[能源化工]页岩油分级评价培训页岩资源评价.ppt

中石化页岩油资源分级评价方案,东北石油大学2012-2-14,主讲人：王民,页岩油资源潜力分级评价流程及操作详细介绍,图1页岩油资源分级评价流程图,页岩油资源潜力分级评价流程,页岩油分级评价流程图,1.资料收集及整理2.分级评价标准建立3.测井评价有机非均质性模型建立及应用4.基础图件编制5.体积法评价页岩油公式及参数获取说明6.建议提交成果,提纲,页岩油资源潜力分级评价流程及操作详细介绍,图1页岩油资源分级评价流程图,页岩油资源潜力分级评价流程,一、分层数据,靶区目的层段顶、底深度数据，可以依据地震层位解释成果，也可以根据探井分层成果。分层数据是后续进行各项参数评价的地质框架。也就是说，后续我们所有的工作都将在这个深度范围内进行。,二、测井曲线数据,收集整理靶区所有钻穿目的层位（可以用分层数据限制）的井的测井资料，主要包括ac（声波）、rt（电阻）、den（密度）、gr（伽马）、cn（中子）。测井资料主要用来进行有机（toc、s1、“a”）、无机非均质性评价，也是分级评价的重要基础资料。,1资料收集整理,三、录井岩性资料,收集靶区所有钻穿目的层位的探井的岩性录井资料。岩性资料用于编制泥、页岩、砂岩薄夹层等厚图，结合测井资料、分级评价标准、有机非均质性评价模型用来进行分级评价，是重要的基础资料。目前也有学者认为现场录井岩性资料不可靠，需要用测井资料进行校正。当然如果开展大量的岩心观察描述、结合成像测井资料，可以用测井曲线识别岩性，但是对于目前页岩油资源潜力评价这一阶段，且大部分地区成像测井资料缺乏情况下，不建议开展测井校正岩性的工作，应以岩性录井数据为准。,1资料收集整理,1资料收集整理,地球化学资料包括toc、s1、s2、tmax、氯仿沥青“a”、ro，需要靶区有几口（至少1口）井目的层段连续取样地球化学分析结果，用于进行测井地球化学建模工作。地化资料主要用于建立分级评价标准、结合测井地化模型进行分级评价，是页岩油资源评价的重要基础数据。如果目前数据短缺，建议进行采样分析。,四、地球化学资料,五、原油物性资料,已有油井（可以是开发的裂缝油，也可以是开发的砂岩层位原油，需要油源是目的层位的泥页岩）的物性资料，包括粘度、密度等。为页岩油可采性评价提供基础数据。,1资料收集整理,六、靶区目的层段温度、压力数据,七、泥页岩xrd分析数据,收集油层、地层钻井测试温、压数据，用于建立靶区温度、压力与深度的关系，为可采性评价提供基础数据。,包括粘土矿物组成数据和全岩分析数据，评价泥页岩矿物组成，主要是脆性矿物含量。需要有一口井的连续取芯分析资料，结合测井资料建立无机非均质性评价模型，为页岩油可采性评价提供数据。是页岩油气可采性评价中重要的基础资料。如果数据短缺，建议进行采样分析。,1.资料收集及整理2.分级评价标准建立3.测井评价有机非均质性模型建立及应用4.基础图件编制5.体积法评价页岩油公式及参数获取说明6.建议提交成果,提纲,页岩油资源潜力分级评价流程及操作详细介绍,图1页岩油资源分级评价流程图,页岩油资源潜力分级评价流程,页岩油气资源的富集性,页岩的可压裂改造性,（1）富集程度（2）可采性,分级评价标准,(脆性)矿物的组成及含量（微观）砂岩薄互层、夹层，裂缝（宏观）,toc、“a”、s1、kti,有机非均质性,无机非均质性,研究思路,2.分级评价标准建立及应用,页岩油的分级评价标准：1、分散（无效）资源含油量toc关系曲线的稳定低值段2、低效资源上升段3、富集资源toc“a”（或s1）关系曲线的稳定高值段toc排油量关系曲线的拐点以上4、可采资源在富集资源的基础上，考虑砂岩夹层、裂缝发育、页岩的矿物组成、厚度、面积、地面条件、埋深等,总资源,2.