一種預(yù)測頁巖氣儲層粘土礦物及其組分含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油天然氣地球勘探領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)測頁巖氣儲層粘土礦物及 其組分含量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 頁巖氣是非常規(guī)油氣資源的重要組成部分，其蘊(yùn)藏豐富，前景巨大，現(xiàn)已成為國內(nèi) 油氣勘探熱點(diǎn)，因此，預(yù)測頁巖氣儲層及分析儲層敏感性是地球物理工作的重點(diǎn)之一。
[0003] 目前國內(nèi)外針對不同類型地層發(fā)展了多種粘土總量及其組分的預(yù)測方法，例如： 石強(qiáng)在1998年第22卷第5期《測井技術(shù)》上發(fā)表的《利用自然伽瑪能譜測井定量計(jì)算粘 土礦物成分方法初探》中建立粘土礦物定量計(jì)算解釋圖版評價粘土礦物成分；孫建孟、李召 成在1999年第23卷第4期《石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）》上發(fā)表《應(yīng)用自然伽瑪能譜 測井確定粘土礦物類型和含量》中針對所研究的具體問題提出的深度條件交會圖技術(shù)，對 識別粘土組合類型、實(shí)現(xiàn)分段建模、計(jì)算出粘土礦物組分相對含量；黃茜、劉菁華、王祝文在 2007年第37卷增刊《吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版）》上發(fā)表《自然伽瑪能譜測井資料在確 定粘土礦物含量中的應(yīng)用》中建立起研究地層粘土礦物含量的計(jì)算模型。
[0004] 目前，針對有機(jī)質(zhì)豐度高的頁巖氣儲層粘土總量及組分絕對含量的預(yù)測方面未能 建立起一套較為簡單快捷的方法流程，結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)、測井上認(rèn)識，認(rèn)為主要存在如下幾個 問題：
[0005] (1)頁巖氣儲層巖性復(fù)雜，利用現(xiàn)有泥質(zhì)含量計(jì)算模型難以準(zhǔn)確計(jì)算出有機(jī)質(zhì)豐 度高的頁巖氣儲層中粘土礦物總量的絕對含量；
[0006] (2)現(xiàn)有技術(shù)在建立粘土礦物組分預(yù)測模型時，并未充分應(yīng)用自然伽瑪能譜資料， 同時在確保模型預(yù)測精度情況下，未對模型自變量進(jìn)行篩選，這不僅降低模型可操作性，也 加大工作量；
[0007] (3)現(xiàn)有技術(shù)只是預(yù)測得出粘土礦物組分相對含量，并沒有預(yù)測得出頁巖氣儲層 粘土礦物組分絕對含量，而在實(shí)際應(yīng)用中，粘土礦物組分的絕對含量往往比其相對含量更 具應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種預(yù)測頁巖氣儲層粘 土礦物及其組分含量的方法，快速準(zhǔn)確地預(yù)測頁巖氣儲層粘土礦物及其組分含量，通過優(yōu) 化粘土礦物組分預(yù)測模型，快速準(zhǔn)確得出粘土礦物組分相對含量，并在此基礎(chǔ)上，改進(jìn)原有 泥質(zhì)含量計(jì)算模型，建立粘土總量預(yù)測模型，從而預(yù)測出粘土總量絕對含量，最終預(yù)測出粘 土礦物組分絕對含量。
[0009] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 一種預(yù)測頁巖氣儲層粘土礦物及其組分含量的方法，所述方法包括：
[0011] (1)應(yīng)用自然伽瑪能譜測井資料和巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立粘土礦物組分預(yù)測模型，預(yù) 測出粘土礦物組分相對含量；
[0012] (2)建立粘土礦物總量預(yù)測模型，預(yù)測出粘土礦物總量絕對含量；
[0013] (3)預(yù)測粘土礦物組分絕對含量。
[0014] 所述步驟⑴包括：
[0015] (11)對自然伽瑪能譜測井資料進(jìn)行處理，在原有鈾值、釷值、鉀值曲線基礎(chǔ)上，通 過下列計(jì)算模型，新增釷鈾比值、釷鉀比值、鈾鉀比值、無鈾伽瑪曲線：
[0016]
[0017]式中：
[0018]RTh/u、RTh/K、Ru/K分別為釷鈾比值、釷鉀比值、鈾鉀比值曲線；
[0019]w(K)、w(Th)、w(U)、w(KTH)分別為鉀、社、鈾、無鈾伽瑪曲線，單位分別為％，ppm， ppm,API；
[0020] (12)建立粘土礦物組分預(yù)測模型，并利用巖心實(shí)驗(yàn)分析資料，求得粘土礦物組分 預(yù)測模型中的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)值：
[0021]
[0022] 式中yi、y2、y3、y4分別為蒙脫石、伊利石、高嶺石、綠泥石的粘土礦物組分含量， Xi、x2、x3、x4、x5、x6分別為鉀、社、鈾、社鈾比值、社鉀比值、鈾鉀比值測井曲線值，a:. . .a3、 bi. ? ?bg、Ci. ? ?C3、di. ? ? (I3、ei. ? ?03、f"i. ? ?f*3、gi. ? ?心為地區(qū)^11驗(yàn)系數(shù)；
