一种基于biharmonic插值预测富有机质泥岩夹层总有机碳含量的方法

摘要

本发明公开了一种基于biharmonic插值预测富有机质泥岩夹层总有机碳含量的方法。所述方法包括如下步骤：S1、选取有机质泥岩夹层的基线，以此得到泥岩样品的ΔlogR；S2、获取所述泥岩样品的自然伽马值；S3、根据所述泥岩样品的总有机碳含量的测定值、所述自然伽马值和所述ΔlogR，利用biharmonic插值，建立总有机碳含量的预测模型，根据所述预测模型，实现对富有机质泥岩夹层总有机碳含量的预测。本发明利用ΔlogR和自然伽马两个参数，建立了一种能准确预测富有机质泥岩夹层总有机碳含量的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于biharmonic插值预测富有机质泥岩夹层总有机碳含量的方法，属于烃源岩评价技术领域。

背景技术

评价烃源岩品质是油气勘探的关键之一，总有机碳丰度是判断烃源岩品质的重要参数。通常泥岩总有机碳丰度需要在实验室测量，但是实验过程复杂且费用昂贵，此外针对个别泥岩样品的有机碳测试不能准确反映烃源岩品质在纵向上的变化，尤其是在盆地勘探早期，样品匮乏的情况下，很难做到对区域性有效烃源岩分布范围的刻画，影响勘探油气勘探方向。因此，亟需一种可以实现纵向高分辨烃源岩总有机碳含量预测和评价的方法。

测井曲线纵向连续且能反映地层特征，目前应用最为广泛基于测井曲线计算总有机碳含量的方法为ΔlogR法，其原理是将非烃源岩段电阻率曲线和声波时差曲线重叠确定基线，然后利用经验公式拟合确定总有机碳含量，公式如下：

TOG＝AXΔlogR+B

其中ΔlogR代表电阻率曲线和声波时差曲线非重叠部分，为常数；TOC为总有机碳含量；R和Δt为地层测井电阻率和声波时差；R

但是在砂岩、富有机质泥岩互层发育地区，ΔlogR方法效果并不好，因为在频繁砂泥互层的剖面上，测井响应特征会受围岩影响，且很难确定基线，而且ΔlogR与总有机碳含量之间的关系会随泥质含量的变化而改变。因此，需要对现有方法进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用biharmonic插值确定泥岩总有机碳含量的方法，用于对泥岩夹层烃源岩品质进行定量预测和综合评价。

本发明提供的预测富有机质泥岩夹层总有机碳含量的方法，包括如下步骤：

S1、选取有机质泥岩夹层的基线，以此得到泥岩样品的ΔlogR；

S2、获取所述泥岩样品的自然伽马值；

S3、根据所述泥岩样品的总有机碳含量的测定值、所述自然伽马值和所述ΔlogR，利用biharmonic插值，建立总有机碳含量的预测模型，根据所述预测模型，实现对富有机质泥岩夹层总有机碳含量的预测。

步骤S1中，根据下述公式选取所述基线：

ΔlogR

式中，R表示地层电阻率，Ω·m；Δt表示声波时差，μm/ft；ΔlogR

根据下述公式得到所述ΔlogR：

ΔlogR＝log

步骤S3中，利用matlab软件进行所述biharmonic插值。

本发明采用的biharmonic插值是一种利用数据点三维坐标，同时利用点与点之间的斜率关系，且满足biharmonic方程，产生具有最小曲率的曲面的方法。

自然伽马曲线是反映砂泥岩剖面最有效的测井方法，且自然伽马含量与泥质含量具有相关性，因此本发明利用biharmonic插值将自然伽马值作为参数引入有机碳预测模型具有很强的可行性。

本发明利用ΔlogR和自然伽马两个参数，建立了一种能准确预测富有机质泥岩夹层总有机碳含量的方法。

附图说明

图1是本发明利用biharmonic插值预测富有机质泥岩夹层总有机碳含量的方法的流程图。

图2是本发明具体实施方式得到的总有机碳含量预测曲面模型。

图3是本发明具体实施方式得到的总有机碳含量与实测有机碳含量的拟合关系示意图。

图4是本发明具体实施方式中X井测井评价总有机碳含量成果图。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

本发明实施例提供了一种利用biharmonic插值预测富有机质泥岩夹层总有机碳含量的方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤101：根据岩心资料，选出参与建模的代表性泥岩样品，进行总有机碳含量测定；

