本發(fā)明屬于巖石物理研究領(lǐng)域，涉及一種頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量的識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

頁(yè)巖占據(jù)了地球上沉積巖中75％以上的比例，在全球范圍內(nèi)的分布十分廣泛。頁(yè)巖氣作為一種自生自儲(chǔ)式的非常規(guī)油氣藏越來越受到關(guān)注。

有機(jī)質(zhì)總含量是評(píng)價(jià)頁(yè)巖具有生烴能力的主要參數(shù)之一。為了估算總有機(jī)碳含量，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量的工作，發(fā)展了一系列的測(cè)井方法，這些方法都是基于有機(jī)質(zhì)的測(cè)井響應(yīng)特征而建立，和烴源巖的總有機(jī)碳含量評(píng)價(jià)類似，通過建立巖心總有機(jī)碳含量與測(cè)井曲線(例如，鈾含量、密度、聲波和電阻率等)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，獲得井眼中的連續(xù)總有機(jī)碳含量分布曲線。

現(xiàn)有的頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量(TOC)的評(píng)價(jià)方法都是利用其測(cè)井響應(yīng)特征，目前測(cè)井技術(shù)在識(shí)別和評(píng)價(jià)頁(yè)巖油氣藏方面比較成熟，并且得到了廣泛的應(yīng)用，但是地震識(shí)別和評(píng)價(jià)頁(yè)巖油氣藏的理論基礎(chǔ)和相關(guān)技術(shù)卻鮮有報(bào)道，該方面的研究幾乎還是空白。

目前國(guó)內(nèi)外利用地震資料直接定量預(yù)測(cè)頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量的記載很少，地震方面的研究非常薄弱，還沒有成熟有效的方法。因此，有必要對(duì)地震預(yù)測(cè)總有機(jī)碳含量的方法作進(jìn)一步的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量的識(shí)別方法，能夠利用地震，充分運(yùn)用各種地震反演獲得的彈性參數(shù)，找出總有機(jī)碳含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)系，從而來識(shí)別和評(píng)價(jià)頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量。

有鑒于此，本發(fā)明第一方面提供一種頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量的識(shí)別方法，可包括：

分析巖心樣品的總有機(jī)碳含量；

根據(jù)以下公式，采用脈沖傳輸法，對(duì)所述巖心樣品進(jìn)行彈性參數(shù)超聲測(cè)試：

$V=\frac{L}{\mathrm{\ΔT}}$

其中，V是縱波速度或橫波速度，L是已經(jīng)經(jīng)過壓力和溫度校正的樣品長(zhǎng)度，△T是所述巖心樣品中的旅行時(shí)；

根據(jù)總有機(jī)碳含量和彈性參數(shù)超聲測(cè)試的結(jié)果，選擇對(duì)總有機(jī)碳含量敏感的彈性參數(shù)。

建立總有機(jī)碳含量與所述敏感彈性參數(shù)的關(guān)系函數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例中，利用地震來識(shí)別和評(píng)價(jià)頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量需要充分運(yùn)用各種地震反演獲得的彈性參數(shù)，找出總有機(jī)碳含量與彈性參數(shù)之間的關(guān)系，從而能夠準(zhǔn)確有效地對(duì)頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量的識(shí)別方法的流程圖；

圖2為總有機(jī)碳含量分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果的示意圖；

圖3為巖心樣品的Vp/Vs與縱波阻抗交會(huì)圖，其中菱形符號(hào)為TOC含量高(>2％)的巖樣，方形符號(hào)為TOC含量低(<2％)的巖樣；

圖4為圖巖心樣品的泊松比與楊氏模量交會(huì)圖，其中菱形符號(hào)為TOC含量高(>2％)的巖樣，方形符號(hào)為TOC含量低(<2％)的巖樣；

圖5為巖心樣品的λρ與μρ交匯圖，其中菱形符號(hào)為TOC含量高(>2％)的巖樣，方形符號(hào)為TOC含量低(<2％)的巖樣；

圖6為Vp/Vs與總有機(jī)碳含量交會(huì)圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量的識(shí)別方法，能夠充分運(yùn)用各種地震反演獲得的彈性參數(shù)，有效識(shí)別和評(píng)價(jià)頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然， 所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例中的頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量的識(shí)別方法的一個(gè)實(shí)施例包括：

101、分析巖心樣品的總有機(jī)碳含量。

可以在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量巖心樣品的總有機(jī)碳含量。測(cè)量的方法主要有兩種：碳硫儀法和巖石熱解法。

碳硫儀法把粉末狀的頁(yè)巖巖心燒成二氧化碳，如果能確保在燃燒前用鹽酸把無機(jī)碳完全消除掉，則該方法就可以用來測(cè)量總有機(jī)碳含量。

巖石熱解法將有機(jī)質(zhì)熱解后給出S1、S2和S3峰值的定義，S1、S2和S3分別代表蒸餾所獲得的液態(tài)碳?xì)浠衔?、可自由轉(zhuǎn)換的干酪根含量和無機(jī)二氧化碳的釋放量。也就是說該方法能夠用來定量分析頁(yè)巖氣的產(chǎn)量(生產(chǎn)指數(shù))、干酪根轉(zhuǎn)換潛力(含氫指數(shù))和巖石二氧化碳的含量(含氧指數(shù))。

