1、 1 1、基本原理、基本原理 內容：烴源巖層的測井識別、烴源巖有機質含量測井評價。 使用的測井資料有：自然伽瑪GR、自然伽瑪能譜NGS、電阻率Rt、密度FDC、聲波T測井資料。 巖石中的放射性物質主要來源于K40、Th232、U235-238同位素。圖2-1放射性礦物伽瑪射線發射譜（據schlumberger，1978）每次衰變發生幾率每次衰變發生幾率1.762.621.46鉀 系 （ K ）釷 系 （ Tu .）鈾 、 鐳 系 （ U .）伽 瑪 射 線 能 量 （ Mev）00.51.01.52.02.53.040232238 沉積巖石的放射性物質來源： 1）有些礦物晶體本身是有放射性物質

2、的。 2）顆粒吸附的放射性同位素元素（有些地層可能是放射性礦物含量高的層放射性礦藏）。因此，細分散體系的巖石，其吸附的放射性元素含量較高（如：泥巖、泥灰巖等），而顆粒巖（如砂巖、顆粒灰巖、白云巖等）吸附的放射性物質少。 3）有機質本身也可能吸附有放射性U同位素，因此有機質含量高時，所測放射性值高。 有機質吸附較多的U同位素或與U結合形成配合物，因為U元素活躍，易被氧化，在PH值低的氧化環境中（PH0）形成UO3型氧化物。在還原環境中UO3型氧化物與堿性氧化物作用形成不溶的氧化鈾（UO2），當PH值更高時，鈾銑離子（ UO22+）與有機質結合而固定下來。因此巖石中的UO2標志著強烈的還原環境條件

3、，此環境下的UO22+易被粘土吸附。在繼續的作用下其被還原為四價的鈾離子，有機質分解的H2S也會使鈾洗離子還原為四價的鈾離子。 2 2、烴源巖層的測井識別、烴源巖層的測井識別 1 1）定性識別）定性識別 常見烴源巖： （1）有機質含量高的泥巖、頁巖； （2）有機質含量高的泥灰巖、微晶灰巖。 有機質含量高、細分散體系的吸附作用成為測井識別烴源巖層的主要根據。 測井曲線上的識別標志主要有： A、烴源巖層比一般的泥巖、灰巖在GR曲線上有更高的讀值；GR (API)0.0150.0U (ppm)Tu (ppm)K (ppm)-10.020.004000.05井深巖性250025252575圖2-2 泥

4、巖烴源巖的GR、NGS測井特征 B、在NGS測井曲線上，有較高的U的含量（圖2-2）。 C、在組合測井上：電阻率曲線顯示相對其他泥巖灰巖高值，有較高的聲波時差和較低的密度值（圖2-3、2-4）。因為，一般烴源巖層在相同壓實條件，其因為含有機質和油。GR (API)0100井深巖性270028002.22.7140651100密 度 (g/cm )3聲 波 (us/ft)dll/dls (om.m)G R (A P I)0100井深巖性28502.22.959040101000密度 (g/cm )3聲波 (us/ft)R a (om .m )1002900圖圖2-3 北海啟莫里支階北海啟莫里支階

5、頁巖頁巖測井曲線特征測井曲線特征（Meyer等等,1984）圖圖2-4 中東上侏羅漢尼法中東上侏羅漢尼法灰巖灰巖測井曲線特征測井曲線特征（Meyer等等,1984） 2 2）定量判別）定量判別 根據多種測井信息，采用統計分析方法可以對烴源巖層進行定量判別。 A、B.L.Meyer等（1984）根據阿曼、加拿大、北海盆地、委內瑞拉、印度尼西亞等的71個層段的烴源巖層和98個段非烴源巖層的測井資料（包括：GR、t、b、Rt等），通過關系分析（圖2-5、圖2-6），建立了如下判別方程： D=-6.909+3.186lgt+0.487lgR75 D0時，為烴源巖層；D0.066時，為烴源巖層。回判率為

6、88%。圖圖2-5 聲波時差與電阻率（聲波時差與電阻率（R75.F）關系圖）關系圖（Meyer等等,1984）非 油 源 巖 頁 巖油 源 巖 頁 巖非 油 源 巖 灰 巖灰 巖 油 源 巖煤 層1.05.010.05010050010005000 100005060708090100200R75（mm）t（us/ftus/ft）圖圖2-6 密度與電阻率（密度與電阻率（R75.F）關系圖）關系圖（Meyer等等,1984）R75（mm）b b（g/cmg/cm3 3）3.53.02.52.01.51105010050010005000 10000煤 層灰 巖 油 源 巖非 油 源 巖 灰 巖油