分级评价标准建立及应用,沙三段s1与toc关系图,（1）稳定低值段：toc低，含油少，强吸附，欠饱和，难以开发分散（无效）资源（2）稳定高值段：含油饱和，多余排出，首选的评价和勘探对象。富集资源（饱和资源）（3）上升段，有待技术进步，或者与富集资源一起作为开发对象低效资源（或欠饱和资源、潜在资源）。,2.分级评价标准建立及应用,我国东部部分盆地主力源岩含油性三分的分界值,不同指标判别相矛盾时，以toc为准,2.分级评价标准建立及应用,不同级别页岩统一划分方案,2.分级评价标准建立及应用,1.资料收集及整理2.分级评价标准建立3.测井评价有机非均质性模型建立及应用4.基础图件编制5.体积法评价页岩油公式及参数获取说明6.建议提交成果,提纲,页岩油资源潜力分级评价流程及操作详细介绍,图1页岩油资源分级评价流程图,页岩油资源潜力分级评价流程,logr方法计算toc,logr幅度差与toc是线性关系，对于样品较多的层位，拟合出其间的关系式:toc=alogr+toca为拟合公式的系数；toc为非生油层的有机碳背景值,原理,3.测井评价有机非均质性模型建立及应用,细粒、比表面积大吸附性强,成熟烃源岩,有机质密度低于岩石骨架密度,有机质结构疏松传递声波能力差,高铀高gr,高声波时差,低密度,高电阻率,烃源岩性质,测井响应,根据声波、电阻率叠加计算lgr的方程为：lgr=lg(r/r基线)+0.02(t-t基线)(1)将（1）式修改为：lgr=lg（r/r基线）+k（t-t基线）(2),测井地化方法改进：,k值优化自动选取；避免人为分段选取基线；toc计-toc实相关性提高,叠合系数与相关系数关系图,原理,3.测井评价有机非均质性模型建立及应用,选井，选取几口（至少一口）重点井用来建立测井评价有机非均质性模型。数据准备，整理建模井目的层位toc、“a”、s1实测数据，声波时差、电阻率、密度曲线数据和录井岩性数据，选取具有代表性意义实测点，分别保存成csv文件，测井曲线数据格式如右图。,步骤,测井曲线数据格式,3.测井评价有机非均质性模型建立及应用,测井曲线预处理进入测井地化曲线处理窗口，对数据进行标准化，将曲线标准化为0到2之间，并进行滑动平均，消除异常值影响。,曲线标准化窗口,步骤,导入数据,标准化,滑动,处理,保存,3.测井评价有机非均质性模型建立及应用,步骤,模型标定a.分别导入测井曲线滑动结果文件和实测toc文件；,有机非均质性模型标定窗口,导入曲线处理结果及实测toc,3.测井评价有机非均质性模型建立及应用,模型标定b.曲线分析；c.模糊匹配，在给定深度范围内查找实测toc与计算toc误差最小值所对应的深度，达到实测toc深度匹配的目的；d.模型标定，优化出叠合系数并得出toc计算值与相应的幅度差值，为模型参数的确定做准备；e.计算及成图；f.保存。,步骤,模糊匹配窗口,模型标定窗口,3.测井评价有机非均质性模型建立及应用,异常点排除做实测tocvs.计算toc散点图，添加趋势线，删除与趋势线偏离特别大的点，利用保留的实测toc值重复步骤重新标定模型。模型参数确定a.利用稳健的最小二乘法拟合软件对幅度差和实测toc进行拟合，确定模型toc=a幅度差+b中的参数a和b；b.做幅度差vs.实测toc散点图，展示模型；c.参照toc模型建立方法建立“a”和s1模型，编制测井评价有机非均质性模型参数表。,计算tocvs.实测toc对比图,幅度差（toc）vs.实测toc关系图,步骤,3.测井评价有机非均质性模型建立及应用,建模井测井地化成果图编制a.根据建模所得叠合系数利用测井地化应用软件计算建模井连续gap值；b.