本发明涉及一种基于指示曲线重构的页岩油岩性评价方法，属于非常规油气开发技术领域。
背景技术：
页岩也叫细粒沉积岩，是指粒级<0.0625mm的颗粒含量大于50％的沉积岩，主要由黏土(粒径<0.004mm)、粉砂(0.004～0.0625mm)等陆源碎屑颗粒或盆地内生的碳酸盐、生物硅质、磷酸盐等颗粒组成，主要岩性为泥页岩、粉砂岩、碳酸盐岩及其过渡岩类。
页岩的岩性多样，矿物成分复杂、有机质丰度高、孔隙类型多样，具有自生自储原地残留成藏或近距离运聚成藏的特点。岩心分析资料反映页岩矿物成分及含量的变化对含油性及脆性等都有很大影响，如何有效开展岩性精细评价是页岩开发过程中面临的难题。
技术实现要素：
本发明要解决技术问题是：提供一种可有效开展页岩岩性精细评价的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于指示曲线重构的页岩油岩性评价方法，包括以下步骤：
步骤一、对页岩完钻井进行测井，得到若干测井曲线，所述测井曲线包括自然伽马曲线、补偿声波曲线、补偿密度曲线和补偿中子曲线；
步骤二、对页岩中的三种主要矿物成分，分别是黏土矿物、碳酸盐矿物和长英质矿物，从所述测井曲线中选取黏土矿物对应的敏感测井曲线为自然伽马曲线与补偿中子曲线，碳酸盐岩矿物对应的敏感测井曲线为自然伽马曲线、补偿密度曲线和补偿声波曲线；
步骤三、选定区域稳定泥岩段作为标准层，通过计算得到黏土矿物指示曲线1、黏土矿物指示曲线2、碳酸盐岩类矿物指示曲线1、碳酸盐岩类矿物指示曲线2；其中：
黏土矿物指示曲线1：nt1＝(gr-grmin)/(grmax-grmin)；
黏土矿物指示曲线2：nt2＝cn/cn标准层；
碳酸盐岩矿物指示曲线1：ts1＝(ac/ac标准层)*(gr-grmin)/(grmax-grmin)；
碳酸盐岩矿物指示曲线2：ts2＝(den/den标准层)/((gr-grmin)/(grmax-grmin))；
式中，gr为自然伽马曲线，den为补偿密度曲线，cn为补偿中子曲线，ac为补偿声波曲线，grmin为自然伽马曲线的最小值，grmax为自然伽马曲线的最大值，den标准层为补偿密度曲线在标准层的数值，cn标准层为补偿中子曲线在标准层的数值，ac标准层为补偿声波曲线在标准层的数值；
步骤四、建立页岩矿物体积模型，即黏土矿物含量 碳酸盐岩矿物含量 长英质矿物含量＝100；利用多元回归法确定每一种主要矿物成分的含量，方法如下：
黏土矿物含量＝100.527×nt1 0.44nt2 0.775；
碳酸盐岩矿物含量＝-24.83*ts1 38.07*log(ts2) 54.89；
长英质矿物含量＝100-碳酸盐岩矿物含量-黏土矿物含量；
式中，nt1为黏土矿物指示曲线1，nt2为黏土矿物指示曲线2，ts1为碳酸盐岩矿物指示曲线1，ts2为碳酸盐岩矿物指示曲线2；
步骤五、根据主要矿物成分的含量采用三端元命名法划分页岩的岩性。
本发明中三端元命名法为现有技术，可参考公开号为cn106469257a(名称为：一种基于三端元矿物含量的混合沉积岩石分类命名方法)的中国专利或者其他相关文献，在此不再赘述。在实施时，按照长英质矿物(长石 石英)、黏土矿物和碳酸盐岩矿物(方解石 白云石)含量的相对多少把页岩划分为碳酸盐岩(碳酸盐岩矿物含量大于50％)、黏土岩(黏土矿物含量大于50％)、细粒长英沉积岩(长英质矿物含量大于50％)和细粒混合沉积岩(三端元矿物含量均小于50％)。
本发明对现有技术的主要贡献在于通过测井曲线找出主要矿物成分对应的敏感测井曲线，从而准确、有效计算页岩主要矿物成分的含量，能够对页岩的岩性进行精细评价。与现有的技术相比，本发明具有以下有益效果：1)本发明方法基于取心段岩心分析联测数据，计算结果能够反映待评价井的岩性真实特征，大大提高了利用测井曲线评价页岩岩性的准确性；2)利用本发明方法可以有效开展矿物含量精细计算及自动连续识别岩性，为页岩综合评价及后期压裂提供支撑，提高页岩油气开发的油气产量和开发效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例中黏土矿物指示曲线1与岩心分析黏土矿物含量相关性分析图。