7、 源 巖 頁 巖非 油 源 巖 頁 巖 3 3、確定烴源巖的有機質含量、確定烴源巖的有機質含量 1 1）利用烴源巖層的密度測井資料確定有機質含量）利用烴源巖層的密度測井資料確定有機質含量 A、建立巖心分析有機質含量與密度的關系（圖2-7）。 B、利用下式計算有機質含量 （不含有機質泥巖密度-烴源巖層密度）有機質（%）=-*100% （不含有機質泥巖密度-有機質密度）影響因素：黃鐵礦、重礦物、井徑擴徑等對計算結果有影響，需對結果進行效正（圖2-8）。 2 2）利用烴源巖層的聲波測井資料確定有機質含量）利用烴源巖層的聲波測井資料確定有機質含量 同樣可以利用上述方法進行有機質含量估算。影響因素：井徑

8、擴徑、油氣影響、裂縫作用等對計算結果有影響，一般要與其他方法一起應用。4.012.020.04.012.020.0俄 亥 俄 洲 頁 巖 克 利 夫 蘭 段奧 利 塔 頁 巖 下 部圖2-8 巖心分析與密度測井確定的有機質含量之間關系（據Schmoker,1981）巖心分析有機質含量（巖心分析有機質含量（%）密度測井確定的有機質含量（密度測井確定的有機質含量（%）烴源巖密度測井值（烴源巖密度測井值（g/cm3）巖心分析有機質含量（巖心分析有機質含量（%）4.012.020.02.82.42.2 海 相 泥 質 烴 源 巖 湖 相 泥 質 烴 源 巖圖2-7 巖心分析有機質含量與密度測井值之間關

9、系（據Schmoker,1981） 3 3）利用烴源巖層的電阻率測井資料確定有機質含量）利用烴源巖層的電阻率測井資料確定有機質含量 在相同的巖性及壓實條件下，烴源巖的電阻率比非烴源巖的高。據B.L.Meyer等（1984）研究，成熟烴源巖電阻率比未成熟的烴源巖要高10倍。 由于電阻率受溫度影響大，一般將確定層點的電阻率折算到同一溫度下對比（75）： R75=RT*（T+7）/82 （Arps,1962) 同樣可以利用建立圖板進行有機質含量估算。 影響因素：井徑擴徑、探測深度、油氣影響、泥漿電阻率、裂縫作用等對計算結果有影響，一般要與其他方法一起應用。 4 4）利用烴源巖層的自然伽瑪測井資料確定

10、有機質）利用烴源巖層的自然伽瑪測井資料確定有機質含量含量 烴源巖的電阻率比非烴源巖的GR值高。 據J.W.Schmoker等（1989）研究，射線強度與密度有好的線性關系（圖2-9），建立了如下計算公式： Cogr(%)=(-o)/(1.378m)*100% 式中： Cogr-有機碳含量； 、 o-非烴源巖與烴源巖層密度，g/cm3； m-圖2-9直線斜率。 優點：同時考慮了GR、FDC測井資料。 同樣可以利用建立圖板進行有機質含量估算。2.452.552.652.75140220300380密度（密度（g/cmg/cm3 3）G RG R（ A P I A P I ）圖2-9 自然伽瑪與密度

11、關系（據Schmoker,1989) 5 5）利用烴源巖層的自然伽瑪能譜測井資料確）利用烴源巖層的自然伽瑪能譜測井資料確定有機質含量定有機質含量 自然伽瑪能譜測井不僅能測得地層的GR值，也能給出鈾、釷、鉀的含量。 利用鈾含量（主要與有機質有關）與有機碳建立關系來確定烴源巖地層的有機質量。 A、湖相泥（頁）巖(圖2-10） 目前收集到的資料建立的方程如下： Cogr(%)=0.1518U2-0.4352U+0.4444 （r=0.8484) B、海相灰巖、泥灰巖 據陳立官等（1990）的研究，四川盆地二疊系陽新統臺地相灰巖，自然伽瑪與鈾的含量關系密切（圖2-11），反映出該套地層中自然放射性主要

12、來自地層中所含的有機質。圖2-10 湖相泥(頁)巖中鈾含量與有機碳含量關系0481205101516圖2-11 四川盆地古宋剖面陽興統P121-P133灰巖中自然伽瑪與鈾含量關系(據陳立官等,1990)G RG R（A P IA P I）U（ppm）臺地相生屑灰巖、微晶灰巖、泥灰巖為主 據古宋地面剖面的樣品測定，鈾含量與有機碳有一定關系，但關系較差（圖2-12）原因可能是裂縫、泥質含量的影響（陳立官等，1990）。按有機碳含量大于0.2%為烴源巖標準，建立了如下評價方程： Cogr(%) =0.3297+0.0485U(ppm)-0.0073Tu(ppm)+0.4157W 式中：W-巖石酸不溶物含量，%。 吳繼余等（1984）提出的評價二疊系陽新統臺地相灰巖、泥灰巖的有機碳含量關系如下： Cogr(%)=0.1038U(ppm) Supermaw等（1987）建立了鈾/鉀比值與有機碳之間的關系（圖2-13）： 能譜測井是目前研究烴源巖層最有效的測井方法。0.51