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[摘 要]作为一种非常重要的地球物理勘探方法，在任何油气田的勘探开发过程中，测井都具有无可替代的作用。通过资料调研以及实际资料分析，页岩气储层定性测井识别主要有三种方法：测井响应特征分析法、曲线对比识别法和介电常数法。页岩气储层的常规测井响应特征一般具有四高两低的特点，即高伽马、高中子、高声波、高电阻率、低密度、低光电效应。曲线对比识别法包括伽马曲线识别法和孔隙度-电阻率曲线重叠法。介电常数法利用感应测井曲线反演得到的介电常数来识别页岩气储层，反演的介电常数在页岩储层段具有高值，在页岩非储层段是低值。
[关键词]页岩气 储层识别 曲线重叠 介电常数
中图分类号：F274；F426.22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0048-02
0 引言
較常规页岩而言，在含气页岩层，受矿物组成、有机质以及气态烃的影响，其测井响应与常规储层测井响应有明显的差异。因此，可从测井曲线特征上对页岩气储层定性识别。
1 页岩气储层的常规测井响应特征
在页岩气储层，常规测井响应一般出现四高两低的特征，具体表现如下[1，2]：
1）井径测井曲线：受泥质吸水膨胀的影响，井径曲线在页岩层显示高值，即扩径。有机质含量的增加会进一步导致井径扩径；
2）自然伽马测井曲线：页岩气储层是在在水动力较差的低能环境下形成的有力还原性地层，粘土矿物发育，有利于有机质保存，故自然伽马测井曲线显示高值；而有机质的存在是铀聚集发育的有利环境，因此，自然伽马能谱测井中的铀曲线显示高值。
3）密度测井曲线：有机质、气态烃和页岩微裂缝的存在，使得页岩气储层较砂泥岩和灰岩地层地层密度测井值低，但明显的高于煤层（煤层密度一般为1.23g/cm3～1.51g/cm3）；
4）声波测井曲线：受泥质含量影响，页岩气储层声波时差显示高值；在裂缝发育的地方，受游离气的影响出现周波跳跃或声波时差值异常高；在富有机质地层，声波时差也会明显的增大；
5）补偿中子测井曲线：受束缚水和有机质含氢量的影响，中子测井值显示高值，而气态烃的存在，会使中子测井值偏小，而一般页岩气储层，地层束缚水饱和度要大于含气饱和度，因此，在页岩层，相对低值的中子测井曲线预示着高含气量；
6）光电吸收截面指数：受气态烃的影响，光电吸收截面指数测井显示低值；
7）电阻率测井曲线：页岩地层，受粘土矿物导电影响，深浅电阻率出现低值，而在含气页岩层，受气态烃和干酪根的影响，电阻率显示高值。基于此，排除岩性（碳酸盐岩）影响，高电阻率曲线意味着高含气量或者富有机质页岩层。
2 曲线对比识别页岩气储层
1）伽马曲线识别法 在地层矿物成分基本不变的情况下，页岩气储层是在在水动力较差的低能环境下形成的有力还原性地层，粘土矿物发育，自然伽马测井曲线显示高值；该环境也有利于有机质保存，而有机质的存在是铀聚集发育的有利环境，故自然伽马能谱测井中的铀曲线显示高值。基于以上分析，含铀伽马曲线与无铀伽马曲线在页岩气储层应该会出现明显的差异。
2）孔隙度曲线和电阻率曲线重叠法 该方法是国外常用的烃源岩识别方法，方法原型是Passey的ΔlgR方法计算地层总有机碳含量[3]。该方法同样是假设烃源岩与非烃源岩地层矿物成分一致或基本不变，调整曲线刻度范围，使一条孔隙度曲线（一般为声波时差曲线）与深电阻率曲线在泥岩处重合，重合处的泥岩为非烃源岩，而ΔlgR值明显变大处即为烃源岩层。因为地层中高有机质含量导致声波时差测井出现高值，但排除岩性变化对电阻率的影响，电阻率曲线的变化还受有机质成熟度和孔隙流体的综合影响，声波时差变大的同时电阻率也变大意味着有机质成熟度变高，烃源岩进入生烃阶段。电阻率曲线与孔隙度曲线重叠识别地层特征的示意图如图1所示。在图中A、E层段，声波时差和电阻率曲线重合，代表非源岩泥质层段或水层，二者的区别在于非源岩层泥质导电使电阻率相对水层电阻率低，同时声波时差值较小；在C、F层段，受有机质影响声波时差值明显升高，但二者成熟度的差异导致电阻率曲线在成熟度较高的生烃烃源岩层视电阻率值增大。
