川西坳陷优质烃源岩测井定量预测及分布——以须家河组五段为例

李 强 袁东山 杨映涛 朱 丽 李定军

（中国石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川 成都 610041）

0 引言

随着川西坳陷陆相勘探的不断深入，针对该地区陆相层烃源岩主力层系须家河组五段的研究力度不断加大，而近年来越来越多的研究表明，陆相含油气盆地油气富集程度的高低与优质烃源岩有密切的关系［1］。在此之前针对川西坳陷须家河组五段的烃源岩研究，主要结合实验分析资料大尺度地开展烃源岩厚度及有机碳含量（TOC）平面展布特征研究，但是由于实验分析资料有限，很难开展对该地区优质烃源岩的研究。通过利用丰富的测井资料，在建立复杂岩性岩石粒度中值测井解释模型的基础上，采用逐步回归方法建立了岩性约束下的高精度有机碳含量测井解释模型，利用模型计算的单井有机碳含量为优质烃源岩评价及分布奠定了基础。结合研究确定了川西坳陷须家河组五段优质烃源岩TOC下限标准，建立了优质烃源岩测井评价标准并在单井上对优质烃源岩进行了划分统计，结合单井有机碳含量测井精细解释结果以及区域沉积演化特征，完成了对川西坳陷须家河组五段各亚段优质烃源岩分布的定量预测与评价。

1 岩性测井识别

川西坳陷须家河组五段岩性总体为灰黑、深灰色、灰色泥页岩与灰、深灰色粉—细砂岩不等厚—略等厚互层，夹厚度较大的粉—细砂岩，以及薄层粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，纵向上岩性快速复杂变化，通过定性方法较难快速准确地提取出所需的泥页岩。因此，须建立一个岩性识别测井定量解释模型。

自然伽马测井是在井内测量岩层中自然存在的放射性核衰变过程中释放出来的γ射线强度的一种测井方法［2］。由于粒度较细的岩石具有较大的比面，使得它对放射性物质有较强的吸附能力，并且粒度较细的岩石沉积时间相对较长，有充分的时间与溶液中的放射性物质一起沉淀下来，所以粒度越细的岩石具有更高的放射性。根据研究区5口井32块粒度分析样品资料，通过测井精细归位后，分别统计岩石样品的自然伽马测量值，计算自然伽马相对值△GR，并与实验分析岩石粒度中值绘制散点图，得到较好的线性关系，其相关系数达到0.95，具体关系式如下：

式中，MZ为岩石粒度中值；△GR由式（2）求得。

式中，GR为岩层中的自然伽马值，API；GRmin为纯砂岩自然伽马值，API；GRmax为纯泥岩自然伽马值，API。

MZ与△GR的关系如图1所示，由图1可知，△GR与岩石粒度中值的确存在良好的线性相关性，通过建立的岩石粒度中值测井解释模型对单井进行岩石粒度中值测井预测，结合碎屑岩粒度分级标准，可准确识别须家河组五段岩性，从而进行砂泥岩的快速划分。

图1 MZ与△GR关系图

2 有机碳测井解释模型

TOC是反映岩石有机质丰度最主要的指标。前人在TOC测井预测方面方法较多，例如体积密度法、自然伽马能谱法、△LgR法等［3］，而针对研究区须家河组五段烃源岩岩性复杂这种情况，利用单线性预测手段难以准确预测研究区TOC。笔者考虑多种影响因素，筛选出对TOC敏感的测井参数，结合实验分析岩石粒度中值资料，建立TOC多元线性回归模型。

通过对新场须家河组五段取心井岩心分析TOC与岩心描述、岩性剖面的对比分析，剔除砂岩样品，将暗色泥岩、页岩、碳质页岩岩心分析TOC值与各测井曲线进行交会分析（图2）发现，MZ、声波时差（AC）、补偿密度（DEN）与岩心分析TOC具有较好的相关性。

