CN110703344A

CN110703344A - 一种隐伏资源预测方法及岩石电磁学测井系统

Info

Publication number: CN110703344A
Application number: CN201910993947.XA
Authority: CN
Inventors: 何兰芳
Original assignee: Institute of Geology and Geophysics of CAS
Current assignee: Institute of Geology and Geophysics of CAS
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2039-10-18
Also published as: CN110703344B; WO2021073421A1; US20220299671A1

Abstract

本发明公开了一种隐伏资源预测方法及岩石电磁学测井系统，应用于矿产和油气资源勘探技术领域。本发明提供的岩石电磁学测井系统，采用宽频(0.001～10000Hz之间)扫频方式，能够实现岩石宽频复阻抗测量，并通过获取的岩石电磁学特征因子单独或结合地球化学特征进行潜在矿产或油气资源预测。

Description

一种隐伏资源预测方法及岩石电磁学测井系统

技术领域

本发明属于矿产资源勘探技术领域，涉及矿产(油气)测井和勘探，尤其涉及用于地层属性识别和资源预测的隐伏资源预测方法，以及资源预测方法中所使用的岩石电磁学测井系统。

背景技术

钻井(井孔)是获取地下地层信息最直接的手段之一，也是验证和发现隐伏矿产(含油气)资源最重要的勘探手段。测井(也称地球物理测井)是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法。常用的测井方法为电阻率测井、电磁感应测井和电磁波传播测井。

电阻率测井是通过特定的装置在井中发射和接受直流电场，获取地层的电性参数，常用输出参数为地层电阻率，容易受到钻井液和井具影响，同时，由于使用的频率较高或供电距离较小，最大穿透深度小。电磁感应测井是利用电磁感应的方法，在地层中建立电场，测量地层的导电特性，在此基础上还延伸出阵列感应测井，其测量原理与普通电磁感应测井仪相似，但线圈的数量显著增加。电磁波传播测井(EPT)又称为超高频介电测井，是通过测量与地层介电常数密切相关的参数(电磁波传播时间和电磁波衰减率)来区分油、水层，确定地层中水含量的一种测井方法。电磁感应测井和电磁波传播测井由于是接收电磁感应产生的二次场，激发电磁场不仅需要使用频率高(25000赫兹-1G赫兹)，而且最大穿透深度很小，只有10～几十厘米。

发明内容

本发明目的旨在针对传统电阻率测井技术因输出参数单一、频率范围窄、复杂环境识别能力差及穿透深度浅等问题所导致隐伏矿产(金属、油气等)资源预测效果差的问题，提供一种资源预测方法，使用宽频发射电磁波(特别是包含较低频率的发射电磁波)对矿区进行复阻抗测量与分析，以提高对矿区资源预测成功率。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案来实现。

本发明提供的隐伏资源预测方法，包括以下步骤：

A1复阻抗测量：

在设定频率范围内，对从探测区井孔或巷道获取的矿体或油气藏、以及围岩样品进行复阻抗测量；

或者在设定频率范围内，沿探测区井孔或巷道进行井中复阻抗测量；

A2特征因子提取：依据复阻抗测量结果，提取探测区矿体或油气藏、以及围岩样品不同设定频率的电阻率和相位信息，然后获取矿体或油气藏与围岩样品在同一频段下多个设定频率的阻抗相位差或电阻率比值，并将得到的阻抗相位差或电阻率比值作为电磁学特征因子；

A3资源预测：依据获取的电磁学特征因子，按照设定的标准，对探测区隐伏资源进行预测。

上述隐伏资源预测方法，所述探测区为需要对含矿、含水或油气资源进行预测的区域。

上述隐伏资源预测方法，步骤A1的目的在于实现探测区井孔或巷道不同设定频率下的复阻抗测量，可以对从探测区井孔或巷道获取的矿体或油气藏、以及围岩样品进行复阻抗测量，或者沿井孔或巷道进行井中进行复阻抗测井来实现。设定频率范围为0.001～10000Hz。在优选的实现方式中，设定频率范围为0.001～0.01Hz，在这个频率范围内，可以较大限度减少电容效应和电磁耦合效应的影响，因此测量结果更好地反映探测介质的属性；同时这个频率范围的电磁波具有比中高频(频率大于0.01Hz)的电磁波更大穿透深度，可以探测井孔周边更大范围的信息。