图2是本发明实施例中黏土矿物指示曲线2与岩心分析黏土矿物含量相关性分析图。
图3是本发明实施例中碳酸盐岩矿物指示曲线1与岩心分析碳酸盐岩矿物含量关系图。
图4是本发明实施例中碳酸盐岩矿物指示曲线2与岩心分析碳酸盐岩矿物含量关系图。
图5是本发明实施例中页岩段岩性的评价成果图。
具体实施方式
实施例
本实施例以代号为c45x1的某井为例进行说明，本实施例的基于指示曲线重构的页岩油岩性评价方法，包括以下步骤：
步骤一、对页岩完钻井进行测井，得到若干测井曲线，所述测井曲线包括自然伽马曲线、补偿声波曲线、补偿密度曲线、补偿中子曲线。测井为现有技术，测井曲线可根据现有的测量设备来获得。
步骤二、对页岩的三种主要矿物成分，分别是黏土矿物、碳酸盐矿物和长英质矿物，从所述测井曲线中选取黏土矿物对应的敏感测井曲线为自然伽马曲线与补偿中子曲线，碳酸盐岩矿物对应的敏感测井曲线为自然伽马曲线、补偿密度曲线和补偿声波曲线。
主要矿物成分对应的敏感测井曲线是指对该主要矿物成分及含量变化区别度较高的测井曲线，可通过相关性计算获得，相关性计算为现有技术，不再赘述。
通过取心段岩心化验分析结果确定页岩的主要矿物组分，全岩x射线衍射分析表明，该区沙一下段页岩矿物成分为石英、钾长石、斜长石、方解石、白云石、铁白云石、文石、黏土、黄铁矿、菱铁矿。其中长英质(石英 长石)、碳酸盐岩(方解石 白云石)、黏土为页岩三种主要矿物，但每种主要矿物成分含量一般均小于30％，石英 长石等长英质平均含量21.3％，方解石 白云石等碳酸盐岩矿物平均含量为33.9％，黏土矿物平均含量为29.1％。由此确定该区页岩的主要矿物成分(一般含量大于20％)为长英质矿物、碳酸盐岩质矿物、黏土质矿物三大类。另外，根据申请人的统计分析，对于国内外页岩来说，主要矿物成分均为长英质矿物、碳酸盐岩质矿物、黏土质矿物三大类。
页岩中随着黏土矿物含量的增高，自然伽马曲线的数值明显变大，补偿中子曲线的数值变大；随着碳酸盐岩矿物含量的增加，补偿声波曲线的数值减小，补偿密度曲线的数值明显增加，自然伽马曲线的数值变小。因此，本实施例确定黏土矿物对应的敏感曲线为自然伽马曲线与补偿中子曲线，碳酸盐岩矿物对应的敏感曲线为自然伽马曲线、补偿密度曲线和补偿声波曲线。
步骤三、选定区域稳定泥岩段作为标准层，通过计算得到黏土矿物指示曲线1、黏土矿物指示曲线2、碳酸盐岩类矿物指示曲线1、碳酸盐岩类矿物指示曲线2；其中：
黏土矿物指示曲线1：nt1＝(gr-grmin)/(grmax-grmin)；
黏土矿物指示曲线2：nt2＝cn/cn标准层；
碳酸盐岩矿物指示曲线1：ts1＝(ac/ac标准层)*(gr-grmin)/(grmax-grmin)；
碳酸盐岩矿物指示曲线2：ts2＝(den/den标准层)/((gr-grmin)/(grmax-grmin))；
式中，gr为自然伽马曲线，den为补偿密度曲线，cn为补偿中子曲线，ac为补偿声波曲线，grmin为自然伽马曲线的最小值，grmax为自然伽马曲线的最大值，den标准层为补偿密度曲线在标准层的数值，cn标准层为补偿中子曲线在标准层的数值，ac标准层为补偿声波曲线在标准层的数值。
选取区域稳定泥岩段作为标准层，通过读取本井相应标准层段对应的敏感测井曲线数值，和敏感曲线组合可用于消除由于测井仪器等不同造成的误差。
本实施例中，补偿声波曲线在标准层的数值为350us/m，补偿密度曲线在标准层的数值为2.5g/cm3，补偿中子曲线在标准层的数值为36pu，页岩段自然伽马曲线的最大值为120api、最小值35api。
步骤四、利用上述四条矿物指示曲线采用多元回归法分别建立黏土矿物和碳酸盐岩矿物的定量解释模型，根据确定的体积模型，即黏土矿物含量 碳酸盐岩矿物含量 长英质矿物含量含量＝100，长英质矿物含量根据该体积模型直接计算得出，从而确定每一主要矿物成分的含量，具体如下：
黏土矿物含量＝100.527×nt1 0.44nt2 0.775；
碳酸盐岩矿物含量＝-24.83*ts1 38.07log(ts2) 54.89；
