CN112147711A

CN112147711A - 野外快速获取海相页岩总有机碳方法及系统

Info

Publication number: CN112147711A
Application number: CN201910577586.0A
Authority: CN
Inventors: 杨振恒; 腾格尔; 李志明; 申宝剑; 鲍云杰; 范明; 聂海宽; 张培先; 张文涛
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Exploration and Production Research Institute
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Exploration and Production Research Institute
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2020-12-29

Abstract

公开了一种野外快速获取海相页岩总有机碳方法及系统。该方法可以包括：测定目标区域的页岩样品的多个元素；测定页岩样品的总有机碳含量；建立总有机碳含量与多个元素的对应关系表；计算总有机碳含量与每一个元素的拟合优度，进而获得最终的拟合函数；根据待测样品的元素与最终的拟合函数，计算待测样品的总有机碳含量。本发明通过TOC和元素之间函数关系计算海相页岩TOC，方便快捷，准确度高，方便野外工作人员对页岩富有机质量的认识和判断。

Description

野外快速获取海相页岩总有机碳方法及系统

技术领域

本发明涉及石油勘探开发领域，更具体地，涉及一种野外快速获取海相页岩总有机碳方法及系统。

背景技术

据国土资源部的数据显示，除青藏区外，中国页岩气地质资源量为134.42万亿立方米，技术可采资源量为25.08万亿立方米，其中，主要是南方海相页岩气资源。在南方海相页岩气研究中，总有机碳(TOC)含量是评价页岩有机质丰度和生烃能力的主要参数之一。通常而言，TOC是指总有机碳在岩石总重量中所占的百分比，通常用有机碳分析仪测定。其分析方法是将样品粉碎后经过酸处理去碳酸盐，之后清洗滤液，在55℃恒温干燥箱干燥后约1200℃高温快速燃烧，收集燃烧过程产生的CO₂，计算总有机碳，该方法需要在实验室完成，速度相对较慢，如何获取页岩的总有机碳含量，众多学者从不同角度开展了大量的研究工作。

现有技术包括：

一种获取陆相页岩气有机碳含量的测井优化方法，首先，对岩心进行归位处理，挑选有效的岩心有机碳含量分析资料；针对铀(U)参数、自然伽马测井相对值(ΔGR)参数、密度测井(DEN)参数、中子测井(CNL)参数、声波时差测井——电阻率测井组合(△LogR)参数对有机碳含量特征进行分析；对比分析各项测井参数对有机碳含量参数响应的敏感性；从以上参数中优选敏感参数，建立测井解释模型、分析各种模型的解释精度并进行优选，最终形成一种获取陆相页岩气有机碳含量的测井优化方法，但是，该方法需要测录井数据，工作量大，费用大，比较耗时。

一种页岩储层总有机碳预测方法，基于单井TOC含量计算方程，拟合单井TOC含量曲线；计算单井弹性参数曲线；根据单井TOC含量曲线与单井弹性参数曲线的交会情况，建立TOC含量与弹性参数之间的关联方程；基于三维地震叠前道集弹性参数反演方法，反演弹性参数；根据TOC含量与弹性参数之间的关联方程，将反演得到的弹性参数转换为TOC含量数据；应用TOC含量数据，沿页岩储层目的层预测TOC含量平面分布。该方法需要获取地震数据，时间长，费用高。

一种高-过高成熟页岩有机碳含量计算方法及装置，对高-过高成熟页岩划分层段；获取每一层段的有机碳含量化验分析值；获取每一层段的测井响应特征值；建立每一层段的有机碳含量化验分析值与测井响应特征值之间的对应关系；根据所有层段的所述对应关系，采用数学拟合方法确定高-过高成熟页岩层的有机碳含量与测井响应特征值之间的函数关系；利用所述确定的函数关系计算高-过高成熟页岩的有机碳含量。该方法需要获取大量的测录井数据，时间长，费用高。

一种检测沉积岩中总有机碳的方法，用稀盐酸去除样品中的无机碳后，在高温氧气流中燃烧，使总有机碳转化为二氧化碳，经红外检测器检测并给出总有机碳含量。这种实验方法耗时较长，需要在专业的实验室里完成。