对样品进行复阻抗测量时，所采用的岩石电磁学测量系统包括设置于岩芯样品两端的盛有介质溶液的容器和阻抗分析仪，所述岩芯样品与容器接触位置设置有导电胶，与阻抗分析仪连接的电极和参比电极插入介质溶液中；所述阻抗分析仪施加频率范围为0.001～10000Hz；优选实现方式中，所述阻抗分析仪施加频率范围为0.001～0.01Hz。所述阻抗分析仪能够直接测量复阻抗。所述介质溶液为硫酸铜或氯化银溶液，对应的电极为铜或银。所述参比电极为不极化参比电极，例如银-氯化银电极，采用已公开的电极。本发明提供的岩石电磁学测量系统，通过设置在介质溶液(或胶体)与岩芯样品之间的导电胶将两者隔离，能够克服低频极化反应所带来的影响，从而能够实现在低频情况对岩芯样品复阻抗的测量，从而使复阻抗测量从中频(0.01～100Hz)向宽频带(0.001～10000Hz)、特别是向低频的有效拓展。

当通过沿井孔或巷道进行井中不同设定频率的复阻抗测井获得相关复阻抗测量结果时，所采用的岩石电磁学测井系统与直流电阻率测井装置有点类似，可以通过两种方式来实现：

(1)所述岩石电磁学测井系统包括置于地面的发射-接收装置和置于井中的电极装置；所述电极装置包括发射电极和接收电极，发射电极通过传输线与发射-接收装置的发射端连接，接收电极通过传输线与信号发射-接收装置的接收端连接；所述发射-接收装置通过发射电极向测井内发射频率范围在0.001～10000Hz内的电磁波，发射-接收装置通过接收电极测量得到测井内电极装置所在位置的复阻抗。在优选的实现方式中，所述发射-接收装置通过发射电极向测井内发射电磁波的频率范围为0.001～0.01Hz。

(2)所述岩石电磁学测井系统包括置于地面的发射装置及置于井中的接收装置和电极装置；所述电极装置包括发射电极和接收电极，发射电极通过传输线与发射装置的发射端连接，接收电极通过传输线与接收装置的接收端连接；所述发射装置通过发射电极向测井内发射频率范围在0.001～10000Hz内的电磁波，接收装置通过接收电极测量得到测井内电极装置所在位置的复阻抗。在优选的实现方式中，所述信号发射装置通过发射电极向测井内发射电磁波的频率范围为0.001～0.01Hz。

第一种实现方式中的发射-接收装置的发射部分或者第二种实现方式中的发射装置可以采用信号发生器或者具有电磁波发射功能的其他装置向地下发射包含不同设定频率的宽频电磁波信号并记录发射电流。第一种实现方式中的发射-接收装置的接收部分或者第二种实现方式中的接收装置可以采用大地电磁信号采集装置，可以在地面或井中通过测量记录接收电极交流电压。然后依据记录的发射电流和交流电压，通过欧姆定律计算得到复阻抗。

上述隐伏资源预测方法，步骤A2的目的在于依据复阻抗测量结果，首先对电磁学特征因子进行提取，主要是提取探测区目的层不同设定频率下的电阻率和相位信息，然后依据目标层的相位信息，计算得到探测区在同一频段(例如低频段(0.001-0.01Hz)、中频段(0.01-100Hz)或高频段(100-10000Hz))下多个设定频率的相位差或电阻率(或阻抗模)比值，并将得到的探测区在同一频段的阻抗相位差或电阻率比值作为电磁学特征因子；为了便于与设定的标准比较，也可以取多个阻抗相位差或电阻率比值的平均值作为电磁学特征因子。将测量得到的复阻抗通过傅里叶变换计算阻抗的实部和虚部(通过实部和虚部可获得相应的阻抗振幅和相位)，再在此基础上，阻抗振幅乘以样品的形态系数或目的岩体/油气藏/围岩目标层的装置系数(装置系数计算可参阅：王兰炜,张世中,张宇,胡哲,&顏蕊.2014.井下地电阻率观测中装置系数的计算——以天水地震台井下观测为例.工程地球物理学报,11：50-59.)可计算电阻率。并将不同设定频率的电阻率和相位作为电磁学特征因子。由于不同类型的矿体和围岩具有不同的频散效应，因此探测区矿体或油气藏与围岩在同一频段的阻抗相位差或电阻率比值可以反映资源的含矿或油气储层情况，进而对探测区是否含矿(或油气)进行预测。

