近年来,下印度组的页岩潜力评价是巴基斯坦国内油气勘探的研究热点和前沿,未来巴基斯坦成功开采页岩气是长期的,其对可持续发展的影响将是巨大的。而巴基斯坦是一个发展中国家,由于缺乏相关研究和技术,在其本土内探索和开采非常规油气储层面临挑战。为此,论文基于文献检索,对现有的与论文主题相关的油气勘探技术和方法进行了广泛调研基础上,以巴基斯坦下印度河盆地南部下Goru组含油气储层为靶区,基于地质资料、地化数据、测井数据和地震数据,采用岩石物理分析和新的地震资料解释流程,进行了地震剖面的精细解释,综合应用了声波时差测井数据、放射测井以及电阻率测井数据,应用地震属性分析技术,开展了储层预测及非常规储层烃潜力的估计和评价,指导巴基斯坦南部下梧桐盆地下侏罗系油气勘探和生产开发。论文设计了评估页岩和确定粘土矿物成分的工作流程,并通过测井应用、地质约束和盆地地质历史的背景,校准解释工作流程。首先,利用地质水平线等值线图和岩相建模来了解研究区域的地质结构及其分布。在对这些工作流程进行校准之后,对低洼地层进行了应用,以期更好地了解页岩气潜力,并描述南部下梧桐盆地的储层性质。同时,通过测井数据对塔尔哈尔页岩进行了评价,该项研究将有助于更好地了解非常规油气藏的评价。论文所采用的方法主要包括数值方程模拟、地质测井解释、测井指数、交叉图分析和斯伦贝谢交叉图技术。论文提出了一种用于识别地质构造中主要粘土矿物的综合方法,包括:1)数值方程;2)神经-模糊神经网络;3)交叉图;和4)统计分析。这种综合方法能够显著的提高结果的准确性。测井数据可以为识别岩相,粘土矿物类型以及其他重要的油气藏特征提供有价值的信息。论文引入并应用了经验方法和图形方法,并从测井数据中导出地球化学参数。塔尔哈尔页岩由沙砾砂、页岩和少量砂与粘土矿物的薄床组成。粘土矿物的存在可通过阳离子交换能力(CEC)来验证。深和浅的电阻率测井曲线彼此重叠,这种现象表明塔尔哈尔页岩是非常规模式形成的。页岩的平均体积、总孔隙度、有效孔隙率和基质体积的平均值分别为29.25%、16.52%、11.54%和59.21%,塔尔哈尔页岩相对来说具有更好的吸附性能。导出的成熟度指数(LMI)水平(平均值)为0.54,表明它处于成熟的早期阶段。由图形方法和经验公式计算的透明度反射率在0.5-0.55%之间。这些结果说明,塔尔哈尔页岩是该区油气产生的起点,它是研究区域的一个很好的潜在源岩。在发展中国家,碳氢化合物资源开发由于缺乏有效的勘探技术而处于压力之下。在21世纪,油气勘探和生产(E&P)公司不仅关注常规油气储集层,而且关注非常规碳氢化合物,从而满足世界能源需求。由于地震储层表征在储层的生产和积累中的重要性,更多的财力和物力投入其中用以发展储层探测的新技术。最近,使用地震属性的综合分析、岩石物理分析、地震反演和储层的结构分析的储层的表征已经成为标准的油气勘探和生产工具,特别是在烃类成熟的常规储层中。论文主要研究工作和成果认识如下:1、岩石热解分析岩石热解分析所研究的区域属于印度河河岸带,它是巴基斯坦南部下印度河流域的一部分,具有向外延伸的特点。通过综合研究地震、测井和地球化学数据,论文突出了南部下梧桐盆地的生烃潜力和地下结构。结合研究区域以前和目前的数据分析,表明该区地下结构不复杂,因为该区域远离碰撞带和俯冲带,常规的地堑断层结构即为油气富集带。通过地球化学、地震和测井数据调查下侏罗统地层和地下地质结构的源潜力,更好地了解碳氢化合物的产生,从而增加研究区的勘探活动。