根据不同岩性所建立的toc模型，计算连续toc值；c.以实测toc为杆状图、连续的计算toc为曲线在resform或carbon中成图，对比展示模型综合效果图。模型验证a.选取验证井，计算其连续toc值；b.以实测toc为杆状图、连续的计算toc为曲线在resform或carbon中成图，对比展示模型综合效果图。,步骤,3.测井评价有机非均质性模型建立及应用,测井评价toc建模综合效果图,测井评价toc验证综合效果图,模型应用a.计算外推井toc、“a”和s1连续值b.在resform或carbon中做综合效果图展示图。等值图编制a.根据分级标准和测井计算所得连续toc值将页岩油资源为贫资源（i级）、低效资源（ii级）、富集资源（iii级）；b.计算各单井处于各级资源划定标准内的泥页岩厚度，编制分级厚度等值图，并编制泥页岩总厚度等值图；c.依据建立的分级评价标准和测井地化模型计算的单井toc、s1、“a”值统计计算出处于各级资源的toc、s1、“a”平均值。编制泥页岩toc、s1、“a”分级等值图。,测井计算toc应用效果图,步骤,泥岩分级“a”平均值等值图,泥岩分级toc平均值等值图,3.测井评价有机非均质性模型建立及应用,测井计算toc实例,测井计算tocvs实测toc,模型：灰质页岩：toc=1.0576幅度差toc-0.125,测井计算tocvs实测toc,测井评价toc建模综合效果图,渤南-四扣凹陷测井评价有机非均质性模型参数表,模型公式：,toc=a幅度差toc+bs1=a幅度差s1+b“a”=a幅度差”a”+b,1.资料收集及整理2.分级评价标准建立3.测井评价有机非均质性模型建立及应用4.基础图件编制5.体积法评价页岩油公式及参数获取说明6.建议提交成果,提纲,页岩油资源潜力分级评价流程及操作详细介绍,图1页岩油资源分级评价流程图,页岩油资源潜力分级评价流程,（1）有机质丰度,泥页岩地球化学特征常规评价基础图件,（2）有机质类型,es3段烃源岩氢氧碳元素组成范氏图,（3）有机质成熟度,砂岩薄夹层厚度等值图,砂岩薄夹层作用：为水平钻井提供支撑储集油气资源砂岩薄夹层标准：连续厚度不超过3m在泥夹砂层系中所占比例不超过1/3。砂岩薄夹层主要分布于渤深5井和渤深8井附近，最高值约80多米，其他区域最低值在10米以下。,目的层段顶、底埋深、成熟度等值图,顶底埋深等值图可以依据分层数据进行编制成熟度等值图可以依据已有的rovs.深度关系结合绘制的埋深等值图进行计算得出。,es3x分级泥岩厚度等值图,分级厚度等值图,i级泥岩厚度等值图ii级泥岩厚度等值图iii级泥岩厚度等值图总泥岩厚度等值图,es3x分级泥岩toc等值图,分级toc等值图,i级泥岩toc等值图ii级泥岩toc等值图iii级泥岩toc等值图总泥岩toc等值图,es3x分级泥岩氯仿沥青“a”等值图,分级“a”等值图,i级泥岩“a”等值图ii级泥岩“a”等值图iii级泥岩“a”等值图总泥岩“a”等值图,es3x分级泥岩s1等值图,分级s1等值图,i级泥岩s1等值图ii级泥岩s1等值图iii级泥岩s1等值图总泥岩s1等值图,渤南洼陷es3x泥岩油资源强度等值线图（“a”)（104t/km2）,es3x泥岩“a”分级强度等值图,“a”分级强度等值图,i级泥岩“a”资源强度等值图ii级泥岩“a”资源强度等值图iii级泥岩“a”资源强度等值图总泥岩“a”资源强度等值图,渤南洼陷es3x泥岩油资源强度等值线图（s1）（104t/km2）,es3x泥岩s1分级强度等值图,s1分级强度等值图,i级泥岩s1资源强度等值图ii级泥岩s1资源强度等值图iii级泥岩s1资源强度等值图总泥岩s1资源强度等值图,目的层段温、压（压力系数），油粘度、密度等值图,目的层段温、压（压力系数），油粘度、密度等值图,271m,547m,486m,380m,176m,94m,大40-义282-义104-义155-义151-孤北36联井图,目的层段厚度右东向西先增加后减少。