上述隐伏资源预测方法，步骤A3的目的是根据电磁学特征因子对探测区资源情况进行预测。可以根据经验测量数据，设定相关的标准。然后将电磁学特征因子与设定的标准相比较，来对含矿(或油气)进行预测。

本发明进一步提供了另外一种隐伏资源预测方法，包括以下步骤：

B1复阻抗测量：

B2特征因子提取及模型构建：依据复阻抗测量结果，提取不同设定频率下的电阻率和相位信息，并将电阻率和相位作为电磁学特征因子；然后依据电磁学特征与岩石地球化学分析得到的地球化学特征的关联关系，获得不同设定频率下地球化学特征因子，进一步依据得到的不同设定频率下的电磁学特征因子及地球化学特征因子建立电阻率-相位-岩石属性模型；

B3资源预测：利用建立的电阻率-相位-岩石属性模型，对探测区隐伏资源进行预测。

上述隐伏资源预测方法，步骤B1的目的在于实现不同设定频率下的探测区复阻抗测量，可以对从探测区域深度方向(即目的层)获取的矿体或油气藏样品进行复阻抗测量，或者沿井孔或巷道进行井中进行复阻抗测井来实现，与前面给出的第一种资源预测方法中对探测区复阻抗测量方法相同，这里不再做进一步阐述。

上述隐伏资源预测方法，步骤B2的目的在于依据复阻抗测量结果，提取电磁学特征因子和地球化学特征因子，然后构建电阻率-相位-岩石属性模型。将测量得到的复阻抗通过傅里叶变换计算阻抗的实部和虚部(通过实部和虚部可获得相应的阻抗振幅和相位)，再在此基础上，阻抗振幅乘以样品的形态系数或目的岩体/油气藏/围岩目标层的装置系数(装置系数计算可参阅：王兰炜,张世中,张宇,胡哲,&顏蕊.2014.井下地电阻率观测中装置系数的计算——以天水地震台井下观测为例.工程地球物理学报,11：50-59.)可计算电阻率。并将不同设定频率的电阻率和相位作为电磁学特征因子。

这里，通过前期研究，建立复阻抗测量得到的电磁学特征因子与岩石地球化学分析得到的地球化学特征因子之间的关联关系；后期通过对岩石进行复阻抗测量得到其电磁学特征因子，再依据建立的两者之间的关联关系，便可快速得到探测区的岩石地球化学特征因子；之后依据得到的与岩石相关的电磁学特征因子和地球化学特征因子综合分析，建立与岩石相关的电阻率-相位-化学属性模型。前期研究中，通过对于若干已经探明的典型金属矿矿床或油气藏，采用前面给出的手段对上述区域的岩石进行复阻抗分析，获得与岩石相关的电阻率、相位等电磁学特征因子，并采用常规手段(主量分析、微量分析、烧矢量分析等)获得与资源相关的地球化学特征因子(如金属矿相关的金属硫化物含量、主量金属含量、石英含量等地球化学特征因子，或与油气相关的总有机碳含量(TOC)、石英含量、烧矢量、黄铁矿矿含量等地球化学特征因子)，然后通过相关系数分析和散点分析等建立电磁学特征因子与地球化学特征因子之间的关联关系，可通过图形、数学或物理表达等方式展现出。后期，在得到探测区岩石相关的电磁学特征因子之后，可通过类比方式或类推方式得到探测区地球化学特征因子。类比方式是指通过含矿(油气)目标相关(电磁学和岩石学)信息与不同特征类型的矿床或储层的电磁学特征相比较，便可得到能够表征探测区的标志性地球化学特征因子，建立相应的电阻率-相位-岩石属性模型，经比对分析探测区的含矿性。类推方式是指利用含矿目标建立岩石电磁学模型，依据测量的电磁学特征因子，推测出矿体或油气藏的地球化学特征因子情况，建立相应的电阻率-相位-岩石属性模型，进而利用构建的模型预测分析探测区的潜在含矿性。