识别下印度组地层源岩石电位是巴基斯坦南部下印度河流域研究人员面临的挑战之一。在过去,该组地层已被作为常规油藏广泛研究。在发展中国家,主要问题是获得地球化学数据,因为其价格十分昂贵。石油和天然气(O&G)公司数据一般仅在公司内部流通,而与科研人员分享的数据较少。对常规和非常规碳氢化合物的精确估计和评估需要对地质学、岩石学、地球化学、地球物理学和工程等各种地球科学的整合研究,以减少不确定性。在这项研究中,我结合地震、测井和地球化学数据来评估有机相的地球化学特征和地下地质结构,提出了一个工作流程,其遵循综合方法来表征下印度组地层烃潜力。地球物理和地球化学数据的整合是烃源岩评价和预测的工具。通过源岩评价仪热解分析直接获得的地球化学参数包括:总有机碳含量(TOC,%),热解温度(Tmax,℃),岩石中存在的可蒸馏烃(S1,mg HC / g),干酪根热解产生的碳氢化合物(S2 , mg HC/g),由干酪根热解产生的CO2 (S3 , mg of HC/g)和其他参数,包括从直接参数计算S2/S3,氢指数(HI),氧指数(OI),生成潜能(GP)和生产指数(PI)。范克里弗伦图确定了干酪根类型。干酪根类型在研究有机相的碳氢化合物潜力中具有重要意义。这些提到的参数在评价源岩烃产生潜力中起着至关重要的作用。2、物理分析地球科学家面临着准确评估地层的难题,因为潜在的页岩气盆地的数据可用性有限,且过去的数据是在认为这些盆地为常规储层的观点上获得的。因此,在这些盆地中,常规测井记录对于评估页岩气潜力具有重要意义。地球科学家正在试图通过应用理论分析和确定性分析以及统计方法来进行地层评价。在没有新的测井记录和XRD数据的情况下,常规测井记录可以用于此目的。为了准确估计地质构造的岩石物理性质,可使用现代测井、地质数据、岩石学和XRD数据。在本研究中,主要考虑的是在没有XRD和先进测井记录的情况下,通过常规测井数据来精确估计地质构造的页岩体积、孔隙度、水饱和度和烃饱和度。岩石样本采样间隔通常比测井数据采样间隔更宽。有时,对于研究人员来说,从这种类型的数据中获得适当的平均值是一个具有挑战性的任务,特别是在复杂和薄层的地质构造中是最困难的。世界各地的地球科学家和学者正在试图开发更新、更快、更便宜的岩石物理性质估算方法和技术。下印度组由砂岩和页岩构件组成,本研究的目的是通过讨论和调查结果,为上述目标提供有价值的信息和指导。石油和天然气勘探的关键是确定地质层的岩性、页岩体积、页岩类型、矿物含量和岩石物理性质。在这些参数的基础上,石油专家可以探索碳氢化合物资源。为了预测储层,我们一般使用岩石物理模型。岩石物理模型描述了流体的物理性质。岩石物理参数提取是一种用于地层评价的有用工具,广泛用于石油工业。一般来说,测井和岩心样品可以用来估计岩石物理参数。在没有岩心样品数据的情况下,通过使用数值方程和标准斯伦贝谢图,从测井数据估计这些参数。为了估计油气层碳氢估算的岩石物理参数,我们从自然伽马射线,密度,电阻率和孔隙度测井获取。3、页岩评价论文开展了靶区页岩评价研究,主要包括页岩体积计算、页岩类型识别和页岩在地质构造中的分布模式判断。通过使用数值模型和应用理论方法来评估页岩,其主要重点在于在没有XRD数据和先进测井数据的情况下,如何基于常规测井数据来计算。如上所述,用于调查页岩评价的标准方法在成本和时间方面都是昂贵的。因而,论文的研究的目的是通过应用数值方程、井数据指数和交叉图表分析在没有XRD数据和其他先进测井数据的情况下,仅使用常规测井数据,以更快的方式评估页岩。