从现有技术来看，国内外学者针对烃源岩做了大量研究工作，通过研究地球化学参数与测井响应特征、地震属性之间的关系，提出了多种利用测井信息和地球物理信息评价有机碳含量的方法。基于便携式X射线荧光分析获取总有机碳(TOC)方法的文献还没有报道。因此，有必要开发一种野外快速获取海相页岩总有机碳方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种野外快速获取海相页岩总有机碳方法及系统，其能够通过TOC和元素之间函数关系计算海相页岩TOC，方便快捷，准确度高，方便野外工作人员对页岩富有机质量的认识和判断。

根据本发明的一方面，提出了一种野外快速获取海相页岩总有机碳方法。所述方法可以包括：测定目标区域的页岩样品的多个元素；测定所述页岩样品的总有机碳含量；建立所述总有机碳含量与多个元素的对应关系表；计算所述总有机碳含量与每一个元素的拟合优度，进而获得最终的拟合函数；根据待测样品的元素与所述最终的拟合函数，计算待测样品的总有机碳含量。

优选地，所述获得最终的拟合函数包括：将所述拟合优度大于拟合阈值对应的元素标记为待选元素，将所述待选元素根据所述拟合优度由大至小依次选入拟合函数，确定最终的拟合函数。

优选地，所述将所述待选元素根据所述拟合优度由大至小依次选入拟合函数，确定最终的拟合函数包括：对于第N次的选入：计算选入后的拟合函数的拟合优度，判断拟合优度是否大于前一次拟合优度，若是，则选入所述待选元素，若否，则删除所述待选元素；其中，1＜N≤M，M为待选元素的总数量。

优选地，所述拟合阈值为0.5-0.8。

优选地，所述最终的拟合函数为多元一次函数。

根据本发明的另一方面，提出了一种野外快速获取海相页岩总有机碳系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：测定目标区域的页岩样品的多个元素；测定所述页岩样品的总有机碳含量；建立所述总有机碳含量与多个元素的对应关系表；计算所述总有机碳含量与每一个元素的拟合优度，进而获得最终的拟合函数；根据待测样品的元素与所述最终的拟合函数，计算待测样品的总有机碳含量。

优选地，所述拟合阈值为0.5-0.8。

优选地，所述最终的拟合函数为多元一次函数。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的野外快速获取海相页岩总有机碳方法的步骤的流程图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的实测TOC与拟合TOC的对比图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在该实施例中，根据本发明的野外快速获取海相页岩总有机碳方法可以包括：步骤101，测定目标区域的页岩样品的多个元素；步骤102，；测定页岩样品的总有机碳含量；步骤103，建立总有机碳含量与多个元素的对应关系表；步骤104，计算总有机碳含量与每一个元素的拟合优度，进而获得最终的拟合函数；步骤105，根据待测样品的元素与最终的拟合函数，计算待测样品的总有机碳含量。

在一个示例中，获得最终的拟合函数包括：将拟合优度大于拟合阈值对应的元素标记为待选元素，将待选元素根据拟合优度由大至小依次选入拟合函数，确定最终的拟合函数。

在一个示例中，将待选元素根据拟合优度由大至小依次选入拟合函数，确定最终的拟合函数包括：对于第N次的选入：计算选入后的拟合函数的拟合优度，判断拟合优度是否大于前一次拟合优度，若是，则选入待选元素，若否，则删除待选元素；其中，1＜N≤M，M为待选元素的总数量。

在一个示例中，拟合阈值为0.5-0.8。

在一个示例中，最终的拟合函数为多元一次函数。

具体地，根据本发明的野外快速获取海相页岩总有机碳方法可以包括：

测定目标区域的页岩样品的多个元素；测定页岩样品的总有机碳含量；建立总有机碳含量与多个元素的对应关系表。

计算总有机碳含量与每一个元素的拟合优度，将拟合优度大于拟合阈值对应的元素标记为待选元素，将待选元素根据拟合优度由大至小依次选入拟合函数，确定最终的拟合函数，其中，拟合阈值为0.5-0.8，最终的拟合函数为多元一次函数；对于第N次的选入：计算选入后的拟合函数的拟合优度，判断拟合优度是否大于前一次拟合优度，若是，则选入待选元素，若否，则删除待选元素；其中，1＜N≤M，M为待选元素的总数量。

