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西非下刚果盆地基于三维地震和测井资料的相分析、TOC预测和烃源岩潜力表征

Ayesha Abbas  
【摘要】:近年来,关于细粒沉积岩的勘探日益受到重视。本论文基于对西非下刚果盆地A块和S3块200平方公里地区的三维地震资料解释,对该地区烃源岩潜力进行评价与表征研究。其中该地区地层层位自下往上依次为:盐层、Sendji组、Likouala组、Madingo组和Paloukou组。与粗碎屑沉积物相比,烃源岩等细粒沉积物的勘探与研究较为薄弱,优质烃源岩发育的层段较难确定,因此本文拟通过地震相法、沉积相法及速度法等多种技术方法来预测烃源岩的分布。根据三维地震资料,生成各层位的平面厚度图,并对重点层位进行详细研究。Madingo组主要分为上、下两部分,通过古地貌图及海相烃源岩分布特征的研究,可以有效预测优质烃源岩的分布。通过对有机质富集的沉积发育模式、河道走向、沉积样式等的研究,综合认为该区适合有机质的富集和保存。综合利用地质-地球物理等相分析方法对烃源岩的分布规律、发育模式进行研究。有机质具有独特的物理化学性质,使得烃源岩与非烃源岩的测井响应差别明显。已有研究成果表明,对有机质敏感的测井曲线主要由自然伽马、电阻率、声波、密度中子等曲线,这是利用测井资料识别和评价烃源岩的基础。一般情况下,有机碳含量越高的地层自然伽马测井曲线异常越明显,可据此识别并计算烃源岩的各项指标。深水区的高自然伽马异常值对应于凝结段和高TOC值,比如Plankton组浮游生物含量很高,而浮游生物对广泛存在于海相环境中的铀离子有很强的吸附性,因此海相烃源岩一般为较高的伽马异常。单一的岩相组合无法准确地解释深水细粒岩地层沉积过程,因此本文结合测井曲线、岩相垂向叠置样式、准层序的识别以及横向对比等进行研究。基于GR测井曲线特征和岩相叠加样式进行细粒沉积岩层序划分和地层对比,识别出3种岩相叠加样式,由于其特定的GR曲线响应特征而定义为GRP(gamma-ray patterns),即向上减小型GRP、向上增大型GRP和相对稳定型GRP。1)Likouala组GR曲线为相对稳定型,GR测井值没有明显的变化,可知Likouala组沉积时期海平面相对稳定,没有明显的升降变化。2)Madingo组GR曲线波动明显,从下向上可以划分为3期较大时间尺度的相对海平面升降变化,并且横向上各井之间有着较好的对应关系,可以识别3期较为连续的密集段。3)Paloukou组GR曲线为相对稳定型,GR测井值没有明显的变化,可知Paloukou组沉积时期,海平面相对稳定,没有明显的升降变化。对最大洪泛面的研究表明,高有机质含量的泥岩具有较大的GR值。利用烃源岩地震反射特征进行地震相研究,发现烃源岩地震反射特征差异显著。通过研究烃源岩地震反射特征,如频率、连续性、振幅及厚度等,对识别具有“低频、高连续性、强振幅”等特征的烃源岩具有重要意义。其中,“低频、高连续、强振幅”反映的是一个密集反射段,一般为富含有机质的泥岩类沉积物地震发射;平行-亚平行反射结构主要为深水环境中以水平沉积为主的湖相地层发射特征;反射密集段内无不整合,反映了湖相地层的连续沉积,并且持续沉降,中间无沉降间断或构造运动;反射层段具有一定的厚度、分布范围和足够的埋藏深度,据此可判断泥岩是否进入生油门限和能否成为有效烃源岩。烃源岩的发育与沉积相的空间分布密不可分,地震和测井资料的结合有助于沉积环境、频率、反射样式、振幅以及古地貌等地震性质以及沉积相平面分布。综合利用常规测井资料以及结合多种方法进行TOC预测,主要采用经验法和图解法求解。首先,分析测井参数与TOC的相关性。其次,采用多元回归分析、ΔLog R和schomeker方法计算和解释研究区的结果。结果显示用以上三种方法所得到的结果都不甚理想,因此,本论文设计了人工神经网络(ANN)方法用于TOC的准确预测。结果显示生成的模型减小了相对误差,之后将预测结果与实际数据进行了比较,验证了模型的可靠性。利用测井资料对烃源岩热解得到的地球化学参数进行了标定,结果表明:上白垩统烃源岩层序显示出非常好的烃源岩性质,其干酪根类型为II型干酪根。由于缺乏岩心和其他地球化学数据,因此我们主要采用了测井数据进行烃源岩油气潜力的研究。最终,综合利用地震构造解释、古地貌分析、测井资料分析、岩石热解分析及岩石物理分析(部分薄片)等方法,对西非下刚果盆地Madingo组的相分析、TOC预测和烃源岩潜力表征进行了研究并取得了良好效果。


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