[0023] (13)應(yīng)用所述粘土礦物組分預(yù)測模型，利用自然伽瑪能譜測井曲線值預(yù)測得出頁 巖氣儲層的粘土礦物組分相對含量。
[0024] 所述步驟（2)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0025] (21)改進(jìn)原有泥質(zhì)含量計(jì)算模型，建立粘土礦物總量預(yù)測模型：
[0026] 利用無鈾伽瑪曲線值計(jì)算出粘土含量指數(shù)CALY，之后再將粘土含量指數(shù)轉(zhuǎn)化為粘 土礦物總量VeAW，建立粘土礦物總量預(yù)測模型：
[0027]
[0028] 式中：qKTh、（qKTh)_、（qKTh)_分別為無鈾伽瑪曲線值、純泥頁巖的無鈾伽瑪值、純砂 巖地層的無鈾伽瑪值；VeAW的單位為％ ;G⑶R為地層常數(shù)，新地層取1，老地層取2 ;
[0029] (23)將無鈾伽瑪曲線值、純泥頁巖的無鈾伽瑪值和純砂巖地層的無鈾伽瑪值代入 粘土礦物總量預(yù)測模型，求得頁巖氣儲層粘土礦物總量絕對含量。
[0030] 所述步驟（3)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0031] 利用如下數(shù)理模型將步驟（1)得到的粘土礦物組分相對含量和步驟（2)得到的粘 土礦物總量絕對含量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，最終預(yù)測出頁巖氣儲層粘土礦物組分絕對含量：
[0032]
[0033] 式中Zpz2、z3、z4為粘土礦物組分絕對含量，單位為％。
[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法簡單快捷，預(yù)測結(jié)果可靠性 高，為頁巖氣儲層評價及儲層敏感性分析提供了可靠理論依據(jù)，同時大幅提高了頁巖氣儲 層的勘探經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明方法的步驟框圖。
[0036] 圖2為粘土礦物組分預(yù)測模型效果圖。
[0037] 圖3為定性分析識別各類泥頁巖粘土礦物類型。
[0038] 圖4為本發(fā)明成果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0040] 預(yù)測頁巖氣儲層粘土礦物及其組分含量的方法
[0041] 本發(fā)明原理上首先應(yīng)用自然伽瑪能譜測井資料和巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立粘土礦物組 分預(yù)測模型，預(yù)測出粘土礦物組分相對含量，然后建立粘土礦物總量預(yù)測模型，預(yù)測出粘土 礦物總量絕對含量，最終預(yù)測出頁巖氣儲層粘土礦物及其組分絕對含量。
[0042] 具體實(shí)現(xiàn)方法為：
[0043] (1)預(yù)測粘土礦物組分相對含量
[0044] ①自然伽瑪能譜測井資料進(jìn)行處理，在原有鈾值、釷值、鉀值曲線基礎(chǔ)上，通過下 列計(jì)算模型，新增釷鈾比值、釷鉀比值、鈾鉀比值、無鈾伽瑪曲線；
[0045]
[0046]式中：
[0047]RTh/u、RTh/K、Ru/K分別為釷鈾比值、釷鉀比值、鈾鉀比值曲線；
[0048]w(K)、w(Th)、w(U)、w(KTH)分別為鉀、社、鈾、無鈾伽瑪曲線，單位分別為％，ppm， ppm,API；
[0049] ②建立粘土礦物組分預(yù)測模型，并利用巖心實(shí)驗(yàn)分析等資料，求得粘土礦物組分 預(yù)測模型中地區(qū)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)值；
[0050]
[0051] 式中yi、y2、y3、y4分別為蒙脫石、伊利石、高嶺石、綠泥石等粘土礦物組分含量， Xi、x2、x3、x4、x5、x6分別為鉀、社、鈾、社鈾比值、社鉀比值、鈾鉀比值測井曲線值，a:. . .a3、 bp? ?b3、Cp? ?c3、山.? ?d3、e" ? ?e3、A. ? ?f3、gp? ?g3 為地區(qū)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。
[0052] -個巖石實(shí)驗(yàn)分析得到對應(yīng)深度的粘土礦物組分相對含量，即蒙脫石、伊利石、高 嶺石、綠泥石等粘土礦物組分的相對含量，同時這一深度的測井曲線值已知，即知道這一深 度的鉀、釷、鈾、釷鈾比值、釷鉀比值、鈾鉀比值測井曲線值。此時，上述方程組中，yl、y2、y3、 y4 和xl、x2、x3、x4、x5、x6 都是已知的，那么就可以求得a" ? ?aybp? ?bpCp? ? (^、山.? ?d3、 ep. .e3、fp. .f3、gp. .g3。但是，巖石實(shí)驗(yàn)分析求得的只可能是離散的數(shù)據(jù)點(diǎn)，而建立起上 述方程，代入連續(xù)的測井曲線值，就可以得到每個深度點(diǎn)的粘土礦物組分含量。
[0053] ③應(yīng)用所述粘