图2 岩心分析TOC与测井曲线交会图

利用MZ、AC、DEN分别与岩心分析TOC建立多元线性关系，逐步回归分别得到岩性约束和非岩性约束的须家河组五段烃源岩TOC测井多元线性回归模型。图3为岩心分析TOC与两种多元线性回归模型结果交会图，从两种模型的回判结果可以看出，岩性约束下的TOC测井多元回归模型具有更高的回判精度，其R2达到0.782。非岩性约束下的TOC测井多元回归模型回判精度R2为0.715。从XY1井有机碳含量测井解释成果及优质烃源岩划分图（图4）也可以看出，岩性约束下的TOC多元回归模型计算的TOC值与岩心分析TOC具有较高的吻合度，说明所建立的模型在川西坳陷须家河组五段是具有普遍适用性的，因此可将该模型应用于单井TOC精细测井解释中，为优质烃源岩测井评价标准和平面预测奠定基础。其模型如下：

图3 岩心分析TOC与两种多元线性回归模型结果交会图

图4 XY1井有机碳含量测井解释成果及优质烃源岩划分图

3 优质烃源岩测井评价标准

利用建立的川西坳陷须家河组五段岩性约束下的TOC测井多元回归模型对研究区单井进行TOC精细解释，结合排气量与TOC交会图法［4］、累计TOC贡献与累计厚度贡献交会图法综合确定的川西坳陷须家河组五段优质烃源岩下限（优质烃源岩TOC大于1.8%），通过GR与AC和GR与DEN对优质烃源岩和非优质烃源岩分类进行交会分析（图5），建立了川西坳陷须家河组五段优质烃源岩测井评价标准，整体看来，该段优质烃源岩具有高自然伽马（GR值大于85 API）、高声波时差（AC值大于80 μs／ft）、低补偿密度（DEN值小于2.43 g／cm3）和较高的电阻率（RD值大于10 Ω·m）。利用川西坳陷须家河组五段优质烃源岩测井评价标准以及各井TOC测井解释结果，得到各井川西坳陷须家河组五段优质烃源岩划分结果（图4）。

图5 优质烃源岩与非优质烃源岩测井交会分析图

4 优质烃源岩分布特征及评价

在川西坳陷须家河组五段有机碳含量测井精细解释的基础上，结合建立的优质烃源岩测井评价标准，可以对单井纵向上优质烃源岩段进行定量预测及划分，在单井优质烃源岩厚度统计后，得到研究区各层系优质烃源岩厚度等值线图（图6），并对川西坳陷须家河组五段优质烃源岩纵横向分布特征进行评价。平面上，各亚段优质烃源岩厚度均是从南至北逐渐变薄；纵向上，优质烃源岩发育层段主要集中在须家河组五段中亚段，其中在须家河组五段中亚段成都凹陷南部地区优质烃源岩厚度达到100 m以上，大邑地区优质烃源岩厚度在50～70 m，新场地区优质烃源岩厚度也达到了30～50 m。川西坳陷须家河组五段优质烃源岩测井定量预测及评价工作，为后期川西陆相层系的资源评价和有利区带的预测奠定了基础。

图6 川西坳陷须家河组五段中亚段优质烃源岩厚度等值线图

5 结论

1）利用△GR与实验分析岩石粒度中值交会建立的岩性识别测井解释模型，结合碎屑岩粒度分级标准，可准确识别须家河组五段岩性，从而进行泥页岩识别。

2）通过筛选敏感性参数，利用多元线性回归方法，逐步回判建立了岩性约束下高精度的有机碳测井解释模型。

3）通过交会分析建立了川西坳陷须家河组五段优质烃源岩测井评价标准：高自然伽马（GR值大于85 API）、高声波时差（AC值大于80 μs／ft）、低补偿密度（DEN值小于2.43 g／cm3）和较高的电阻率（RD值大于10 Ω·m）。

4）川西坳陷须家河组五段各亚段优质烃源岩平面上从南至北逐渐变薄，纵向上各地区优质烃源岩主要集中在须家河组五段中亚段。

［1］张洪安，徐田武，张云献.东濮凹陷咸化湖盆优质烃源岩的发育特征及意义［J］.断块油气田，2017，24（4）：437-441.

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