陆棚沉积亚相确定方法及装置

技术领域

本申请涉及页岩油与页岩气勘探开发技术领域，尤其涉及一种陆棚沉积亚相确定方法及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

陆棚相位于风暴浪基面至水深200m的陆架区域，其沉积环境稳定，黑色页岩发育。根据水体深浅和水体氧化还原条件，陆棚相可进一步细分为贫氧陆棚(或称为内陆棚)，准贫氧陆棚(或称为中陆棚)和缺氧陆棚(或称为外陆棚)3个亚相。其中，准贫氧陆棚和缺氧陆棚沉积亚相水体相对较深，水体含氧量相对较低。页岩油气勘探实践证实，准贫氧陆棚和缺氧陆棚沉积亚相富有机质页岩发育，水平井单井产量和单井EUR高。

一直以来，人们主要根据页岩颜色，沉积构造和古遗迹化石等标志来区分陆棚相各沉积亚相。然而，由于黑色页岩颜色差异小，沉积构造少，古遗迹化石缺失，故不同沉积亚相区分难度大，富有机质页岩寻找难度大。一些学者试图通过测试页岩岩心的U和Th元素含量来区分不同沉积亚相。然而，由于钻井取心资料少，U和Th元素含量测试成本高，故平面推广难度大、适用范围十分有限。

发明内容

本申请实施例提供一种陆棚沉积亚相确定方法，该方法使用成本低，平面推广难度小且适用范围广泛，可以明确富有有机质页岩分布和陆棚沉积亚相展布，为优选有利区带和开采目标提供依据，该方法包括：

获取从标准井的测井数据中提取的测井铀(U)元素含量和测井钍(Th)元素含量，以及从标准井所在研究区目标层段页岩岩心样品测量得到的岩心U元素含量和岩心Th元素含量；

计算岩心U元素含量与岩心Th元素含量的第一比值，以及测井U元素含量与测井Th元素含量的第二比值；

根据第一比值和第二比值确定对于第二比值的校正公式；利用校正公式校正从研究区每口井的测井数据中提取的U元素含量和Th元素含量的第三比值；

利用研究区中所有井校正后的第三比值，以及U元素含量与Th元素含量的比值与不同陆棚沉积亚相的对应关系对研究区进行子区域划分，确定不同子区域对应的陆棚沉积亚相。

本申请实施例还提供一种陆棚沉积亚相确定装置，该装置使用成本低，平面推广难度小且适用范围广泛，可以明确富有有机质页岩分布和陆棚沉积亚相展布，为优选有利区带和开采目标提供依据，该装置包括：

获取模块，用于获取从标准井的测井数据中提取的测井U元素含量和测井Th元素含量，以及从标准井所在研究区目标层段页岩岩心样品测量得到的岩心U元素含量和岩心Th元素含量；

计算模块，用于计算获取模块获取的岩心U元素含量与岩心Th元素含量的第一比值，以及测井U元素含量与测井Th元素含量的第二比值；

校正模块，用于根据计算模块计算得到的第一比值和第二比值确定对于第二比值的校正公式；利用校正公式校正从研究区每口井的测井数据中提取的U元素含量和Th元素含量的第三比值；

确定模块，用于利用研究区中所有井经校正模块校正后的第三比值，以及U元素含量与Th元素含量的比值与不同陆棚沉积亚相的对应关系对研究区进行子区域划分，确定不同子区域对应的陆棚沉积亚相。

本申请实施例中，利用从研究区目标层段页岩岩心样品测量得到的U元素含量和Th元素含量的第一比值校正从测井数据中得到的测井U元素含量和Th元素含量的第二比值，将利用岩心U元素含量与Th元素含量比值确定陆棚沉积亚相的方法应用至测井数据中。这样一来，就可以通过获取成本低，平面推广难度小且适用范围广泛的测井数据确定陆棚沉积亚相的展布，明确了富有有机质页岩分布，为优选有利区带和开采目标提供依据。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请实施例中一种陆棚沉积亚相确定方法的流程图；

图2为本申请实施例中利用第一比值和第二比值编制的正交关系图；

图3为本申请实施例中一种以0.25为间隔编制的U元素含量与Th元素含量比值的等值线图；

图4为本申请实施例中一种陆棚沉积亚相平面分布图；

图5为本申请实施例中一种陆棚沉积亚相确定装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。

近年来，页岩测井技术取得巨大进步，其不仅能有效测定页岩孔隙度和有机质含量，还能准确测定U和Th元素含量。相对于岩心资料，测井资料获得成本低，资料多，适用范围广，其在陆棚沉积亚相划分中应用前景广阔。