这项技术应用到了塔尔哈尔页岩的评价中,通过详细研究常规测井数据来估算页岩的体积和其指数。测井指数可以识别薄页岩和低页岩体积床。这项研究对于研究人员和E&P公司在潜在页岩气盆地工作方面都是一个里程碑式的进步。根据常规测井解释结果对页岩进行分类和根据页岩体积分类的结果相同或相近。求得的页岩体积可进一步用于塔尔哈尔页岩分类和计算CEC值。CEC值则进一步用于检查有效和无效的粘土矿物类型,从而推导页岩的分布模式来评价页岩。该项工作中使用的软件包括:GeoGraphix、IBM SPSS Statistics 20、Matlab和CorelDraw Graphics Suite X7。测井响应使用GeoGraphix软件显示,通过使用IBM SPSS Statistics 20进行测井数据的统计分析,使用Matlab来绘制输出数据曲线,CorelDraw则用于修饰和完善地质图件。目前,所需要研究的关键参数是页岩的体积,它是孔隙率、声波时差和电阻率的函数。论文就页岩与孔隙体积、声波和电阻率测井及其指数之间的关系进行了详细的研究,以观测测井数据和测井指数随着页岩体积的变化。总孔隙度为页岩所占体积百分比,总孔隙度与页岩体积成正比,有效孔隙度与页岩体积成反比,其值随着页岩体积增加而增加。总体孔隙度和有效孔隙度之间的曲线分离在页岩区域十分明显,页岩-砂岩区域在页岩体积为10-20%区域。因此,在只有孔隙度值的基础上,从测井解释中很难找出低页岩容积区。为了解决这个问题,我引入并应用了总有效孔隙度指数技术。有效孔隙度指数表示低页岩体积带和薄页岩在低页岩体积处的响应显著。因此,在此基础上,容易识别低页岩体积区。总之,我们可以得出结论,孔隙度指数可以识别低页岩体积区。与低页岩体积区的孔隙度测井相比,孔隙度指数给出了更好的响应。4、通过假设检验进行粘土矿物鉴定页岩是沉积岩,主要由粘土矿物以及其他颗粒(非粘土矿物、重矿物、有机物等)组成。在世界范围内,常规油气藏正以惊人的速度下降。因此,石油和天然气勘探和生产(E&P)公司十分重视非常规油气资源,以满足世界能源需求。非常规页岩气资源开发需要对粘土矿物类型进行识别。在本研究中,通过使用常规测井数据来识别黏土矿物类型。粘土矿物调查需要适当的岩相学知识、XRD分析数据和核磁共振(NMR)测井数据,然而这些数据在较少勘探或未开发的页岩气盆地中十分有限。在非常规油气勘探领域中,基本参数的调查不限于总有机碳含量(TOC),它还需要关于地质环境、粘土矿物含量、岩性、基质孔隙度、脆性和断裂系统的信息。在目前的研究中,我基于常规测井数据,设计了一个数值模型来识别主要的粘土矿物。联合使用假设测试方法和斯伦贝谢图作为塔尔哈尔页岩的测试案例。所设计的数值模型用相关的基本理论、地质约束和目前可用的岩石学文献进行校准。基于岩性解释和页岩评价的初步结果,确定了有效的粘土矿物的存在。CEC认为在塔尔哈尔页岩中存在蒙脱石粘土矿物类型。因此,我们假设塔尔哈尔页岩具有蒙脱石粘土矿物类型,我们需要测试这个假设是否正确。此处,常规测井数据有633个数据点,分别来自不同深度间隔的测井记录。在行为科学中,通常α取5%,但我们提出其值为10%的双尾假设检验。双尾标准基于建模的测井数据的最小值和最大值,称为临界值(c)。单尾测试(下尾)仅应用于自然伽马射线测井,而双尾测试(下尾和上尾)应用于其他测井数据(TH,K,和RHOB)。5、识别粘土矿物学的综合方法众所周知,测井和钻孔岩芯样品数据是用于解释和获得对地下地质特征以及更深入地了解整个石油系统的强大工具,然而核心样品分析昂贵且可用性有限。