步骤102：根据公式和测井资料，选取基线，计算泥岩样品ΔlogR并获取所对应的自然伽马值；

步骤103：根据泥岩样品总有机碳测定实验结果、自然伽马值以及ΔlogR，利用matlab软件进行biharmonic插值，建立总有机碳预测曲面模型，进行预测。

本发明为烃源岩品质评价提供了一种切实可行的方法，可做到在全井段对富有机质泥岩夹层准确预测，具有普适性。

在一个实施例中，选取基线公式为：

ΔlogR

式中，R表示地层电阻率，Ω·m；Δt表示声波时差，μm/ft；ΔlogR

在一个实施例中，ΔlogR计算公式为：

ΔlogR＝log

在一个实施例中，利用matlab进行biharmonic插值，建立总有机碳预测曲面模型。

下面结合一个具体的实施例对本发明方法进行详细的描述。

以某一油田区块的X井作为待研究的对象，提供一种评价泥岩总有机碳含量方法，包括如下步骤：

(1)总有机碳含量测井

根据岩心资料，挑选具有代表性的泥岩样品，进行总有机碳含量测定，为预测模型的建立及校正提供实测数据。

本实施例中，所测得泥岩样品总有机碳含量如表1所示。

表1本实施例中泥岩样品总有机碳含量及其对应测井响应特征值

TOC：总有机碳含量；AC：声波时差；RILD：电阻率；GR：自然伽马

(2)选取基线，计算泥岩样品ΔlogR

常规ΔlogR通常利用厚层非烃源岩层作为基线，但在砂泥互层中，很难找到厚层非烃源岩层，因此基线难以直接确定。

在本实施例中，对ΔlogR计算公式进行变形，求取过程如下：

ΔlogR

其中，R表示地层电阻率，Ω·m；Δt表示声波时差，μm/ft；ΔlogR

ΔlogR＝log

其中，R表示地层电阻率，Ω·m；Δt表示声波时差，μm/ft。

在本实施例中，ΔlogR

表2本实施例中泥岩样品ΔlogR值

(3)建立总有机碳预测曲面模型，进行预测

将表1和表2中样品总有机碳含量、自然伽马以及ΔlogR数据置入excel表格，并导入matlab进行程序运行，代码如下：

％％清除屏幕和工作空间

clear all；

clc；

％％读入原始数据

a＝xlsread('data.xlsx')；

x＝a(:,1)；

y＝a(:,2)；

z＝a(:,3)；

n＝length(x)；

％利用meshgrid对数据进行整理

xlim＝linspace(min(x),max(x),2*n)；

ylim＝linspace(min(y),max(y),2*n)；

[X,Y]＝meshgrid(xlim,ylim)；

Z＝griddata(x,y,z,X,Y,'V4')；

mesh(X,Y,Z)；

％％输入要求数据的X Y值

b＝xlsread('nihed.xlsx')；

xx＝b(:,1)；

yy＝b(:,2)；

zz＝b(:,3)；

n＝length(xx)；

for i＝1:n

zz1(i)＝griddata(x,y,z,xx(i),yy(i),'V4')；

％求误差

e(i)＝abs((zz1(i)-zz(i))/zz(i))*100；

end

zz1＝zz1'；

figure(1)

plot(zz,'k')；

hold on

plot(zz1,'r')；

％计算R^2

R＝corrcoef(zz,zz1')；

R_2＝R.*R；

R2＝R_2(1,2)；

zz＝griddata(X,Y,Z,xx,yy,'cubic')；

％显示拟合数据的R^2

string1＝('拟合数据的R^2是:')；

string2＝num2str(R2)；

string＝[string1,string2]；

disp(string)；

其中，data.xlsx为excel数据表，表中第一列为自然伽马，API；第二列为ΔlogR；第三列为样品实测总有机碳含量。

本实施例总有机碳曲面拟合模型如图2所示，将待预测富有机质泥岩夹层自然伽马和ΔlogR数据投影至曲面上，即可获取预测值，其中，图2a为总有机碳含量预测曲面，图2b为该曲面在平面上的投影，图中，蓝色区域为总有机碳含量在0％～1％之间的区域，指示差烃源岩，绿色区域为总有机碳含量在1％～2％之间的区域，指示中等烃源岩，黄色区域为总有机碳含量大于2％的区域，指示好烃源岩。

图3为本实施例预测总有机碳含量与实测总有机碳含量对比图，相关系数R高达0.9656，显示出极高的相关性，说明该预测模型准确性高，可行性强。

图4为本发明实施例在X井测井评价中总有机碳预测成果图，可以看出实测总有机碳含量与预测结果吻合性高，在全井段具有良好得预测效果，具有普适性。

本发明利用少量岩性资料，解决了针对富有机质泥岩夹层总有机碳含量预测困难得关键问题。通过本发明得测井评价模型可以在砂泥互层剖面实现全井段烃源岩总有机碳含量的有效预测和评价，具有较高得准确性和普适性，为油气勘探提供有利的技术支撑。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。