本申请实施例中提供了一种陆棚沉积亚相确定方法，如图1所示，该方法包括步骤101至步骤104：

步骤101、获取从标准井的测井数据中提取的测井U元素含量和测井Th元素含量，以及从标准井所在研究区目标层段页岩岩心样品测量得到的岩心U元素含量和岩心Th元素含量。

其中，标准井要求其岩心完整，包含U元素和Th元素含量的测井数据齐全，且同时具有岩心数据和测井数据。在确定标准井之后，可以以一定距离，如1米，为采样间隔，连续采集目标层段页岩岩心样品至少50件，每件岩心样品均记录深度和编号。为了保证元素分析的正常进行，每件样品的重量至少为50g。

岩心样品中U元素含量和Th元素含量可以利用电感耦合等离子体质谱仪PE300D(ICP-MS)来测量，其测量方法和流程应符合国家标准GB/T14506.30-2010。

步骤102、计算岩心U元素含量与岩心Th元素含量的第一比值，以及测井U元素含量与测井Th元素含量的第二比值。

在测量得到岩心U元素含量和Th元素含量之后，可以利用Microsoft excel软件来计算各件岩心样品的U元素含量和Th元素含量的第一比值。

由于测井数据的数据量较大，为了便于测井U元素含量和测井Th元素含量导入Microsoft Excel软件，可以先将测井U元素含量和测井Th元素含量加载进石文软件，借助石文软件将测井U元素含量和测井Th元素含量导入Microsoft Excel软件，之后利用Microsoft Excel软件计算第二比值。

示例性的，下表一中给出了某目标层段岩心数据和测井数据中U元素含量和Th元素含量及相应元素含量比值，其中U/Th表示U元素含量与Th元素含量的比值。

表一

步骤103、根据第一比值和第二比值确定对于第二比值的校正公式；利用校正公式校正从研究区每口井的测井数据中提取的U元素含量和Th元素含量的第三比值。

具体的，可以利用Microsoft Excel软件编制第一比值和第二比值的正交关系图；根据正交关系图确定对于第二比值的校正公式。示例性的，根据表一中数据做出的正交关系图如图2所示，通过图2得到的校正公式为Y＝1.0206x-2E

考虑到目标层段的厚度较厚，测井数据中可能包括同一个目标层段不同厚度的U元素含量和Th含量，且不同厚度的U元素含量和Th元素含量可能不完全相同，在本申请实施例中，在获取从研究区其他井的测井数据之后，从每口井的测井数据中提取得到至少两个U元素含量与Th元素含量的第四比值；计算每口井的至少两个第四比值的平均值，得到每口井的测井数据中提取的U元素含量和Th元素含量的第三比值，将第三比值作为该口井的U元素含量与Th元素含量的比值。

步骤104、利用研究区中所有井校正后的第三比值，以及U元素含量与Th元素含量的比值与不同陆棚沉积亚相的对应关系对研究区进行子区域划分，确定不同子区域对应的陆棚沉积亚相。

其中，U元素含量与Th元素含量的比值与不同陆棚沉积亚相的对应关系为：U元素含量与Th元素含量的比值大于等于0.75小于1.0的区域为贫氧陆棚区；U元素含量与Th元素含量的比值大于等于1.0小于1.25的区域为准贫氧陆棚区；U元素含量与Th元素含量的比值大于等于1.25的区域为缺氧陆棚区。

利用研究区中所有井校正后的第三比值，以及U元素含量与Th元素含量的比值与不同陆棚沉积亚相的对应关系对研究区进行子区域划分，确定不同子区域对应的陆棚沉积亚相，具体可以执行为：将每口井校正后的第三比值标注在平面图中相应井的位置；将等值线图中大于等于0.75小于1.0的子区域确定为贫氧陆棚区，大于等于1.0小于1.25的子区域确定为准贫氧陆棚区，大于等于1.25的子区域确定为缺氧陆棚区。

