 12.2 | 23.9 | 7.7 | 3.4 |
| 威204 | 28.7 | 4.1 | 3.4 | 12.1 | 6.7 | 5.5 |
| 威205 | 15.4 | 1.1 | 2.4 | 3.2 | 3.3 | 4.1 |
| 威206 | 8.3 | 4.1 | 3.4 | 6.1 | 5.3 | 3.4 |
| 自201 | 14.6 | 5.9 | 22.9 | 16.4 | 5.9 | 3.5 |
| 自202 | 16.9 | 7.2 | 4.2 | 7.8 | 5.5 | 3.8 |
| 自203 | 12.6 | 3 | 21.1 | 11.2 | 5.7 | 3.8 |
5)根据地层厚度分布特征和各单因素的百分含量，按层段编制每个单因素含量单因素图件(具体编制方法本申请不做具体限定，可以采用现有编制方法，例如，可以参考该文献中记载的编制方法：冯增昭《中国沉积学》(第二版)北京：石油工业出版社，2013：1444-1451)：
步骤1：按层段编制黏土矿物含量等值线图(％)(见图5)；
步骤2：按层段编制长石含量等值线图(％)(见图6)；
步骤3：按层段编制方解石含量等值线图(％)(见图7)；
步骤4：按层段编制白云石含量等值线图(％)(见图8)；
步骤5：按层段编制TOC等值线图(％)(见图9)
具体实施时，针对每个单因素分别编制图件之后，如图2所示，可以根据该单因素的图件、所述黑色页岩样品的大地构造背景以及所述黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，例如，可以通过以下步骤确定沉积相模式：
步骤1：可以通过查阅资料、试验等方式，了解黑色页岩样品沉积时期大地构造背景；
步骤2：描述岩心和露头，确定黑色页岩样品的主要沉积特征；
步骤3：根据单因素图件，结合大地构造背景和沉积特征，确定沉积相模式。具体的，对于海相盆地，若地层厚度渐变，表明沉积时期地形平缓，其多为陆表海模式或缓坡沉积相模式；若地层厚度存在突变，表明沉积时期可能存在地形坡折，其多为边缘海沉积相模式。例如，前人研究表明，**地区**小层主要位于前陆盆地背景，为碎屑缓坡沉积体系，发育前三角洲亚相、内缓坡相、中缓坡相和外缓坡相。
针对每个沉积相模式，本申请发明人还明确了微相划分规则，即明确了各单因素含量与沉积微相之间的关系，可以通过以下步骤确定微相划分规则(标准)：
步骤1：确定微相各单因素含量(％)划分标准，具体划分方法本申请不做具体限定，可以采用现有方法，例如，参考该文献中记载的划分方法(冯增昭.中国沉积学(第二版).北京：石油工业出版社，2013：1444-1451)；
步骤2：确定微相地层厚度(m)划分标准，具体划分方法本申请不做具体限定，可以采用现有方法，例如，参考该文献中记载的划分方法(冯增昭.沉积岩石学.北京：石油工业出版社，1994：1-561)；
步骤3：确定微相TOC(％)划分标准，具体划分方法本申请不做具体限定，可以采用现有方法，例如，参考该文献中记载的划分方法(姜在兴等.含油气细粒沉积岩研究的几个问题.石油学报，2013，34(6)：1031-1039)。
具体实施时，本申请发明人经大量研究提出，对于黑色页岩，针对每个沉积相模式，根据各单因素的标准含量值来确定微相划分规则，其中，黏土矿物的标准含量值为15％，长石的标准含量值为1％和5％，方解石的标准含量值为5％、10％和20％，白云石的标准含量值为10％和20％，总有机碳的标准含量值为4％和6％。例如，根据微相划分规则的划分结果如下表2所示。
表2
| 沉积相 | 黏土矿物/％ | 长石/％ | 方解石/％ | 白云石/％ | TOC/％ |
| 前三角洲亚相 | >15 | <1 | <5 | <10 | >6 |
| 内缓坡相 | <15 | <1 | >20 | >20 | 4～6 |
| 中缓坡相 | <15 | 1～5 | 10～20 | 10～20 | 4～6 |
| 外缓坡相 | <15 | >5 | <10 | <10 | 4～6 |
具体实施时，得到各单因素的图件以及微相划分规则之后，可以通过以下步骤按层段编制古地理图：
步骤1：根据地层等厚图，确定地层分布边界和“零”值边界；
步骤2：综合各单因素微相划分标准，全面分析，按层段编制古地理图，例如，根据前人研究成果，结果地层等厚图和单因素图件，判断“零值区”为“沉积零”；根据地层等厚图和长石含量等值线图，确定研究区为发育“一缓坡、一隆起、一中心”；根据黏土矿物和长石含量等值线图，确定物源由北向南进入盆地；根据方解石和白云石含量等值线图，确定浅水区分区范围；综合各单因素微相划分标准，全面分析，编制**地区**小层古地理图(见图10)。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种编制黑色页岩定量古地理图的装置，如下面的实施例所述。由于编制黑色页岩定量古地理图的装置解决问题的原理与编制黑色页岩定量古地理图的方法相似，因此编制黑色页岩定量古地理图的装置的实施可以参见编制黑色页岩定量古地理图的方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图11是本发明实施例的编制黑色页岩定量古地理图的装置的一种结构框图，如图11所示，该装置包括：
单因素确定模块1102，用于分析黑色页岩样品中各物质组份的成因，将成因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素，其中，每个所述单因素表征黑色页岩样品沉积环境的一个或多个特征；
图件编制模块1104，用于针对每个单因素分别编制图件；
微相划分确定模块1106，用于针对每个单因素，根据该单因素的图件、所述黑色页岩样品的大地构造背景以及所述黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，针对每个沉积相模式确定微相划分规则；
古地理图编制模块1108，用于根据各单因素的图件以及微相划分规则，按层段编制古地理图。