当然，本领域技术人员可以在根据不同频段阻抗相位差或电阻率比值对矿区探测区是否含矿进行预测基础上，进一步通过构建的电阻率-相位-岩石属性模型，对探测区资源潜力进行评价，从而对探测区含矿(或油气)情况给出进一步预测，提高资源的预测成功率。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用宽频(0.001～10000Hz之间)扫频方式，能够实现岩石宽频复阻抗测量，并通过获取的岩石电磁学特征因子单独或结合地球化学特征进行潜在矿产或油气资源预测。

2、本发明基于不同的岩矿石在频带范围内具有不同的频散响应，通过差分方法得到探测区矿体或油气藏与围岩在多个设定频率下的阻抗相位差或电阻率比值，并利用计算得的相位差或电阻率比值对探测区目的层的含矿或油气资源进行预测。

3、本发明通过岩石电磁学分析，建立电磁学和矿产或油气目的层地球化学特征之间的联系，利用电磁学和地球化学分析对探测区目的层的含矿或油气资源进行进行预测，由于同时考虑了岩层的电磁学和地球化学性能，因而能够进一步提高预测成功率。

4、本发明由于可以实现在极低频率(0.001～0.01Hz)的电磁波激发下对探测区岩石的复阻抗测量，因而能够极大提高岩石测井中的穿透深度(可穿透1米到十几米以上)，这样可以预测井孔或巷道周边更大范围内的隐伏目标。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于岩芯复阻抗测量的岩石电磁学测量系统示意图；图中，1-岩石电磁学测量系统，11-岩芯样品，12-阻抗分析仪，13-硫酸铜胶体，14-铜板，15-参比电极，16-导电胶。

图2为本发明提供的一种基于测井技术的岩石电磁学测量系统示意图；2-岩石电磁学测井系统a，21-发射接收装置，22-电极装置。

图3为本发明提供的另一种基于测井技术的岩石电磁学测量系统示意图；3-岩石电磁学测井系统b，31-发射装置，32-接收装置，33-电极装置。

图4为应用例1中所得到的矿体和围岩的岩石电磁学特征。

图5为应用例2中所得的的富有机质页岩和围岩(泥质砂岩)的岩石电磁学特征。

图6为应用例3给出的电阻率特征与地球化学特征相关性分析结果示意图；(a)为电阻率特征与TOC相关性分析结果示意图，(b)为氧化钙含量与烧失量相关性分析结果示意图。

图7为应用例3给出的电阻率特征与地球化学特征(石英含量)相关性分析结果示意图。

图8为应用例3通过类比方法提取地球特征因子并构建的电阻率-相位-地球化学属性模型，其中(a)-(d)为已知X井测量结果，(e)-(h)为预测Y井测量结果，(a)、(e)为深度-电阻率曲线，(b)、(f)为深度-总有机碳曲线，(c)、(g)为深度-阻抗相位曲线，(d)-(h)为深度-石英含量曲线。

图9为应用例3通过类推方法提取地球特征因子并预测的电阻率-相位-地球化学属性模型与实测结果，其中(a)-(b)为预测井(XD井)电磁学测量结果，(c)为类推得到的XD井的TOC含量，(d)为预测井(XD井)实际测量得到的含气解吸量。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容对本发明做出一些非本质性的改进和调整。

实施例1

本实施例提供的基于岩芯复阻抗测量的岩石电磁学测量系统1，如图1所示，其包括两个盛有硫酸铜胶体13的容器和阻抗分析仪12，岩芯样品11放置于两个容器之间。硫酸铜胶体是由约1L饱和硫酸铜溶液和约5Kg面粉(也可以用黏土替代)混合均匀后得到。容器外壁与岩芯样品11接触的位置开设有通孔，岩芯样品与硫酸铜胶体接触的位置之间设置导电胶16。阻抗分析仪12的发射端口A、B分别通过导线与插入硫酸铜胶体13的铜板14连接，阻抗分析仪的接收端口M、N分别通过导线与插入硫酸铜胶体13的参比电极15连接。铜板-硫酸铜构成金属-金属盐。参比电极为测量各种电极电势时作为参照比较的电极，本实施例中采用的是银-氯化银电极。阻抗分析仪施加频率范围为0.001～10000Hz。

