利用声波时差计算烃源岩排烃效率适用性分析——以苏北盆地高邮凹陷阜四段为例

李鹤永

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

利用声波时差计算烃源岩排烃效率适用性分析
——以苏北盆地高邮凹陷阜四段为例

李鹤永

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

利用地球化学参数是计算烃源岩排烃效率的常用方法，但由于钻井取心成本高、样点分布局限，其结果难以反映烃源岩排烃的整体情况。通过对比高邮凹陷阜四段利用地球化学参数和测井声波两种方法计算的结果，证实烃源岩测井声波时差响应与排烃有着密切的关系，声波时差曲线形态能够较好反映烃源岩排烃特征，两种方法具有较好的一致性。利用测井声波时差计算烃源岩排烃效率具有一定的合理性和可行性。

排烃效率 地球化学参数 声波时差曲线 阜四段 高邮凹陷

烃源岩排烃是一个复杂的地质过程，主要包括生成的烃类从干酪根中得到释放以及释放出来的烃类从源岩内经过初次运移向外排出两个连续的过程[1]。就油气勘探而言，刻画排烃差异的平面分布规律对于评价远景区有重要的指导作用。排烃效率是衡量烃源岩排烃差异的有效指标，也称为排烃系数，指的是烃源岩排烃量与原始生烃量之比。影响烃源岩排烃效率的地质因素较多，有机质类型、丰度及成熟度是控制排烃作用发生基础条件；烃源岩岩性特征、围岩结构及压力系统也对排烃过程起着重要的控制作用。

1 利用地球化学参数计算排烃效率

利用地化参数计算排烃效率的关键是原始有机碳和原始生烃潜量的恢复，国内外许多学者都针对有机质丰度恢复问题进行过研究[2-6]。综合考虑高邮凹陷的勘探程度及资料情况，本文采用无效碳守恒的方法，即根据干酪根中无效碳在生烃过程中，其绝对含量保持恒量这一基本原理[7-8]，对阜四段烃源岩原始有机碳进行恢复，具体计算方法请参阅上述文献，这里不再赘述，进而就可以通过烃源岩热解分析数据计算其排烃效率。

表1为高邮凹陷不同地区阜四段有效烃源岩热解参数及排烃效率计算结果。结果表明，有机质丰度对于排烃强弱的影响相对较小；较低成熟度的烃源岩排烃效率一般较低，如H2井。此外，排烃的效率还与所处烃源岩内部的位置有关，越靠近烃源岩内部排烃效率越低，越靠近边部排烃效率越高。如X7井，样点十分靠近烃源岩与戴南组砂岩接触面，尽管埋藏浅成熟度较低，但也有较高的排烃效率。良好的输导层(渗透性砂岩和开启的断层)可有效促进烃源岩排烃，如ZH86井由于有真②断层切过该段烃源岩，大大地促进了排烃作用的进行，其排烃效率较高；Y14、X7等井由于烃源岩上覆地层砂岩百分含量较高，排烃作用十分明显。如果烃源岩和厚层非烃源泥质岩接触，其排烃作用会受到极大遏制，如HU20井阜四段烃源岩排烃效率只有0.49。该井位于深凹位置，紧邻阜四段烃源岩之上为大套戴南组棕色泥岩，使得烃源岩内部生成的烃类无法排出，地层压力高，钻遇该井段过程中在泥浆柱352 kg/cm2压力下油气上窜速度为25.7～30 m/h。

利用地球化学参数计算排烃效率的方法由于受取心样品点的限制，计算结果只能反映烃源岩排烃的局部特征，很难开展平面上大范围排烃差异的对比。

表1 高邮凹陷阜四段烃源岩排烃效率计算参数

2 测井方法计算烃源岩排烃效率及结 果对比

烃源岩排烃效率的变化不仅反映在地化参数的变化上，在测井曲线上也有直接的反应，尤其是反映总孔隙度的声波时差曲线。成熟烃源岩与砂岩并置情况下，其欠压实特征的消失是排烃现象的重要证据[9]。烃源岩的孔隙是干酪根热降解生成的石油的主要赋存空间，因此，烃源岩进入成熟阶段时的孔隙空间即是石油所能充满的最大“可容纳空间”(不考虑未熟-低熟阶段)。烃源岩中只要有石油排出，烃源岩就会被压实，其孔隙度亦随之降低。用烃源岩刚进入成熟阶段的孔隙度值减去现今埋深的孔隙度值就是单位烃源岩经压实排出的石油量[10]。

因此，排烃效率也可以由下式确定：

KP=(φo-φz)/φo

式中：φo为烃源岩刚进入成熟阶段(Ro=0.65)时的孔隙度值，%；φz为现今烃源岩埋深孔隙度值，%；KP为排烃效率。

φo值可以通过做出烃源岩不同深度镜质体反射率与测井声波时差交汇图计算得出，如图1，Ro=0.65对应的声波时差值为360 μs/m，求得φo值为34.57%。对表1各井对应深度读取声波时差值，并计算排烃效率，结果如表2所示。地化热解参数计算的排烃效率与声波时差计算的排烃效率绝对值有些差别，但相对大小具有较好的一致性。

