2019年, 第30卷, 第5期　刊出日期：2019-05-10

  

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非常规天然气
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  四川盆地东南缘向斜构造五峰组—龙马溪组常压页岩气富集主控因素

  胡东风

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 605-615. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.01.013

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  四川盆地东南部地区盆缘槽档转换带和盆外隔槽式构造带向斜发育，由于其整体抬升时间长，构造运动强烈，剥蚀量大，区域保存条件相对复杂，导致不同向斜五峰组—龙马溪组为常压且页岩气含气性差异较大。在研究区向斜构造五峰组—龙马溪组页岩发育特征、后期保存条件、含气性等差异的基础上，分析了向斜构造页岩气富集主控因素，并总结了3种有利于页岩气保存富集的构造样式。研究结果表明：优质页岩发育是页岩含气性的物质基础，川东南地区盆缘和盆外向斜五峰组—龙马溪组优质页岩发育，页岩气物质条件相似；保存条件是影响页岩含气性差异的关键因素，页岩地层埋深大、地层倾角小、远离剥蚀区和发育反向逆断层，有利于页岩气的保存，总体上盆缘槽档转换带内向斜构造保存条件更好，盆外隔槽式构造带内向斜较差；盆缘槽档转换带复向斜构造内“洼中隆”断背斜、宽缓残留向斜中心、逆断层侧向遮挡向斜3种构造样式有利于页岩气的富集。
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  四川盆地龙马溪组页岩中碳酸盐矿物特征及对储集性能的影响

  郭芪恒, 金振奎, 耿一凯, 赵建华, 常睿, 崔学敏, 王金艺

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 616-625. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.12.002

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  为了分析页岩气储层中碳酸盐矿物特征及其对页岩储集性能的影响，以四川盆地龙马溪组页岩为研究对象，利用X-射线衍射、扫描电镜、高压压汞及低压氮气吸附测试等手段，结合薄片和测井资料，深入分析了研究区龙马溪组碳酸盐矿物类型、分布特征及其对页岩储层的微观影响。结果表明：碳酸盐矿物类型主要为方解石、白云石及铁白云石，主要有6种微观赋存状态，分别是分散状碳酸盐矿物、与生物相关方解石、交代石英方解石、交代结构铁白云石、与有机质伴生的方解石/白云石和与黄铁矿伴生的方解石/白云石；碳酸盐矿物含量与TOC值呈明显的正相关关系，说明碳酸盐矿物有利于有机质的沉积；在碳酸盐矿物含量低于10%时，碳酸盐矿物含量与页岩孔隙度相关性差，当碳酸盐矿物高于10%时，页岩孔隙度随碳酸盐矿物含量的增加而减少；研究区龙马溪组页岩微孔孔隙体积和比表面积与碳酸盐矿物含量呈正相关，大孔和中孔的孔隙体积和比表面积与碳酸盐矿物含量呈负相关，但相关系数均较低，碳酸盐矿物含量对中孔的孔隙体积影响最为明显；总体而言，研究区龙马溪组页岩碳酸盐矿物颗粒作用类似于石英颗粒，起到对储层的支撑作用，但其含量增加对页岩储层具有破坏作用。
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  湖南保靖区块龙马溪组岩石力学特征及可压性评价

  崔春兰, 董振国, 吴德山

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 626-634. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.12.021