岩石电磁学测量系统1的工作原理：通过精确测量加载在样品两端的不同设定频率的交流电压与通过样品的电流，然后依据前面给出的计算方法得到不同设定频率下的电阻率和阻抗相位。通过设置在硫酸铜胶体与岩芯样品之间的导电胶将两者隔离，能够克服低频极化反应所带来的影响，从而能够实现在低频情况对岩芯样品复阻抗的测量，有效拓展了复阻抗测量在宽频带下的测量。传统的测量难以克服低频极化反应所带来的影响，测量低频范围一般大于0.01Hz。

实施例2

本实施例提供的基于测井技术的岩石电磁学测井系统a 2，如图2所示，其包括置于地面的发射接收装置21和置于测井内的电极装置22；电极装置包括发射电极(A、B)和接收电极(M、N)，发射电极(A、B)通过传输线与发射接收装置的发射端连接，接收电极(M、N)通过传输线与信号发射接收装置的接收端连接。发射接收装置的发射部分用于发射频率范围在0.001～10000Hz内的电磁波，可以采用信号发生器或者具有电磁波发射功能的其他装置向地下发射包含不同设定频率的宽频电磁波信号并记录发射电流。发射接收装置的接收部分采用大地电磁信号采集装置(参见CN200910081483.1申请文件中公开的大地电磁信号采集装置)通过测量接收电极记录交流电压。然后依据前面给出的计算方法计算得到电阻率和阻抗相位。

实施例3

本实施例提供的基于测井技术的岩石电磁学测井系统b 3，如图3所示，其包括置于地面的发射装置31及置于测井内的接收装置32和电极装置33，接收装置和电极装置可以嵌套安装在一起。发射装置用于发射频率范围在0.001～10000Hz内的电磁波，可以采用信号发生器或者具有电磁波发射功能的其他装置向地下发射包含不同设定频率的宽频电磁波信号并记录发射电流。接收装置可以采用井下电磁接收机或海底电磁接收机(原理和地面电磁接收机相同，但体积可小到15cm*5cm*5cm甚至更小)通过测量接收电极记录交流电压。电极装置包括发射电极(A、B)和接收电极(M、N)，发射电极通过传输线与发射装置的发射端连接，接收电极通过传输线与接收装置的接收端连接。所述发射装置通过发射电极向测井内发射电磁波并记录发射电流，接收装置通过测量接收电极记录交流电压，然后依据前面给出的计算方法计算得到电阻率和阻抗相位。

应用例1

不同的岩矿石在宽频带范围内具有不同的频散响应，利用频散响应的多频率阻抗相位差(或比值)，可区分矿与非矿。差异程度能够定性反应金属(或指示围岩)含矿特征。例如品位1％以上的黄铜矿与其周围的围岩低频段相位差超过5度，当相位差小于等于5度时，即判定探测区不存在品位1％以上的黄铜矿；炭质板岩与其周围的围岩的低频段相位差超过2度，当相位差小于等于2时，即判定探测区不存在灰质板岩。

对于某一黄铜矿探测区，隐伏资源预测过程包括以下步骤：

A1复阻抗测量：在设定频率范围0.001～1000Hz内，采用实施例1中提供的岩石电磁学测量系统1分别对从探测区的矿体发育区和围岩区(这里指的是炭质板岩)获取的岩芯样品进行复阻抗测量。

A2特征因子提取：对于任一设定频率，将测量得到的复阻抗通过傅里叶变换计算阻抗的实部和虚部(通过实部和虚部可获得相应的阻抗振幅和相位)，再在此基础上，阻抗振幅乘以样品的形态系数(接触表面积和样品有效长度的比值)可计算得到矿体发育区和围岩区目的层岩芯样品的电阻率，所得到的电阻率和阻抗相位即为两个电磁学特征因子。

