有效烃源岩有机相的定量分类方法
阅读说明：本技术 有效烃源岩有机相的定量分类方法 (Quantitative classification method for effective hydrocarbon source rock organic phase ) 是由 侯庆杰 刘显太 韩宏伟 刘浩杰 曲志鹏 盛文波 李国栋 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于勘探地球化学领域,涉及一种有效烃源岩有机相的定量分类方法。所述方法以有效烃源岩有机碳含量下限为基础,以有机碳含量差值为母因子,通过灰色关联计算各分类参数权重系数和综合得分,根据综合得分对有效烃源岩有机相进行分类。本发明方法避免了因定性评价过程中主观因素影响过高及处于过渡区的有效烃源岩有机相无法精确分类的问题,提高了分类评价精度,为下一步油气成藏分析提供基础和依据。(The invention belongs to the field of exploration geochemistry, and relates to a quantitative classification method for an effective hydrocarbon source rock organic phase. The method is based on the lower limit of the organic carbon content of the effective hydrocarbon source rock, takes the organic carbon content difference value as a mother factor, calculates the weight coefficient and the comprehensive score of each classification parameter through grey correlation, and classifies the organic phase of the effective hydrocarbon source rock according to the comprehensive score. The method provided by the invention avoids the problems that the influence of subjective factors is too high in the qualitative evaluation process and the effective hydrocarbon source rock organic phase in the transition region cannot be accurately classified, improves the classification evaluation precision, and provides a basis and basis for the next oil-gas reservoir analysis.)
技术领域
本发明属于勘探地球化学领域，涉及一种有效烃源岩有机相的定量分类方法。
背景技术
有效烃源岩是指有油气生成和排出，并且生成和排出的烃类足以形成工业性油气藏的岩石。因此，识别有效烃源岩是油气成藏研究的基础，尤其是对于低勘探程度区的资源潜力评价起着重要作用。
有效烃源岩有机相指的是有效烃源岩有机地球化学特征、有机岩石学特征及沉积环境的综合反映，只有正确对有效烃源岩有机相进行分类，才能明确其油气生成条件及空间展布特征，为后续油气成藏分析提供基础和依据。影响有效烃源岩有机相分类的因素主要有有效烃源岩的有机地球化学指标，比如有效烃源岩的有机碳(TOC)含量、生烃潜量(S1+S2)、氢指数(IH)、有机质类型及成熟度等方面；有效烃源岩的有机岩石学指标，比如有机岩石类型、有机显微组分含量及类型等方面；有效烃源岩的沉积环境特征指标，比如水动力条件和氧化还原程度等方面。现有的有效烃源岩有机相分类技术主要停留在定性分类的层次上，这种技术往往存在主观因素影响，两个及两个以上分类指标无法统一的问题，进而导致处于过渡区的有效烃源岩有机相无法精确分类。
目前，现有技术多侧重有效烃源岩有机碳含量下限值的确定方法的研究，如中国专利(CN104297448B)公开了一种有效烃源岩有机碳含量下限值的确定方法，该方法包括以下步骤：采集岩样并将每块分为三份；对三份样品分别进行TOC含量测定、洗油前后S1和S2含量测定；计算得到S1+S2和(S1+S2)/TOC；对每块样品进行上述测定；以(S1+S2)/TOC、S1+S2为纵坐标，TOC为横坐标，采用对数坐标，将每块样品的数据成散点图；画(S1+S2)/TOC—TOC和(S1+S2)—TOC外包络线及(S1+S2)/TOC—TOC和(S1+S2)—TOC回归曲线并分别确定有效烃源岩有机碳含量下限值；将包络线法和回归线法得到的有效烃源岩有机碳下限值加权平均，得到有效烃源岩有机碳含量下限值。