在没有岩心样品的情况下,使用论文提出的方法,对地下地质构造的岩相和粘土矿物类型进行识别。这些参数在地下含烃带的勘探和生产开发(E&P)中起着重要作用。为了验证论文方法的有效性,选择位于巴基斯坦南部下印度河盆地的下印度组的白垩纪塔尔哈尔页岩段作为研究工区。研究人员在确定粘土矿物成分和含量面临的主要挑战之一是由于地质构造引起的地层各向异性特征。地下地层中的岩石可视为不同类型的矿物和固体颗粒的混合物。通过单一方法鉴定粘土矿物不是一个非常可靠的工具,因为每种方法都有其局限性。另一个问题是基于测井记录的数据解释本身具有其局限性,因为每个测井解释是基于单一测井结果的基础之上的。因此,论文的应用基于多个测井数据集并采用多个不同方法来获得更可靠的结果,以减少多解性和不确定性。论文深入地研究了使用测井数据鉴定岩相和粘土矿物类型。为了确定粘土矿物类型,采用了多元统计方法、交叉图、斯伦贝谢图和神经模糊方法。这些方法是对测井数据的综合解释,也是鉴别岩相和粘土矿物类型的依据,其利用的是对特定类型的粘土矿物的敏感性。本研究中确定的粘土矿物是通过岩相学研究结果校准的。6、油气潜力的识别世界各地的地质学家和学者们使用地球化学参数对非常规油气进行评价,并试图开发更新、更快、更便宜的油气勘探和生产的方法、技术。发展中国家的地质学家们由于缺乏资金来源而无法研究地球化学参数,比如岩石和岩心样品中的总有机碳、含氢指数、含氧指数、成熟度指数、热解温度(Tmax,℃)、岩石中存在的可蒸馏烃(S1,mg HC / g),干酪根热解产生的碳氢化合物(S2 , mg HC/g)、镜质体反射率和有机质成熟度水平。许多研究者正在努力找出解决办法。在以往的论文中,没有学者能够找到完整的理论解决方案。Machel等开发了一种检测地层温度和镜质体反射率对石油和天然气的窗口效应的方法。Zhang等引入了另外一种技术来评价吸附性能。Godec等介绍了一种从密度测井中导出孔隙度的公式。Labani和Rezaee通过使用中子孔隙度、密度和铀测井,制定了测井成熟度指数值的计算方法。Schmoker通过引入经验公式,Passey等通过介绍了一种ΔLogR方法对总有机碳值进行计算。论文采用了一个可行的理论方法来预测烃源岩的油气潜力。使用测井数据的经验方法和图形方法检查了塔尔哈尔页岩的吸附性能并计算了密度衍生的孔隙度、干酪根含量、热成熟度指数和镜质体反射率(R0)。目前的研究中,我可以解决文中所提到的油气潜力评价问题。论文通过运用地球化学参数对使用测井数据所得结果的校准来检查本研究的有效性。作者发现,在没有岩心资料和其他地球化学数据集的情况下,运用测井数据是检查任何非常规储层的油气潜力的廉价的、也是最好的方法。此方法可以最大的减小不同类型不同年龄的页岩对局部校正的影响。Labani and Rezaee建立了热成熟度和测井数据之间的关系,并称之为对数衍生成熟度指数(LMI),其值范围从0到1。LMI值越高表明该地层是热成熟的,较低的值则表明是不成熟的。计算LMI需要的参数包括中子孔隙度、体积密度和铀对数。我采取了以下步骤研究出了LMI计算公式;第一,分别利用三口井的测井数据来计算LMI值;第二,取三口测井数据计算结果的平均值。利用测井衍生参数来探索评价页岩气的方法和技术不是一件容易的事,对研究者来说是一个巨大的挑战。测井数据在油气的勘探和开发中起着至关重要的作用。在本研究中,观测到的测井参数非常有用,有助于检查塔尔哈尔页岩的烃潜力。