该方法只是对烃源岩做了定性识别，但未给出烃源岩的岩性，因此，要进一步识别页岩气储层还需结合其他测井曲线或者录井资料来综合定性判断。
孔隙度曲线与电阻率曲线考虑的重要因素是有机质对测井曲线的影响，且不能直观的显示烃源岩岩性。考虑自然伽马曲线可以反映地层泥质和富有机质的特征，将自然伽马曲线和电阻率曲线重叠，在一致或几乎重叠的地层，根据自然伽马曲线的变化幅度即可识别泥岩层段。当有机质含量增加和有机质成熟级别发生改变的情况下，可借鉴上述曲线变化形态对烃源岩地层作出定性判断。该方法的优势在于可以识别页岩烃源岩，是一种变形的但是真正意义上的测井曲线比对识别页岩气储层的方法。
3 介电常数法识别页岩气储层
通过对页岩气储层的感应测井研究发现，感应测井电阻率可能受介电常数影响较大。在北美一些页岩气储层中，感应测井原始电阻率出现明显的负X分量信号，但是在紧邻的砂泥岩储层和常规页岩层中并未出现明显的负X分量信号。经分析发现：负X分量信号与高介电常数有很好的对应关系。假设介电常数是造成负X分量信号的根源，那么这种型号的大小应该与介电常数存在相关关系。在非源岩的页岩层段，感应测井曲线反演得到的介电常数很小，而在生烃页岩层段，反演得到的介电常数较大。因此，原始电阻率出现明显的负X分量信号（高介电常数异常）可以辅助用来识别烃源岩地层。
4 结论
在地层岩性变化较小地区，可以直接根据典型页岩气储层测井特征结合地区实际资料对页岩气储层进行识别；在岩性变化较大的地区，可以根据有机质对测井响应的影响将多条测井曲线对比，从而定性判断页岩气储层；有感应测井资料的情况下，可以根据反演介电常数对页岩气储层定性识别。
参考文献
[1] 潘仁芳，赵明清，伍媛.页岩气测井技术的应用[J].中国科技信息，2010（7）：15-18.
[2] 齐宝权，杨小兵，张树东等.应用测井资料评价四川盆地南部页岩气储层[J].天然气工业，2011，31（4）：44-47.
[3] Passey，Q.R，Moretti，F.U，Stroud，J.D. A Practical Model for Organic Richness from Porosity and Resistivity Log [J]. AAPG Bulletion， 1990， 74（12）：1777-1794.
[4] 莫修文，李舟波，潘保芝.页岩气测井地层评价的方法与进[J].地质通报，2011，30（2-3）：400-405.
[关键词]页岩气 储层识别 曲线重叠 介电常数
中图分类号：F274；F426.22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0048-02
0 引言
較常规页岩而言，在含气页岩层，受矿物组成、有机质以及气态烃的影响，其测井响应与常规储层测井响应有明显的差异。因此，可从测井曲线特征上对页岩气储层定性识别。
1 页岩气储层的常规测井响应特征
在页岩气储层，常规测井响应一般出现四高两低的特征，具体表现如下[1，2]：
1）井径测井曲线：受泥质吸水膨胀的影响，井径曲线在页岩层显示高值，即扩径。有机质含量的增加会进一步导致井径扩径；
2）自然伽马测井曲线：页岩气储层是在在水动力较差的低能环境下形成的有力还原性地层，粘土矿物发育，有利于有机质保存，故自然伽马测井曲线显示高值；而有机质的存在是铀聚集发育的有利环境，因此，自然伽马能谱测井中的铀曲线显示高值。
3）密度测井曲线：有机质、气态烃和页岩微裂缝的存在，使得页岩气储层较砂泥岩和灰岩地层地层密度测井值低，但明显的高于煤层（煤层密度一般为1.23g/cm3～1.51g/cm3）；
4）声波测井曲线：受泥质含量影响，页岩气储层声波时差显示高值；在裂缝发育的地方，受游离气的影响出现周波跳跃或声波时差值异常高；在富有机质地层，声波时差也会明显的增大；
5）补偿中子测井曲线：受束缚水和有机质含氢量的影响，中子测井值显示高值，而气态烃的存在，会使中子测井值偏小，而一般页岩气储层，地层束缚水饱和度要大于含气饱和度，因此，在页岩层，相对低值的中子测井曲线预示着高含气量；
6）光电吸收截面指数：受气态烃的影响，光电吸收截面指数测井显示低值；