示例性的，标注后的平面图参见图3，图3中数据如1.34、1.36、1.42、0.93等均是第三比值；之后，在标注后的平面图上，以0.25为间隔编制U元素含量与Th元素含量比值的等值线图，利用等值线将研究区划分为不同子区域，参见图3，其中标注了1.0、1.25、0.75、0.5的线均为等值线，从图中可以看出，等值线将研究区划分成了多个子区域。

在图3中等值线划分的子区域中标注上陆棚沉积亚相，则得到图4所示的陆棚沉积亚相的平面分布图，可见，通过本申请实施例中提供的陆棚沉积亚相确定方法可以明确得到不同陆棚沉积亚相所在区域。

需要说明的是，在利用每口井校正后的第三比值编制等值线图时，采用了插值的方法确定等值线所穿过的点。

本申请实施例中，利用从研究区目标层段页岩岩心样品测量得到的U元素含量和Th元素含量的第一比值校正从测井数据中得到的测井U元素含量和Th元素含量的第二比值，将利用岩心U元素含量与Th元素含量比值确定陆棚沉积亚相的方法应用至测井数据中。这样一来，就可以通过获取成本低，平面推广难度小且适用范围广泛的测井数据确定陆棚沉积亚相的展布，明确了富有有机质页岩分布，为优选有利区带和开采目标提供依据。

本申请实施例还提供了一种陆棚沉积亚相确定装置，如图5所示，该装置500包括获取模块501、计算模块502、校正模块503和确定模块504。

其中，获取模块501，用于获取从标准井的测井数据中提取的测井铀U元素含量和测井钍Th元素含量，以及从标准井所在研究区目标层段页岩岩心样品测量得到的岩心U元素含量和岩心Th元素含量。

计算模块502，用于计算获取模块501获取的岩心U元素含量与岩心Th元素含量的第一比值，以及测井U元素含量与测井Th元素含量的第二比值。

校正模块503，用于根据计算模块502计算得到的第一比值和第二比值确定对于第二比值的校正公式；利用校正公式校正从研究区每口井的测井数据中提取的U元素含量和Th元素含量的第三比值。

确定模块504，用于利用研究区中所有井经校正模块503校正后的第三比值，以及U元素含量与Th元素含量的比值与不同陆棚沉积亚相的对应关系对研究区进行子区域划分，确定不同子区域对应的陆棚沉积亚相。

在本申请实施例的一种实现方式中，校正模块503，用于：

编制第一比值和第二比值的正交关系图；

根据正交关系图确定对于第二比值的校正公式。

在本申请实施例的一种实现方式中，

获取模块501，还用于获取从研究区其他井的测井数据。

获取模块501，还用于从每口井的测井数据中提取得到至少两个U元素含量与Th元素含量的第四比值。

计算模块502，还用于计算每口井的至少两个第四比值的平均值，得到每口井的测井数据中提取的U元素含量和Th元素含量的第三比值。

在本申请实施例的一种实现方式中，U元素含量与Th元素含量的比值与不同陆棚沉积亚相的对应关系为：U元素含量与Th元素含量的比值大于等于0.75小于1.0的区域为贫氧陆棚区；U元素含量与Th元素含量的比值大于等于1.0小于1.25的区域为准贫氧陆棚区；U元素含量与Th元素含量的比值大于等于1.25的区域为缺氧陆棚区。

在本申请实施例的一种实现方式中，确定模块504，用于：

将每口井校正后的第三比值标注在平面图中相应井的位置；

在标注后的平面图上，以0.25为间隔编制U元素含量与Th元素含量比值的等值线图，利用等值线将研究区划分为不同子区域；

将等值线图中大于等于0.75小于1.0的子区域确定为贫氧陆棚区，大于等于1.0小于1.25的子区域确定为准贫氧陆棚区，大于等于1.25的子区域确定为缺氧陆棚区。

本申请实施例中，利用从研究区目标层段页岩岩心样品测量得到的U元素含量和Th元素含量的第一比值校正从测井数据中得到的测井U元素含量和Th元素含量的第二比值，将利用岩心U元素含量与Th元素含量比值确定陆棚沉积亚相的方法应用至测井数据中。这样一来，就可以通过获取成本低，平面推广难度小且适用范围广泛的测井数据确定陆棚沉积亚相的展布，明确了富有有机质页岩分布，为优选有利区带和开采目标提供依据。

本申请实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现步骤101至步骤104及其各种实现方式所述的任一方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行步骤101至步骤104及其各种实现方式所述的任一方法的计算机程序。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。