中国专利(CN108717211B)公开了一种少井地区有效烃源岩丰度的预测方法包括以下步骤：
(1)采用油源对比分析烃源岩样本与原油样本，确定研究区内主力烃源岩发育地层；
(2)有效烃源岩厚度及分布的获取：利用录井岩屑资料，得到所述主力烃源岩发育地层的单井泥岩百分比；采用时深转化将测井数据从深度域转化为时间域，得到单井地震属性，以单井泥岩百分比为因变量，以单井地震属性为自变量，建立地震属性与泥岩百分比之间的线性预测模型；将所述线性预测模型应用于主力烃源岩发育地层，得到主力烃源岩发育地层泥岩百分比的预测结果；利用地震解释技术，得到主力烃源岩发育地层的总厚度，所述主力烃源岩发育地层的总厚度与所述主力烃源岩发育地层泥岩百分比预测结果相乘得到研究区有效烃源岩的厚度及分布；
(3)有效烃源岩TOC含量分布的获取：
采用岩石热解地球化学分析确定主力烃源岩发育地层TOC下限值；将单井TOC含量与测井曲线值进行相关分析，选取有效测井曲线，建立单井TOC含量与有效测井曲线之间的多元回归预测模型；将所述多元回归预测模型应用于主力烃源岩发育地层，得到主力烃源岩发育地层TOC分布曲线；
利用测井曲线计算得到地球物理参数曲线，对所述主力烃源岩发育地层的TOC分布曲线与地球物理参数曲线进行相关分析，基于最小二乘原理，建立一元拟合方程；利用地球物理反演技术，反演得到各地球物理参数数据体，并依据所述一元拟合方程将所述地球物理参数数据体转化成为主力烃源岩发育地层TOC数据体；剔除所述主力烃源岩发育地层TOC数据体中TOC值<主力烃源岩发育地层TOC下限值的数据，得到研究区有效烃源岩TOC含量分布图；
(4)有效烃源岩Ro分布的获取：根据研究区镜质体反射率Ro的平面等值线图，圈定2>Ro>0.5的区域，得到研究区有效烃源岩Ro分布图。
而目前，尚未有关于有效烃源岩有机相的定量分类方法的报道。
发明内容
本发明主要目的是提供一种可以对有效烃源岩有机相进行定量分类的方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：一种有效烃源岩有机相的定量分类方法，即以有效烃源岩有机碳(TOC)含量下限为基础，以有机碳(TOC)含量差值为母因子，通过灰色关联计算各分类参数权重系数和综合得分，根据综合得分对有效烃源岩有机相进行分类。该方法通过以下技术步骤实现的：
有效烃源岩有机相的定量分类方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：利用烃源岩有机碳含量与残留烃含量关系确定有效烃源岩下限值；
步骤二：利用测井资料，建立烃源岩有机碳含量预测模型，并对单井烃源岩有机碳含量进行预测，获得单井连续TOC值分布曲线；
步骤三：利用步骤二获得的单井连续TOC值分布曲线，结合步骤一确定的有效烃源岩下限值，确定有效烃源岩垂向分布层段，统计有效烃源岩的厚度；
步骤四：利用灰色关联分析法，分析子因素与母因素之间的关联系数和关联度，确定各控制因素的权重系数；
步骤五：建立有效烃源岩有机相分类评价公式，根据有机相综合分类评价参数对有效烃源岩的有机相进行分类。
步骤二中烃源岩有机碳含量预测模型为：TOC＝aAC+blgRT+c
式中：a,b,c为待定系数；AC为声波时差，μs/m；RT为电阻率，Ω·m。
所述烃源岩有机碳含量预测模型的建立方法为：对单井的测井资料进行综合解释处理，然后利用GR曲线，识别出GR值较高的泥岩层段，去除非泥岩层段，然后利用AC和RT曲线叠合，去除两个曲线重合的非烃源岩层段，划分出烃源岩层段，在划分出的烃源岩层段中，使用连续分布的测井值(图3中GR、AC和RT栏所示)及步骤二中的烃源岩有机碳含量预测模型，计算获得单井连续TOC值分布曲线(图3预测TOC栏曲线所示)。
步骤四中以有机碳含量差值为母因素，以有机地化类指标，有机岩石学类指标，沉积环境特征指标为子因素。
有机地化类指标包括有机质丰度类参数，有机质类型类参数以及有机质成熟度类指数；有机岩石学类指标包括有机岩石类型类参数，显微组分含量；沉积环境特征指标包括表征水动力条件参数，氧化还原程度参数。
步骤四中还包括对母因素和子因素进行归一化处理。
步骤四中根据下列公式计算各控制因素的权重系数：
式中：C为关联系数；M为绝对差值的最大值；a为绝对差值的最小值；Δt(i)为t数据点i个评价参数相对母因素的绝对差值；μ为分辨系数；n为参与评价数据点的数目；m为参与分类评价参数的个数；βi为权重系数。
步骤五有效烃源岩有机相分类评价公式为：
式中：HEI为有效烃源岩有机相综合分类评价参数；βi为权重系数；Xi为评价参数；n为参与评价数据点的数目；m为参与分类评价参数的个数。