通过上述方法得到的矿体发育区和围岩区目的层岩芯样品阻抗相位随频率的变化如图4所示。在低频段频率小于0.01Hz范围内，提取5个频率(0.00126,0.002,0.00316,0.00501,0.00794Hz)的矿体发育区和围岩区目的层(埋深310m)的相位信息，然后计算两者在5个频率的相位差平均值(即电磁学特征因子，本应用例为9.05度)。

A3资源预测：由于得到的矿体发育区和围岩区目的层岩芯样品的相位差平均值大于5度，因此判定矿体发育区为黄铜矿发育区。

当然，也可以先分别计算矿体发育区和围岩区目的层岩芯样品5个频率下的阻抗相位平均值，然后再计算矿体发育区和围岩区目的层岩芯样品的阻抗相位平均值的差值，并将其作为电磁学特征因子。

应用例2

对于油气资源，岩石的含油气性不同表现为不同岩石电磁学特征，因而测井电阻率是油气分析的重要指标之一。非常规油气(例如页岩气)石在宽频带范围内具有不同的频散响应，利用频散响应的多频率阻抗相位差(或比值)，可区分富有机质页岩(TOC大于2％的暗色页岩，是页岩气的主要产气层)和其它岩层。例如TOC含量大于2％以上的页岩和围岩低频段相位差超过2度，当相位差小于等于2度时，即判定探测区不含富有机质页岩(这里指中国上扬子海相页岩)。

对于某一富有机质页岩探测区，隐伏资源预测过程包括以下步骤：

A1复阻抗测量：在设定频率范围(0.001～1000Hz)内，采用实施例1中提供的岩石电磁学测量系统1分别对探测区的含气层发育区和围岩区(这里指的是泥质砂岩)获取的岩芯样品进行复阻抗测量。

A2特征因子提取：对于任一设定频率，将测量得到的复阻抗通过傅里叶变换计算阻抗的实部和虚部(通过实部和虚部可获得相应的阻抗振幅和相位)，再在此基础上，阻抗振幅乘以样品的形态系数可计算得到含气层发育区和围岩区目的层岩芯样品的电阻率，所得到的电阻率和阻抗相位即为两个电磁学特征因子。

通过上述方法得到的含气层发育区和围岩区目的层岩芯样品阻抗相位随频率的变化如图5所示。在低频段频率小于0.01Hz范围内，提取3个频率(0.005，0.0063，0.0079Hz)含气层发育区(深度1335米附近)和围岩区目的层(深度1290米附近)的相位信息，然后计算两者在3个频率的相位平均值的差值(即电磁学特征因子，本应用例为3.14度)。

A3资源预测：由于得到的含气层发育区和围岩区目的层岩芯样品的相位差平均值大于2度，因此判定含气层发育区为富有机质页岩发育区。

应用例3

本应用例是电磁学和地球化学分析相结合，构建电阻率-相位-岩石属性模型来对油气储层进行预测。

利用富有机质页岩的粘土矿物、脆性矿物、TOC、黄铁矿等页岩气储层评价要素与测井电阻率和相位的关系，这样便可以通过岩石电磁学研究评价富有机质页岩的储层特征。

建立电磁学特征与岩石地球化学特征的关联关系

通过对典型油气藏(华南上扬子板块西南缘)进行电磁学分析和地球化学分析，建立两者的关联关系，具体包括以下步骤：

(i)从油气藏井孔提取不同深度的岩芯样品，在设定频率范围(0.001～10000Hz)下，采用实施例1中提供的岩石电磁学测量系统1对岩芯样品进行复阻抗测量。将测量得到的复阻抗通过傅里叶变换计算阻抗的实部和虚部(通过实部和虚部可获得相应的阻抗振幅和相位)，再在此基础上，阻抗振幅乘以样品的形态系数可计算得到岩芯样品的电阻率，所得到的电阻率和阻抗相位即为两个电磁学特征因子。