在一个实施例中，所述单因素包括黏土矿物、长石、方解石、白云石、陆源碎屑石英以及总有机碳。
在一个实施例中，所述图件编制模块，包括：
地层厚度图编制单元，用于按层段编制地层厚度图；
地层厚度分布确定单元，用于根据地层厚度图确定地层厚度分布特征；
含量统计单元，用于基于所述黑色页岩样品的岩心和露头部分，按层段统计各单因素的百分含量；
图件编制单元，用于根据地层厚度分布特征和各单因素的百分含量，分别编制每个单因素的图件。
在一个实施例中，所述微相划分确定模块，用于针对每个沉积相模式，根据各单因素的标准含量值来确定微相划分规则，其中，黏土矿物的标准含量值为15％，长石的标准含量值为1％和5％，方解石的标准含量值为5％、10％和20％，白云石的标准含量值为10％和20％，总有机碳的标准含量值为4％和6％。
在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
本发明实施例实现了如下技术效果：提出了通过分析各物质组份的成因来确定黑色页岩的单因素，并提出了将因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素，使得可以确定出黑色页岩的单因素；进而基于各单因素分别编制图件，并根据每个单因素的图件、黑色页岩样品的大地构造背景以及黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，还确定了每个沉积相模式的微相划分规则，即确定了微相划分方法，最后，可以根据各单因素的图件以及微相划分规则来按层段编制古地理图，即实现了将粗碎屑沉积研究的成果用于编制黑色页岩的定量古地理图，有利于提高黑色页岩定量古地理图的准确度，从而为明确黑色页岩分布和沉积相展布、优选有利区带和目标提供依据。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
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，本发明实施例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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种编制黑色页岩定量古地理图的方法，其特征在于，包括：
分析黑色页岩样品中各物质组份的成因，将成因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素，其中，每个所述单因素表征黑色页岩样品沉积环境的一个或多个特征；
针对每个单因素分别编制图件；
针对每个单因素，根据该单因素的图件、所述黑色页岩样品的大地构造背景以及所述黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，针对每个沉积相模式确定微相划分规则；
根据各单因素的图件以及微相划分规则，按层段编制古地理图。
2.如权利要求1所述的编制黑色页岩定量古地理图的方法，其特征在于，所述单因素包括黏土矿物、长石、方解石、白云石、陆源碎屑石英以及总有机碳。
3.如权利要求1或2所述的编制黑色页岩定量古地理图的方法，其特征在于，针对每个单因素分别编制图件，包括：
按层段编制地层厚度图；
根据地层厚度图确定地层厚度分布特征；
基于所述黑色页岩样品的岩心和露头部分，按层段统计各单因素的百分含量；
根据地层厚度分布特征和各单因素的百分含量，分别编制每个单因素的图件。
4.如权利要求1或2所述的编制黑色页岩定量古地理图的方法，其特征在于，针对每个沉积相模式确定微相划分规则，包括：
针对每个沉积相模式，根据各单因素的标准含量值来确定微相划分规则，其中，黏土矿物的标准含量值为15％，长石的标准含量值为1％和5％，方解石的标准含量值为5％、10％和20％，白云石的标准含量值为10％和20％，总有机碳的标准含量值为4％和6％。
5.一种编制黑色页岩定量古地理图的装置，其特征在于，包括：
单因素确定模块，用于分析黑色页岩样品中各物质组份的成因，将成因为陆源碎屑的物质组份确定为单因素，其中，每个所述单因素表征黑色页岩样品沉积环境的一个或多个特征；
图件编制模块，用于针对每个单因素分别编制图件；
微相划分确定模块，用于针对每个单因素，根据该单因素的图件、所述黑色页岩样品的大地构造背景以及所述黑色页岩样品的沉积特征，确定该单因素的沉积相模式，针对每个沉积相模式确定微相划分规则；
古地理图编制模块，用于根据各单因素的图件以及微相划分规则，按层段编制古地理图。
6.如权利要求5所述的编制黑色页岩定量古地理图的装置，其特征在于，所述单因素包括黏土矿物、长石、方解石、白云石、陆源碎屑石英以及总有机碳。
7.如权利要求5或6所述的编制黑色页岩定量古地理图的装置，其特征在于，所述图件编制模块，包括：
地层厚度图编制单元，用于按层段编制地层厚度图；
地层厚度分布确定单元，用于根据地层厚度图确定地层厚度分布特征；
含量统计单元，用于基于所述黑色页岩样品的岩心和露头部分，按层段统计各单因素的百分含量；
图件编制单元，用于根据地层厚度分布特征和各单因素的百分含量，分别编制每个单因素的图件。
8.如权利要求5或6所述的编制黑色页岩定量古地理图的装置，其特征在于，所述微相划分确定模块，用于针对每个沉积相模式，根据各单因素的标准含量值来确定微相划分规则，其中，黏土矿物的标准含量值为15％，长石的标准含量值为1％和5％，方解石的标准含量值为5％、10％和20％，白云石的标准含量值为10％和20％，总有机碳的标准含量值为4％和6％。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一项所述的编制黑色页岩定量古地理图的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一项所述的编制黑色页岩定量古地理图的方法的计算机程序。
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