利用聲波時差計算烴源巖排烴效率適用性分析
——以蘇北盆地高郵凹陷阜四段為例

李鶴永

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

利用聲波時差計算烴源巖排烴效率適用性分析
——以蘇北盆地高郵凹陷阜四段為例

李鶴永

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

利用地球化學參數(shù)是計算烴源巖排烴效率的常用方法，但由于鉆井取心成本高、樣點分布局限，其結果難以反映烴源巖排烴的整體情況。通過對比高郵凹陷阜四段利用地球化學參數(shù)和測井聲波兩種方法計算的結果，證實烴源巖測井聲波時差響應與排烴有著密切的關系，聲波時差曲線形態(tài)能夠較好反映烴源巖排烴特征，兩種方法具有較好的一致性。利用測井聲波時差計算烴源巖排烴效率具有一定的合理性和可行性。

排烴效率 地球化學參數(shù) 聲波時差曲線 阜四段 高郵凹陷

烴源巖排烴是一個復雜的地質過程，主要包括生成的烴類從干酪根中得到釋放以及釋放出來的烴類從源巖內經(jīng)過初次運移向外排出兩個連續(xù)的過程[1]。就油氣勘探而言，刻畫排烴差異的平面分布規(guī)律對于評價遠景區(qū)有重要的指導作用。排烴效率是衡量烴源巖排烴差異的有效指標，也稱為排烴系數(shù)，指的是烴源巖排烴量與原始生烴量之比。影響烴源巖排烴效率的地質因素較多，有機質類型、豐度及成熟度是控制排烴作用發(fā)生基礎條件；烴源巖巖性特征、圍巖結構及壓力系統(tǒng)也對排烴過程起著重要的控制作用。

1 利用地球化學參數(shù)計算排烴效率

利用地化參數(shù)計算排烴效率的關鍵是原始有機碳和原始生烴潛量的恢復，國內外許多學者都針對有機質豐度恢復問題進行過研究[2-6]。綜合考慮高郵凹陷的勘探程度及資料情況，本文采用無效碳守恒的方法，即根據(jù)干酪根中無效碳在生烴過程中，其絕對含量保持恒量這一基本原理[7-8]，對阜四段烴源巖原始有機碳進行恢復，具體計算方法請參閱上述文獻，這里不再贅述，進而就可以通過烴源巖熱解分析數(shù)據(jù)計算其排烴效率。

表1為高郵凹陷不同地區(qū)阜四段有效烴源巖熱解參數(shù)及排烴效率計算結果。結果表明，有機質豐度對于排烴強弱的影響相對較??；較低成熟度的烴源巖排烴效率一般較低，如H2井。此外，排烴的效率還與所處烴源巖內部的位置有關，越靠近烴源巖內部排烴效率越低，越靠近邊部排烴效率越高。如X7井，樣點十分靠近烴源巖與戴南組砂巖接觸面，盡管埋藏淺成熟度較低，但也有較高的排烴效率。良好的輸導層(滲透性砂巖和開啟的斷層)可有效促進烴源巖排烴，如ZH86井由于有真②斷層切過該段烴源巖，大大地促進了排烴作用的進行，其排烴效率較高；Y14、X7等井由于烴源巖上覆地層砂巖百分含量較高，排烴作用十分明顯。如果烴源巖和厚層非烴源泥質巖接觸，其排烴作用會受到極大遏制，如HU20井阜四段烴源巖排烴效率只有0.49。該井位于深凹位置，緊鄰阜四段烴源巖之上為大套戴南組棕色泥巖，使得烴源巖內部生成的烴類無法排出，地層壓力高，鉆遇該井段過程中在泥漿柱352 kg/cm2壓力下油氣上竄速度為25.7～30 m/h。

利用地球化學參數(shù)計算排烴效率的方法由于受取心樣品點的限制，計算結果只能反映烴源巖排烴的局部特征，很難開展平面上大范圍排烴差異的對比。

表1 高郵凹陷阜四段烴源巖排烴效率計算參數(shù)

2 測井方法計算烴源巖排烴效率及結 果對比

烴源巖排烴效率的變化不僅反映在地化參數(shù)的變化上，在測井曲線上也有直接的反應，尤其是反映總孔隙度的聲波時差曲線。成熟烴源巖與砂巖并置情況下，其欠壓實特征的消失是排烴現(xiàn)象的重要證據(jù)[9]。烴源巖的孔隙是干酪根熱降解生成的石油的主要賦存空間，因此，烴源巖進入成熟階段時的孔隙空間即是石油所能充滿的最大“可容納空間”(不考慮未熟-低熟階段)。烴源巖中只要有石油排出，烴源巖就會被壓實，其孔隙度亦隨之降低。用烴源巖剛進入成熟階段的孔隙度值減去現(xiàn)今埋深的孔隙度值就是單位烴源巖經(jīng)壓實排出的石油量[10]。