(ii)采用常规主量分析、总有机碳分析、荧光分析法等获得与油气相关的总有机碳含量(TOC)、石英含量、CaO含量、烧矢量等地球化学特征因子。

(iii)将0.01Hz下测量得到的对数电阻率与TOC测试数据进行汇总，如图6(a)所示。对TOC与对数电阻率进行相关性分析，如图所示，拟合得到两者的关系式为：

Y_{对数电阻率}＝-0.563*X_TOC+3.165。

根据上述分析，在该频率下测试得到岩芯样品的电阻率后，便可得到对应岩层的TOC。

将CaO(氧化钙)与烧失量的测试数据进行汇总，如图6(b)所示。对CaO与烧失量进行相关性分析，拟合得到两者的关系式为：

Y_烧失量＝0.66*X_CaO+7.15。

根据上述分析，可以发现，样品电阻率和TOC存在负相关关系，样品CaO和烧矢量密切相关，证明样品的CaO含量主要由含钙碳酸岩决定，碳酸盐主要表现为高阻特征。因而，通过岩石电磁学分析可知，TOC和低阻存在内在联系，碳酸盐和高阻存在内在联系，TOC和碳酸盐又可以和油气相关的海洋环境建立联系，因此，通过岩石电磁学测量可间接预测古海洋环境，并同发育环境预测油气发育情况。

将0.01Hz下测量得到的岩芯样品的对数电阻率与石英含量的测试数据进行汇总，如图7所示，其中X井表示的是典型油气藏(华南上扬子板块西南缘)对应井孔测量得到的石英含量与对数电阻率的测试数据汇总结果，Y井表示的是第一探测区测量得到的石英含量与对数电阻率的测试数据汇总结果，Z井表示的是第二探测区测量得到的石英含量与对数电阻率的测试数据汇总结果。由于这些数据没有展现出较好的相关性，因此对这些数据进行散点分析，通过拟合(如双对数线性)或趋势分析，可得出石英含量和岩石电阻率和阻抗的关系。

通过上述分析，便可建立典型油气藏在该频率下的电磁学特征与地球化学特征之间的关联关系。

进一步地，将岩芯样品的对数电阻率、相位、TOC和石英含量的测试数据进行汇总，便可得到图8(a)-(d)所示的已知X井在0.01Hz频率下关联分析后建立的电阻率-相位-TOC、电阻率-相位-石英含量的属性模型。

与此类似的，可以建立不同特征类型的矿床或储层的电磁学特征与地球化学特征之间的关联关系，以及建立相应的电阻率-相位-岩石属性模型。

(一)对于第一油气探测区(相应的井孔为预测Y井)，隐伏资源预测过程包括以下步骤：

B1复阻抗测量：从探测区提取不同深度的岩芯样品，采用实施例1中提供的岩石电磁学测量系统1在施加频率范围为0.001～1000Hz条件下，对岩芯样品进行复阻抗测量。

B2特征因子提取及模型构建：将测量得到的复阻抗通过傅里叶变换计算阻抗的实部和虚部(通过实部和虚部可获得相应的阻抗振幅和相位)，再在此基础上，阻抗振幅再乘以样品的形态系数即为样品的电阻率，所得到的电阻率和阻抗相位即为两个电磁学特征因子。

采用常规主量分析、总有机碳分析、荧光分析法等获得与油气相关的总有机碳含量(TOC)、石英含量、CaO含量、烧矢量等地球化学特征因子。

然后将得到的预测Y井测量得到的电磁学特征与不同特征类型的储层的电磁学特征对比，便可得到与之类似的电阻率-相位-岩石属性模型，进而从中能够看出可以表征第一油气藏探测区的地球化学特征因子，本应用例中的标志性地球化学特征因子为TOC和石英含量。

将0.01Hz下测量得到的岩芯样品的对数电阻率、相位、TOC和石英含量的测试数据进行汇总，便可建立典型油气藏在0.01Hz下的电阻率-相位-TOC、电阻率-相位-石英含量的属性模型，如图8(e)-(h)所示。

B3资源预测：

将得到的预测Y井下1280～1310m井段的电阻率-相位-TOC、电阻率-相位-石英含量的属性与图8(a)-(d)模型中给出相应部分进行比较，可知其表现出低阻-高极化-高TOC-高石英等特征，因此可以预测Y井1280-1310m井段为页岩气有利区。