102、根據(jù)以下公式，采用脈沖傳輸法測(cè)量脈沖從所述巖心樣品的一端到另外一端的旅行時(shí)，從而對(duì)所述巖心樣品進(jìn)行彈性參數(shù)超聲測(cè)試：

$V=\frac{L}{\mathrm{\&Delta;T}}$

其中，V是縱波速度或橫波速度，L是已經(jīng)經(jīng)過壓力和溫度校正的巖心樣品的長(zhǎng)度，△T是所述縱波或橫波在所述巖心樣品中的旅行時(shí)。

在步驟102中，優(yōu)選的，彈性參數(shù)超聲測(cè)試的巖石樣品為直徑25mm、長(zhǎng)度50mm和直徑50mm、長(zhǎng)度80-100mm的圓柱二種規(guī)格。根據(jù)這種要求，將樣品加工制備成實(shí)驗(yàn)所需的樣品尺寸后，對(duì)制備好的巖心樣品開展彈性參數(shù)超聲測(cè)試。超聲測(cè)試采用脈沖傳輸法，根據(jù)上述公式，測(cè)量脈沖從樣品的一端到另外一端的旅行時(shí)。測(cè)試的脈沖中心頻率為500KHz。圍壓和孔隙流體壓力彼此獨(dú)立控制，以模擬地層條件。圍壓和孔隙壓力可以達(dá)到120MPa，根據(jù)地層情況來確定。其中，彈性參數(shù)可以為密度、縱波速度、橫波速度、縱橫波速度比Vp/Vs、縱波阻抗、橫波阻抗等。

103、根據(jù)總有機(jī)碳含量和彈性參數(shù)超聲測(cè)試的結(jié)果，選擇對(duì)總有機(jī)碳含量敏感的彈性參數(shù)。

在步驟103中，綜合總有機(jī)碳含量測(cè)量和彈性參數(shù)超聲測(cè)試結(jié)果，研究 頁(yè)巖總有機(jī)碳含量對(duì)彈性參數(shù)(諸如密度、速度、Vp/Vs等)的影響及其響應(yīng)機(jī)理。將彈性參數(shù)進(jìn)行交會(huì)分析，研究總有機(jī)碳含量變化引起的彈性參數(shù)變化，優(yōu)選對(duì)總有機(jī)碳含量敏感的彈性參數(shù)，為地震預(yù)測(cè)總有機(jī)碳含量提供有效的敏感參數(shù)。

104、建立總有機(jī)碳含量與所述對(duì)總有機(jī)碳含量敏感的彈性參數(shù)的關(guān)系函數(shù)。

在步驟104中，在優(yōu)選出所述對(duì)總有機(jī)碳含量敏感的彈性參數(shù)之后，利用線性擬合技術(shù)建立頁(yè)巖總有機(jī)碳含量與敏感的彈性參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，為有效利用地震資料預(yù)測(cè)頁(yè)巖總有機(jī)碳含量提供理論依據(jù)。

105、根據(jù)總有機(jī)碳含量與所述對(duì)總有機(jī)碳含量敏感的彈性參數(shù)的關(guān)系函數(shù)，預(yù)測(cè)頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量。

本實(shí)施例中，通過優(yōu)選對(duì)總有機(jī)碳含量敏感的彈性參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上建立了總有機(jī)碳含量與敏感彈性參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，然后結(jié)合疊前地震反演獲得的縱波速度、橫波速度及密度數(shù)據(jù)等，該經(jīng)驗(yàn)關(guān)系能夠用于直接定量預(yù)測(cè)總有機(jī)碳含量，有著良好的發(fā)展前景。

上面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量的識(shí)別方法進(jìn)行了描述，下面對(duì)該方法的具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了描述。

將根據(jù)本發(fā)明的方法應(yīng)用于實(shí)際的頁(yè)巖氣工區(qū)。圖1顯示了實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的頁(yè)巖樣品的總有機(jī)碳含量(TOC)的分布情況。頁(yè)巖樣品的總有機(jī)碳含量的分布范圍為0.12％至6.45％，平均值為2.415％。按照頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(Sondergeld等，2010)，儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的基本要求是總有機(jī)碳含量大于2％。據(jù)此，我們按照TOC含量的高低分成兩組來進(jìn)行多參數(shù)交會(huì)分析。

圖2至圖4為巖心測(cè)試數(shù)據(jù)的Vp/Vs與縱波阻抗、泊松比與楊氏模量、λρ與μρ的交會(huì)圖，其中，Vp為縱波速度，Vs為橫波速度，λρ為拉梅系數(shù)與密度的乘積，μρ為剪切模量與密度的乘積。從這些彈性參數(shù)的交會(huì)圖可以看出，利用地球物理參數(shù)就可以較好的區(qū)分總有機(jī)碳含量高低，對(duì)總有機(jī)碳含量敏感的參數(shù)依次為：Vp/Vs、泊松比、λρ。由此，例如可以選擇Vp/Vs作為對(duì)總有機(jī)碳含量敏感的參數(shù)，然后，建立總有機(jī)碳含量與Vp/Vs的關(guān)系函數(shù)。根據(jù)該關(guān)系函數(shù)，并結(jié)合疊前地震反演獲得的縱波速度、橫波速度，可以簡(jiǎn)便地預(yù)測(cè)頁(yè)巖中總有機(jī)碳含量。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。