根据待测样品的元素与最终的拟合函数，计算待测样品的总有机碳含量。

本方法通过TOC和元素之间函数关系计算海相页岩TOC，方便快捷，准确度高，方便野外工作人员对页岩富有机质量的认识和判断。

应用示例

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

根据本发明的野外快速获取海相页岩总有机碳方法包括：

测定目标区域的页岩样品的多个元素；测定页岩样品的总有机碳含量；建立总有机碳含量与多个元素的对应关系表，如表1所示。

确定最终的拟合函数为：

TOC＝899.136×Wt_Cu+0.935Wt_S-428.631Wt_Co-0.670 (1)

其中，TOC为总有机碳含量，Wt_Cu为铜元素百分含量，Wt_S为硫元素百分含量，Wt_Co为钴元素百分含量。从公式(1)可知，总有机碳含量和铜元素、硫元素成正比，和钴元素成反比。

根据待测样品的元素与最终的拟合函数，计算待测样品的总有机碳含量，如图2所示，结果表明，实测总有机碳和拟合总有机碳吻合度高，该模型和方法可以作为野外快速获取总有机碳的可行方法。

综上所述，本发明通过TOC和元素之间函数关系计算海相页岩TOC，方便快捷，准确度高，方便野外工作人员对页岩富有机质量的认识和判断。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

根据本发明的实施例，提供了一种野外快速获取海相页岩总有机碳系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：测定目标区域的页岩样品的多个元素；测定页岩样品的总有机碳含量；建立总有机碳含量与多个元素的对应关系表；计算总有机碳含量与每一个元素的拟合优度，进而获得最终的拟合函数；根据待测样品的元素与最终的拟合函数，计算待测样品的总有机碳含量。

在一个示例中，拟合阈值为0.5-0.8。

在一个示例中，最终的拟合函数为多元一次函数。

本系统通过TOC和元素之间函数关系计算海相页岩TOC，方便快捷，准确度高，方便野外工作人员对页岩富有机质量的认识和判断。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims

1.一种野外快速获取海相页岩总有机碳方法，其特征在于，包括：

测定目标区域的页岩样品的多个元素；

测定所述页岩样品的总有机碳含量；

建立所述总有机碳含量与多个元素的对应关系表；

计算所述总有机碳含量与每一个元素的拟合优度，进而获得最终的拟合函数；

根据待测样品的元素与所述最终的拟合函数，计算待测样品的总有机碳含量。

2.根据权利要求1所述的野外快速获取海相页岩总有机碳方法，其中，所述获得最终的拟合函数包括：

将所述拟合优度大于拟合阈值对应的元素标记为待选元素，将所述待选元素根据所述拟合优度由大至小依次选入拟合函数，确定最终的拟合函数。

3.根据权利要求2所述的野外快速获取海相页岩总有机碳方法，其中，所述将所述待选元素根据所述拟合优度由大至小依次选入拟合函数，确定最终的拟合函数包括：

对于第N次的选入：

计算选入后的拟合函数的拟合优度，判断拟合优度是否大于前一次拟合优度，若是，则选入所述待选元素，若否，则删除所述待选元素；

其中，1＜N≤M，M为待选元素的总数量。

4.根据权利要求2所述的野外快速获取海相页岩总有机碳方法，其中，所述拟合阈值为0.5-0.8。

5.根据权利要求1所述的野外快速获取海相页岩总有机碳方法，其中，所述最终的拟合函数为多元一次函数。

6.一种野外快速获取海相页岩总有机碳系统，其特征在于，该系统包括：

存储器，存储有计算机可执行指令；

处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：

测定目标区域的页岩样品的多个元素；

测定所述页岩样品的总有机碳含量；

建立所述总有机碳含量与多个元素的对应关系表；

7.根据权利要求6所述的野外快速获取海相页岩总有机碳系统，其中，所述获得最终的拟合函数包括：

8.根据权利要求7所述的野外快速获取海相页岩总有机碳系统，其中，所述将所述待选元素根据所述拟合优度由大至小依次选入拟合函数，确定最终的拟合函数包括：

对于第N次的选入：

其中，1＜N≤M，M为待选元素的总数量。

9.根据权利要求7所述的野外快速获取海相页岩总有机碳系统，其中，所述拟合阈值为0.5-0.8。

10.根据权利要求6所述的野外快速获取海相页岩总有机碳系统，其中，所述最终的拟合函数为多元一次函数。