測井方法計(jì)算總有機(jī)碳含量和評價(jià)油頁巖儲(chǔ)層

殼牌、雪佛龍以及其他油公司已經(jīng)對新一代油頁巖開發(fā)技術(shù)進(jìn)行了論證，開發(fā)了用測井資料計(jì)算總有機(jī)碳含量、評價(jià)油頁巖儲(chǔ)量的技術(shù)。

油頁巖實(shí)驗(yàn)室分析技術(shù)。油頁巖巖心分析一般包括礦物分析和化學(xué)成分分析。礦物分析包括骨架密度、總有機(jī)碳含量、礦物成分、58種無機(jī)元素濃度和費(fèi)舍爾低溫干餾分析；化學(xué)分析包括地層主要元素的X射線熒光分析、LECO含硫測定、總有機(jī)碳元素分析、感應(yīng)與等離子體質(zhì)譜分析相結(jié)合的示蹤元素測定。

通過氦比重計(jì)法測定骨架密度，雙光束傅里葉變換紅外光譜（DRFT＿IR）分析確定礦物成分。該分析中參照礦物成分和干酪根標(biāo)準(zhǔn)庫，對中遠(yuǎn)光束的合并譜進(jìn)行了非負(fù)最小二乘法處理。由于沒有一個(gè)較準(zhǔn)確的礦物分析標(biāo)準(zhǔn)，確定礦物含量測量精度非常困難，許多實(shí)驗(yàn)室大都采用多種方法綜合分析礦物成分。

油頁巖巖石物理模型。常規(guī)測井分析模型無法準(zhǔn)確模擬所有的油頁巖中存在的大量成分類似的礦物成分。針對油頁巖地層有必要建立一個(gè)專用模型。DRFT＿IR方法可識(shí)別巖心中的大部分礦物。盡管有些礦物如黃鐵礦在油頁巖中含量沒有硅酸鹽和碳酸鹽含量高，因其含硫量和光電因子都很高，所以必須包含在專用模型中。在專用模型中設(shè)立礦物種類為石英組、黏土組、長石組和碳酸鹽組。模型中其他重要參數(shù)包括光電吸收截面、體積密度、熱中子孔隙度和核磁共振孔隙度。

密度測井和核磁共振測井確定油頁巖總有機(jī)碳含量和費(fèi)舍爾產(chǎn)油率。核磁共振測井曲線結(jié)合密度測井曲線可以確定油頁巖地層干酪根含量。密度孔隙度可認(rèn)為是水與干酪根所填充的孔隙之和。核磁共振測井儀器對孔隙水和黏土束縛水敏感，對礦物和干酪根中的質(zhì)子不敏感。密度測井儀器把干酪根響應(yīng)為孔隙空間的一部分，而核磁共振儀器把干酪根響應(yīng)為顆?？臻g的一部分，因此干酪根孔隙度為密度孔隙度與核磁共振孔隙度之差。干酪根孔隙度可轉(zhuǎn)換為總有機(jī)物含量（TOM）。如果知道了油頁巖儲(chǔ)層干酪根的含碳因子，就可以計(jì)算出總有機(jī)碳含量（TOC）。大量研究表明，總有機(jī)碳含量TOC和費(fèi)舍爾產(chǎn)油率（每噸礦石所產(chǎn)原油加侖數(shù)）測試結(jié)果的相關(guān)關(guān)系為FA＝199×（TOM－0.019）。

能譜測井確定油頁巖總有機(jī)碳含量和費(fèi)舍爾產(chǎn)油率。綜合俘獲核能譜、非彈性核能譜和各礦物成分的地球化學(xué)特性，應(yīng)用閉合歸一化方法可以準(zhǔn)確估算地層總有機(jī)碳含量。把這種有機(jī)碳含量轉(zhuǎn)換成費(fèi)舍爾曲線，與巖心測量的費(fèi)舍爾值相符。該處理過程不受地層中氣的影響，因而可廣泛用于各種非常規(guī)資源評價(jià)中。綜合俘獲能譜和非彈性能譜方法也可用于飽和度確定。（信息來源：Total Organic Carbon and Formation Evaluation with Wireline Logs in the Green River Oil Shale.SPE 147184，2011.曹文杰 肖圣 編譯 李總南 審校）