从图8中建立的电阻率-相位-TOC、电阻率-相位-石英含量的属性模型，利用TOC、石英含量可以评价富有机质页岩的孔隙度与含气性。例如，从图8中可以看出，TOC沿深度在1280～1310m井段明显升高，这说明从地球化学指标上初步判断本段有利于页岩气发育；石英含量在1280～1310m井段明显升高，这说明本段脆性矿物增加有利于页岩气开发；相位沿深度分布在1280～1310m井段明显升高，同样表明本段对页岩气发育有利。由此可见，通过TOC-电阻率-石英含量-阻抗相位的组合异常特征比单纯利用TOC能更精确识别分析页岩气发育的有利区，岩石电磁学测井可以辅助资源识别。

(二)对于第三油气探测区(相应的井孔记为预测XD井)，隐伏资源预测过程包括以下步骤：

B2特征因子提取及模型构建：将测量得到的复阻抗通过傅里叶变换计算阻抗的实部和虚部(通过实部和虚部可获得相应的阻抗振幅和相位)，再在此基础上，阻抗振幅再乘以样品的形态系数即为样品的电阻率，所得到的电阻率和阻抗相位即为两个电磁学特征因子，测量结果如图9(a)和(b)所示。

利用(iii)节中的电阻率－TOC模型Y_{对数电阻率}＝-0.563*X_TOC+3.165，便可类推出推测XD井所对应的地球化学特征因子及分布情况，得到本应用例中的标志性地球化学特征因子TOC，并利用推测TOC可预测含气有利区，如图9(c)所示。

将0.01Hz下测量得到的岩芯样品的对数电阻率、相位、TOC测试(或预测)数据进行汇总，便可建立典型油气藏在0.01Hz下的电阻率-相位-TOC的属性模型。

B3资源预测：

根据电阻率模型类推得到的预测XD井下2042～2083m井段的电阻率-相位-TOC的属性模型，可知其表现出低阻-高极化-高TOC等特征，因此可以预测XD井下2042～2083m井段为页岩气有利区，与井场现场含气量解析的结果2045～2075m井段(图9d)基本吻合。

Claims

1.一种隐伏资源预测方法，其特征在于包括以下步骤：

A1复阻抗测量：

2.根据权利要求1所述资源预测方法，其特征在于设定频率范围为0.001～10000Hz。

3.根据权利要求2所述资源预测方法，其特征在于设定频率范围为0.001～0.01Hz。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述资源预测方法，其特征在于所述探测区为需要对含矿、含水或油气资源进行预测的区域。

5.一种隐伏资源预测方法，其特征在于包括以下步骤：

B1复阻抗测量：

6.根据权利要求5所述资源预测方法，其特征在于设定频率范围为0.001～10000Hz。

7.根据权利要求6所述资源预测方法，其特征在于设定频率范围为0.001～0.01Hz。

8.根据权利要求5至7任一权利要求所述资源预测方法，其特征在于所述探测区为需要对含矿、含水或油气资源进行预测的区域。

9.一种岩石电磁学测井系统，其特征在于用于沿井孔或巷道进行井中不同设定频率下的复阻抗测量，该岩石电磁学测量系统包括置于地面的发射-接收装置和置于井孔或巷道中的电极装置；所述电极装置包括发射电极和接收电极，发射电极通过传输线与发射-接收装置的发射端连接，接收电极通过传输线与信号发射-接收装置的接收端连接；所述发射-接收装置通过发射电极向测井内发射频率范围在0.001～10000Hz内的电磁波，发射-接收装置通过接收电极测量得到测井内电极装置所在位置的复阻抗。

10.一种岩石电磁学测井系统，其特征在于沿井孔或巷道进行井中不同设定频率下的复阻抗测量，该岩石电磁学测井系统包括置于地面的发射装置及置于井孔或巷道中的接收装置和电极装置；所述电极装置包括发射电极和接收电极，发射电极通过传输线与发射装置的发射端连接，接收电极通过传输线与接收装置的接收端连接；所述发射装置通过发射电极向测井内发射频率范围在0.001～10000Hz内的电磁波，接收装置通过接收电极测量得到测井内电极装置所在位置的复阻抗。