因此，排烴效率也可以由下式確定：

KP=(φo-φz)/φo

式中：φo為烴源巖剛進入成熟階段(Ro=0.65)時的孔隙度值，%；φz為現(xiàn)今烴源巖埋深孔隙度值，%；KP為排烴效率。

φo值可以通過做出烴源巖不同深度鏡質體反射率與測井聲波時差交匯圖計算得出，如圖1，Ro=0.65對應的聲波時差值為360 μs/m，求得φo值為34.57%。對表1各井對應深度讀取聲波時差值，并計算排烴效率，結果如表2所示。地化熱解參數(shù)計算的排烴效率與聲波時差計算的排烴效率絕對值有些差別，但相對大小具有較好的一致性。

圖1 高郵凹陷阜四段烴源巖聲波時差與鏡質體反射率關系

表2 聲波時差法計算烴源巖排烴效率參數(shù)

3 高郵凹陷阜四段烴源巖排烴效率與 油氣分布關系

高郵凹陷深凹帶內鉆遇阜四段地層的井數(shù)很多，從中選出45口井的測井數(shù)據(jù)，分別讀取阜四段聲波時差值。圖2為在以上工作基礎上所作的阜四段烴源巖排烴效率等值線圖，從圖中可以看出，排烴效率較高的地區(qū)主要集中于深凹帶和內斜坡地區(qū)，其中邵伯-真武-曹莊一帶和富民構造兩側排烴效率最高，其次為黃玨-馬家嘴、永安、花莊和周莊地區(qū)，排烴效率的分布與現(xiàn)今的油氣分布趨勢基本一致，說明了利用聲波時差計算排烴效率方法的合理性和可行性。

4 結論

由于鉆井取心成本高，樣點分布局限，用地球化學參數(shù)方法計算烴源巖排烴效率難以反映區(qū)域上排烴差異的變化規(guī)律和細節(jié)。研究表明，烴源巖測井響應與排烴有著密切的關系，聲波曲線能夠間接指示井附近烴源巖的排烴現(xiàn)象，可充分利用測井數(shù)據(jù)多、覆蓋面大的特點，用本文指出的方法可方便計算出烴源巖排烴效率在平面上的變化特征。此種方法簡便實用，可操作性強，在實際應用中有更廣泛的前景。

圖2 高郵凹陷阜四段烴源巖排烴效率等值線

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[4] 陳義才，李延鈞，廖前進，等.烴源巖排烴系數(shù)的一元二次方程及其應用[J].石油地質科技情報，2009，28(3):86-90.

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[8] 肖麗華，孟元林，高大嶺，等.地化錄井中一種新的生排烴量計算方法[J].石油實驗地質，1998，20(1):98-102.

[9] 陳安定，馮武軍.聲波時差指示排烴[J].復雜油氣藏，2010，3(1):1-5.

[10] 關德范，王國力，張金功，等.成烴成藏理論新思維[J].石油實驗地質，2005，27(5):425-432.

(編輯 楊芝文)

Applicability analysis of interval transit time curve for calculatinghydrocarbon expulsion efficiency of source rock:a case of the fourth member of Funing Formation in Gaoyou Sag,Subei Basin

Li Heyong

(Exploration&DevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China)

The hydrocarbon expulsion efficiency of source rock calculated by geochemical parameters is a common method.But the overall condition of hydrocarbon expulsion of the source rock can not be reflected by the calculation result due to the high cost of drilling coring and the limited distribution of sample points.The results calculated by the geochemical parameters and the interval transit time curve were compared in the fourth member of Funing Formation in Gaoyou Sag.It was verified that the logging response has a close relationship with the hydrocarbon expulsion of the source rock.The hydrocarbon expulsion characteristics of the source rock can be preferably reflected by the interval transit time curve pattern.The result calculated by the geochemical parameters is in good agreement with the result calculated by the interval transit time curve.So it is reasonable and feasible the hydrocarbon expulsion efficiency calculated by the interval transit time curve.

hydrocarbon expulsion efficiency;geochemical parameters;interval transit time curve;the fourth member of Funing Formation;Gaoyou Sag

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.02.002

2016-12-19；改回日期：2017-02-25。

李鶴永(1974—)，高級工程師，主要從事油氣勘探地質研究。E-mail：li_heyong@qq.com。

中國石油化工股份有限公司科技項目“蘇北盆地構造體系、演化與成藏研究”(P15077)；中石化江蘇油田分公司科技項目“漢留斷裂帶油氣富集規(guī)律研究及圈閉評價”( JS14001)。

TE122.1

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