图1 高邮凹陷阜四段烃源岩声波时差与镜质体反射率关系

表2 声波时差法计算烃源岩排烃效率参数

3 高邮凹陷阜四段烃源岩排烃效率与 油气分布关系

高邮凹陷深凹带内钻遇阜四段地层的井数很多，从中选出45口井的测井数据，分别读取阜四段声波时差值。图2为在以上工作基础上所作的阜四段烃源岩排烃效率等值线图，从图中可以看出，排烃效率较高的地区主要集中于深凹带和内斜坡地区，其中邵伯-真武-曹庄一带和富民构造两侧排烃效率最高，其次为黄珏-马家嘴、永安、花庄和周庄地区，排烃效率的分布与现今的油气分布趋势基本一致，说明了利用声波时差计算排烃效率方法的合理性和可行性。

4 结论

由于钻井取心成本高，样点分布局限，用地球化学参数方法计算烃源岩排烃效率难以反映区域上排烃差异的变化规律和细节。研究表明，烃源岩测井响应与排烃有着密切的关系，声波曲线能够间接指示井附近烃源岩的排烃现象，可充分利用测井数据多、覆盖面大的特点，用本文指出的方法可方便计算出烃源岩排烃效率在平面上的变化特征。此种方法简便实用，可操作性强，在实际应用中有更广泛的前景。

图2 高邮凹陷阜四段烃源岩排烃效率等值线

[1] Inan S，Yalcin M N，Mann U. Expulsion of oil from petroleum source rocks: inferences from pyrolysis of samples of unconventional grain size[J].Organic Geochemistry，1998，29(1):45-61.

[2] Littke R，Baker D R，Leythaeuser D． Microscope and sedimentologic evidence for the generation and migration of hydrocarbons in Toarcian source rocks of different maturities[J].Organic Geochemistry，1988，13(1-3):549 -559.

[3] Lewan M.Experiments on the role of water in petroleum formation[J].Geochimica et Cosmochimica Acta，1997，61(17):3691-3723.

[4] 陈义才，李延钧，廖前进，等.烃源岩排烃系数的一元二次方程及其应用[J].石油地质科技情报，2009，28(3):86-90.

[5] 陈安定.排烃定量研究[J].复杂油气藏，2010，3(4):1-5.

[6] 刘庆，张林晔，王茹，等.湖相烃源岩原始有机质恢复与生排烃效率定量研究——以东营凹陷古近系沙河街组四段优质烃源岩为例[J].地质论评，2014，60(4):877-883.

[7] 王吉茂，李恋.烃源岩原始有机质丰度和类型的恢复方法[J].沉积学报，1997，15(2):45-48.

[8] 肖丽华，孟元林，高大岭，等.地化录井中一种新的生排烃量计算方法[J].石油实验地质，1998，20(1):98-102.

[9] 陈安定，冯武军.声波时差指示排烃[J].复杂油气藏，2010，3(1):1-5.

[10] 关德范，王国力，张金功，等.成烃成藏理论新思维[J].石油实验地质，2005，27(5):425-432.

(编辑 杨芝文)

Applicability analysis of interval transit time curve for calculatinghydrocarbon expulsion efficiency of source rock:a case of the fourth member of Funing Formation in Gaoyou Sag,Subei Basin

Li Heyong

(Exploration&DevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China)

The hydrocarbon expulsion efficiency of source rock calculated by geochemical parameters is a common method.But the overall condition of hydrocarbon expulsion of the source rock can not be reflected by the calculation result due to the high cost of drilling coring and the limited distribution of sample points.The results calculated by the geochemical parameters and the interval transit time curve were compared in the fourth member of Funing Formation in Gaoyou Sag.It was verified that the logging response has a close relationship with the hydrocarbon expulsion of the source rock.The hydrocarbon expulsion characteristics of the source rock can be preferably reflected by the interval transit time curve pattern.The result calculated by the geochemical parameters is in good agreement with the result calculated by the interval transit time curve.So it is reasonable and feasible the hydrocarbon expulsion efficiency calculated by the interval transit time curve.

hydrocarbon expulsion efficiency;geochemical parameters;interval transit time curve;the fourth member of Funing Formation;Gaoyou Sag

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.02.002

2016-12-19；改回日期：2017-02-25。

李鹤永(1974—)，高级工程师，主要从事油气勘探地质研究。E-mail：li_heyong@qq.com。

中国石油化工股份有限公司科技项目“苏北盆地构造体系、演化与成藏研究”(P15077)；中石化江苏油田分公司科技项目“汉留断裂带油气富集规律研究及圈闭评价”( JS14001)。

TE122.1

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