7）电阻率测井曲线：页岩地层，受粘土矿物导电影响，深浅电阻率出现低值，而在含气页岩层，受气态烃和干酪根的影响，电阻率显示高值。基于此，排除岩性（碳酸盐岩）影响，高电阻率曲线意味着高含气量或者富有机质页岩层。
2 曲线对比识别页岩气储层
1）伽马曲线识别法 在地层矿物成分基本不变的情况下，页岩气储层是在在水动力较差的低能环境下形成的有力还原性地层，粘土矿物发育，自然伽马测井曲线显示高值；该环境也有利于有机质保存，而有机质的存在是铀聚集发育的有利环境，故自然伽马能谱测井中的铀曲线显示高值。基于以上分析，含铀伽马曲线与无铀伽马曲线在页岩气储层应该会出现明显的差异。
2）孔隙度曲线和电阻率曲线重叠法 该方法是国外常用的烃源岩识别方法，方法原型是Passey的ΔlgR方法计算地层总有机碳含量[3]。该方法同样是假设烃源岩与非烃源岩地层矿物成分一致或基本不变，调整曲线刻度范围，使一条孔隙度曲线（一般为声波时差曲线）与深电阻率曲线在泥岩处重合，重合处的泥岩为非烃源岩，而ΔlgR值明显变大处即为烃源岩层。因为地层中高有机质含量导致声波时差测井出现高值，但排除岩性变化对电阻率的影响，电阻率曲线的变化还受有机质成熟度和孔隙流体的综合影响，声波时差变大的同时电阻率也变大意味着有机质成熟度变高，烃源岩进入生烃阶段。电阻率曲线与孔隙度曲线重叠识别地层特征的示意图如图1所示。在图中A、E层段，声波时差和电阻率曲线重合，代表非源岩泥质层段或水层，二者的区别在于非源岩层泥质导电使电阻率相对水层电阻率低，同时声波时差值较小；在C、F层段，受有机质影响声波时差值明显升高，但二者成熟度的差异导致电阻率曲线在成熟度较高的生烃烃源岩层视电阻率值增大。
该方法只是对烃源岩做了定性识别，但未给出烃源岩的岩性，因此，要进一步识别页岩气储层还需结合其他测井曲线或者录井资料来综合定性判断。
孔隙度曲线与电阻率曲线考虑的重要因素是有机质对测井曲线的影响，且不能直观的显示烃源岩岩性。考虑自然伽马曲线可以反映地层泥质和富有机质的特征，将自然伽马曲线和电阻率曲线重叠，在一致或几乎重叠的地层，根据自然伽马曲线的变化幅度即可识别泥岩层段。当有机质含量增加和有机质成熟级别发生改变的情况下，可借鉴上述曲线变化形态对烃源岩地层作出定性判断。该方法的优势在于可以识别页岩烃源岩，是一种变形的但是真正意义上的测井曲线比对识别页岩气储层的方法。
3 介电常数法识别页岩气储层
通过对页岩气储层的感应测井研究发现，感应测井电阻率可能受介电常数影响较大。在北美一些页岩气储层中，感应测井原始电阻率出现明显的负X分量信号，但是在紧邻的砂泥岩储层和常规页岩层中并未出现明显的负X分量信号。经分析发现：负X分量信号与高介电常数有很好的对应关系。假设介电常数是造成负X分量信号的根源，那么这种型号的大小应该与介电常数存在相关关系。在非源岩的页岩层段，感应测井曲线反演得到的介电常数很小，而在生烃页岩层段，反演得到的介电常数较大。因此，原始电阻率出现明显的负X分量信号（高介电常数异常）可以辅助用来识别烃源岩地层。
4 结论
在地层岩性变化较小地区，可以直接根据典型页岩气储层测井特征结合地区实际资料对页岩气储层进行识别；在岩性变化较大的地区，可以根据有机质对测井响应的影响将多条测井曲线对比，从而定性判断页岩气储层；有感应测井资料的情况下，可以根据反演介电常数对页岩气储层定性识别。
参考文献
[1] 潘仁芳，赵明清，伍媛.页岩气测井技术的应用[J].中国科技信息，2010（7）：15-18.
[2] 齐宝权，杨小兵，张树东等.应用测井资料评价四川盆地南部页岩气储层[J].天然气工业，2011，31（4）：44-47.
[3] Passey，Q.R，Moretti，F.U，Stroud，J.D. A Practical Model for Organic Richness from Porosity and Resistivity Log [J]. AAPG Bulletion， 1990， 74（12）：1777-1794.
[4] 莫修文，李舟波，潘保芝.页岩气测井地层评价的方法与进[J].地质通报，2011，30（2-3）：400-405.