根据公式4得到的有效烃源岩有机相综合分类评价参数HEI数值大小将有机相划分为五类：即当HEI>0.5时，为A型有机相，该类有机相对应的岩性为深灰、灰黑色油页岩和泥页岩，发育在深湖-半深湖相水体深的缺氧环境中，烃源岩品质(有机质丰度、类型和成熟度)均很高，为生排烃潜力最高的有机相类型，为勘探最优目标区；当0.3<HEI<0.5时，为B型有机相，该类有机相对应的岩性为深灰、灰黑色泥页岩，发育在半深湖相水体较深的半缺氧环境中，烃源岩品质较好，为生排烃潜力较高的有机相类型，仅次于A型有机相；当0.1<HEI<0.3时，为C型有机相，该类有机相对应的岩性为深灰、灰色泥岩，发育在半深湖、浅湖相水体中等的弱还原环境中，烃源岩品质中等，为生排烃潜力中等的有机相类型；当0.05<HEI<0.1时，为D型有机相，该类有机相对应的岩性为灰色泥岩，发育在浅湖相水体较浅的弱氧化-弱还原环境中，烃源岩品质较差，为生排烃潜力较低的有机相类型；当HEI<0.05时，为E型有机相，该类有机相对应的岩性为浅灰、褐色泥岩，发育在滨浅湖相水体浅的弱氧化环境中，烃源岩品质差，为生排烃潜力最低的有机相类型。由A型有机相至E型有机相，有机相类型逐渐变差，对油气成藏的贡献逐渐变小。
本发明有效烃源岩有机相的定量分类方法，通过利用烃源岩的岩心、地球化学和测井等资料，在对烃源岩的有机地球化学特征、有机岩石学特征及沉积环境特征分析的基础上，利用烃源岩有机碳(TOC)含量与残留烃(S1)含量关系确定有效烃源岩(烃源岩排烃)下限值，然后根据测井资料建立烃源岩TOC预测模型并对单井TOC值进行预测，识别有效烃源岩(TOC差值大于零)，对各控制因素(包括有机地球化学指标，比如有效烃源岩的有机碳(TOC)含量、生烃潜量(S1+S2)、氢指数(IH)、有机质类型及成熟度等；有机岩石学指标，比如有机岩石类型、有机显微组分含量及类型等；沉积环境特征指标，比如水动力条件和氧化还原程度等)进行归一化处理后，以有机碳(TOC)含量差值为母因素，其他因素为子因素进行灰色关联分析，确定各控制因素的权重系数，各评价参数的权重系数，然后乘以对应的评价参数，获得各参数单项权衡分数，将各参数单项权衡分数相加即可得到各评价数据点的有效烃源岩有机相综合分类评价参数，最后根据有效烃源岩有机相综合分类评价参数实现了有机相类型的定量分类评价。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
本发明有效烃源岩有机相定量分类评价方法，避免了因定性评价过程中主观因素影响过高及处于过渡区的有效烃源岩有机相无法精确分类的问题，提高了分类评价精度，为下一步油气成藏分析提供基础和依据。
附图说明
图1为本发明实施例有效烃源岩TOC下限值分析图；
图2为本发明实施例烃源岩TOC测井预测模型建立流程图；
图3为本发明实施例有效烃源岩识别模式图；
图4为本发明实施例利用灰色关联法建立有效烃源岩有机相定量分类评价流程；
图5为本发明实施例有效烃源岩有机相平面分布图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例一种有效烃源岩有机相的定量分类方法
所述有效烃源岩有机相的定量分类方法，包括以下步骤：
(1)利用烃源岩有机碳含量与残留烃含量关系确定有效烃源岩下限值：
如图1所示，作烃源岩有机碳(TOC)含量与残留烃(S1)含量关系图，图中拐点对应的TOC值即为烃源岩开始排烃的TOC下限值，即有效烃源岩TOC下限值；
(2)利用测井资料，建立烃源岩有机碳含量预测模型，并对单井烃源岩有机碳含量进行预测，获得单井连续TOC值分布曲线：
如图2所示，对单井的测井资料进行综合解释处理，然后利用GR曲线，识别出GR值较高的泥岩层段，去除非泥岩层段，然后利用AC和RT曲线叠合，去除两个曲线重合的非烃源岩层段，划分出烃源岩层段；获得的单井连续TOC值分布曲线；
(3)如图3所示，利用步骤(2)获得的单井连续TOC值分布曲线，结合步骤(1)确定的有效烃源岩TOC下限值，确定有效烃源岩垂向分布层段，统计有效烃源岩的厚度(预测TOC值与有效烃源岩TOC下限值之差大于0)；
(4)利用灰色关联分析法，分析子因素与母因素之间的关联系数和关联度，确定各控制因素的权重系数
如图4所示，利用灰色关联分析法，以烃源岩有机碳(TOC)含量差值为母因素，以有机地化类指标(包括有机质丰度类参数，如生烃潜量S1+S2等；有机质类型类参数，如氢指数、最高热解峰温Tmax等；有机质成熟度类指数，如镜质体反射率Ro等)、有机岩石学类指标(包括有机岩石类型类参数，如生源参数等；显微组分含量，如惰性组、壳质组、腐泥组及镜质组含量等)、沉积环境特征指标(如表征水动力条件参数，如水体深度等；氧化还原程度参数，如钍元素与铀元素的比值等)为子因素，对上述因素进行归一化处理；通过分析子因素与母因素之间的关联系数和关联度，确定各控制因素的权重系数。
根据下列公式计算各控制因素的权重系数：
式中：C为关联系数；M为绝对差值的最大值；a为绝对差值的最小值；Δt(i)为t数据点i个评价参数相对母因素的绝对差值；μ为分辨系数；n为参与评价数据点的数目；m为参与分类评价参数的个数；βi为权重系数。
(5)根据步骤(4)确定有效烃源岩有机相定量分类评价公式，所述公式为：
式中：HEI为有效烃源岩有机相综合分类评价参数；βi为权重系数；Xi为评价参数；n为参与评价数据点的数目；m为参与分类评价参数的个数。
计算单井的有机相综合分类评价参数，将有机相分为5类，然后进一步作出有效烃源岩有机相平面分布图，如图5所示。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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