长英质矿物含量＝100-碳酸盐岩矿物含量-黏土矿物含量；
式中，nt1为黏土矿物指示曲线1，nt2为黏土矿物指示曲线2，ts1为碳酸盐岩矿物指示曲线1，ts2为碳酸盐岩矿物指示曲线2。
图1所示为黏土矿物指示曲线1与岩心分析黏土矿物含量相关性分析图，图2所示为黏土矿物指示曲线2与岩心分析黏土矿物含量相关性分析图，图3所示为碳酸盐岩矿物指示曲线1与岩心分析碳酸盐岩矿物含量关系图，图4所示为碳酸盐岩矿物指示曲线2与岩心分析碳酸盐岩矿物含量关系图。由图1-4可知，本步骤所确定的四条指示曲线与对应矿物之间具有较好的相关性，可有效提高矿物含量的计算精度。
步骤五、根据主要矿物成分的含量采用三端元命名法划分页岩的岩性。
根据利用计算得到的主要矿物含量，采用三端元命名法，按照长英质矿物(长石 石英)、黏土矿物和碳酸盐岩矿物(方解石 白云石)含量的相对多少把页岩划分为碳酸盐岩、黏土岩、细粒长英沉积岩和细粒混合沉积岩。其中：碳酸盐岩(方解石和白云石)矿物含量大于50％时为碳酸盐岩；黏土矿物含量大于50％时为黏土岩；长英质(长石和石英)矿物含量大于50％时为细粒长英沉积岩；三端元矿物含量均小于50％时为细粒混合沉积岩。采用三端元命名法，根据计算的长英质矿物、黏土矿物和碳酸盐岩矿物含量多少进行岩性划分，由此就识别出本井页岩段岩性。
图5为c45x1井页岩段的岩性评价成果图，如图5所示，本井页岩段主要的岩性为细粒混合沉积岩，其次为碳酸盐岩。
本发明方法可大大提高利用测井资料计算页岩矿物含量精度，同时可以有效开展岩性连续自动识别，为后续综合评价、压裂段和压裂簇的选取提供可靠成果。
本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种基于指示曲线重构的页岩油岩性评价方法，包括以下步骤：
步骤一、对页岩完钻井进行测井，得到若干测井曲线，所述测井曲线包括自然伽马曲线、补偿声波曲线、补偿密度曲线和补偿中子曲线；
步骤二、对页岩中的三种主要矿物成分，分别是黏土矿物、碳酸盐矿物和长英质矿物，从所述测井曲线中选取黏土矿物对应的敏感测井曲线为自然伽马曲线与补偿中子曲线，碳酸盐岩矿物对应的敏感测井曲线为自然伽马曲线、补偿密度曲线和补偿声波曲线；
步骤三、选定区域稳定泥岩段作为标准层，通过计算得到黏土矿物指示曲线1、黏土矿物指示曲线2、碳酸盐岩类矿物指示曲线1、碳酸盐岩类矿物指示曲线2；其中：
黏土矿物指示曲线1：nt1＝(gr-grmin)/(grmax-grmin)；
黏土矿物指示曲线2：nt2＝cn/cn标准层；
碳酸盐岩矿物指示曲线1：ts1＝(ac/ac标准层)*(gr-grmin)/(grmax-grmin)；
碳酸盐岩矿物指示曲线2：ts2＝(den/den标准层)/((gr-grmin)/(grmax-grmin))；
式中，gr为自然伽马曲线，den为补偿密度曲线，cn为补偿中子曲线，ac为补偿声波曲线，grmin为自然伽马曲线的最小值，grmax为自然伽马曲线的最大值，den标准层为补偿密度曲线在标准层的数值，cn标准层为补偿中子曲线在标准层的数值，ac标准层为补偿声波曲线在标准层的数值；
步骤四、建立页岩矿物体积模型，即黏土矿物含量 碳酸盐岩矿物含量 长英质矿物含量＝100；利用多元回归法确定每一种主要矿物成分的含量，方法如下：
黏土矿物含量＝100.527×nt1 0.44nt2 0.775；
碳酸盐岩矿物含量＝-24.83*ts1 38.07*log(ts2) 54.89；
长英质矿物含量＝100-碳酸盐岩矿物含量-黏土矿物含量；
式中，nt1为黏土矿物指示曲线1，nt2为黏土矿物指示曲线2，ts1为碳酸盐岩矿物指示曲线1，ts2为碳酸盐岩矿物指示曲线2；
步骤五、根据主要矿物成分的含量采用三端元命名法划分页岩的岩性。
2.根据权利要求1所述的基于指示曲线重构的页岩油岩性评价方法，其特征在于：步骤五中，采用三端元命名法划分页岩的岩性时，若碳酸盐岩矿物含量大于50％时为碳酸盐岩；若黏土矿物含量大于50％时为黏土岩，若长英质矿物含量大于50％时为细粒长英沉积岩，否则为细粒混合沉积岩。
技术总结