平均厚度三百多米。,es3x厚度在全区均有分布，洼陷深部较厚，可达近千米，边缘较薄,联井剖面图绘制,1,410m,200m,177m,919m,192m,119m,义东36-义171-义170-渤深8-渤古101-孤北古2联井图,目的层段厚度右东向西先增加后减少。洼陷深处厚度可达900m。,2,213m,127m,208m,227m,120m,64m,罗52-罗14-义41-义142-垦623-孤南8联井图,目的层段厚度在100-200m左右。,3,280m,238m,740m,580m,231m,80m,义159-渤深6-渤深5-义172-义40-垦40联井图,4,176m,85m,120m,165m,120m,8m,义151-孤北210-孤北古2-义101-垦623-垦110联井图,5,1.资料收集及整理2.分级评价标准建立3.测井评价有机非均质性模型建立及应用4.基础图件编制5.体积法评价页岩油公式及参数获取说明6.建议提交成果,提纲,5.体积法评价页岩油公式及参数获取说明,（1）泥页岩油量体积法评价应用氯仿沥青“”计算泥页岩油量公式一：应用岩石热解数据s1计算泥页岩油量公式二：,为提高评价精度，将评价区烃源岩分布区在平面上均分为若干个1km1km的网格区，分别计算各个网格区的资源量（即残油强度），然后累加求和即可得到研究区总的残留油量。,（i=1,2,n）,（i=1,2,n）,矿物保留效应及倍率校正后的干酪根总烃、轻烃数据表（据盛志纬，1986）,s1重烃校正系数表（据王安乔，1987）,s2为游离烃重质组分进入s2的部分,参数获取说明,残留油量，104t/km2；si为单位面积的资源量，因此取烃源岩的面积1km2；hi测井分辨率的厚度，一般为0.125m；烃源岩密度，g/cm3，依据测井资料本次取烃源岩密度为2.53g/cm3；、分别为氯仿沥青“a”的轻烃补偿校正系数及s1重烃补偿校正系数，可以通过校正系数表获得；,参数及都可由有机测井响应模型来计算得出。可以认定它们代表了测井分辨率厚度（0.125m）的烃源岩的平均氯仿沥青“a”及残留烃s1的值。,参数获取说明a、s1,对研究区多井进行上述数据计算整理后，需要对计算得到的残留油的值在研究区进行网格化处理，操作过程如下：首先利用sufer软件导入数据，将数据网格化，均分为若干个1km1km的网格区。,操作步骤,然后，应用双狐地质软件及.dat的数据文件可以直接生成资源强度等值线图。根据需要，可以生成研究区不同分级标准、不同层位的等值线图。而将各个网格区的资源量累加求和即可得到研究区总的资源量。,对于网格化的数据，sufer软件将会创建一个.grd格式的文件。接下来，打开刚创建的.grd格式的文件，将其另存为.dat的数据格式文件。,（2）砂岩薄夹层页岩油资源评价体积法,砂岩薄夹层含油量可由下式求得，公式三：,含油饱和度的求取：,泥质含量指数：,泥质含量：,由声波计算孔隙度：,式中，经验系数，第三系地层为3.7，老地层为2;a与岩性有关的系数（取值在0.6到1.2之间），无量纲；m孔隙度指数，无量纲；n饱和度指数，无量纲；rw水的电阻率；rt地层电阻率；声波时差；流体声波时差；泥质声波时差；骨架声波时差.,含水饱和度sw：,含油饱和度so：,(1),(2),(3),(4),(5),1.资料收集及整理2.分级评价标准建立3.测井评价有机非均质性模型建立及应用4.基础图件编制5.体积