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  为评价保靖区块龙马溪组生气潜力和产能，完井后需要对该地区龙马溪组优质页岩进行可压裂性评价，为后期压裂改造和试气提供依据。借助研究区测井、录井、岩心化验数据的分析和处理，对保靖区块龙马溪组页岩储层特征和对岩石可压性影响的关键因素进行研究，获得对可压性有影响的正相关指标和负相关指标，采用相关性分析和层次分析法建立可定量评价研究区页岩储层可压裂性的数学模型，研究结果表明：龙马溪组储层具有有机质丰富、低孔低渗、脆性矿物含量高，杨氏模量较高，泊松比中等，地应力差小的特点，具备一定的页岩气勘探潜力和压裂改造条件，利用可压性系数，将研究区的页岩可压裂性分为3 个级别，即可压裂性差(可压裂系数为0.1~0.4)、可压裂性中等(可压裂系数为0.4~0.6)和可压裂性好(可压裂系数>0.6)，应选择可压裂系数大于0.4 的页岩层进行水力压裂。运用可压裂系数模型计算研究区页岩储层的可压性中等，保页3井可压裂系数较高，是研究区页岩较理想的压裂候选井，保页1井可压性系数较低、压裂改造较为困难，评价结果与后期压裂施工效果较为吻合，研究成果可为今后页岩气、煤层气可压性定量评价和压裂施工提供借鉴。
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  鄂西南地区五峰组—龙马溪组连续沉积特征

  王秀平, 牟传龙, 肖朝晖 , 郑斌嵩 , 陈尧 , 王启宇

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 635-651. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.12.012

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  湘鄂西地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组间未发育明显的奥陶系观音桥组介壳层，且至少缺失了2个笔石带，被认为是存在湘鄂西水下隆起/高地。此次研究通过对鄂西南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组沉积特征及沉积环境分析，发现五峰组—龙马溪组为连续沉积，沉积水体总体呈逐渐变深—逐渐变浅的特征；在五峰组的深水陆棚相之上，发育全球冰期背景下的赫南特期浅水陆棚相，矿物组分以石英含量最高，黏土矿物含量最低，有机碳含量较高为典型特征；其元素组分以Al₂O₃含量相对最低，SiO₂含量相对最高为特征，岩石类型为炭质泥质粉砂岩；在五峰组—龙马溪组沉积过程中，经历了明显变冷的时期，即赫南特期的存在。鄂西南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组以浅水陆棚相最为发育且岩性快速变化，相对中上扬子其他地区，沉积水体较浅，对页岩气富集造成不利影响。
天然气地质学
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  酒泉盆地营尔凹陷深层下沟组砂岩方解石胶结物特征

  唐海忠, 魏军, 周在华, 肖文华, 俞海东, 魏浩元

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 652-661. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.03.013

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  酒泉盆地营尔凹陷深层下沟组砂岩异常高孔带中方解石是体积最大的胶结物。通过铸体薄片、扫描电镜、电子探针等技术观察和测试方解石胶结物的赋存状态与化学组成，研究了其成因机制及与异常高孔带的关系。结果表明：方解石胶结物以浸染状、团块状和斑点状赋存于砂岩中；浸染状方解石的胶结作用使砂岩致密，其形成于早成岩阶段A期，物质来源于泥岩压释水；团块状和斑点状方解石胶结物是浸染状方解石胶结物经5期多源化和多样化的溶蚀流体改造形成，伴随着铁方解石向无铁方解石转化，致密砂岩向异常高孔带砂岩转化；5期方解石胶结物溶解作用的叠加区是油气勘探开发的首选目标区。针对陆相深层富含方解石胶结物的砂岩异常高孔带，强调和推广岩石学证据作为研究方解石胶结物成因机制和厘定异常高孔带类型的第一手资料，其他资料的应用解释都应服从于岩石学证据。
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  柴达木盆地上侏罗统碎屑锆石LA-ICP-MS定年及指示意义

  曾旭, 林潼, 王薇, 闫占冬, 郝翠果, 边滢滢, 王军

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 662-672. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.01.004

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  目前，锆石定年技术被广泛应用于盆地演化恢复重建中。通过对柴达木盆地北缘(柴北缘)关键变形期地层——上侏罗统进行地层序列、沉积环境、碎屑锆石定年等研究，深入探讨了燕山晚期—喜马拉雅早期的柴北缘的时空演化格局。多个证据表明，中晚侏罗世，祁连山开始隆升，整个柴北缘处于弱挤压的环境之下，构造属性发生了反转。①祁连山前的绿草沟以及团鱼山的野外露头表明，上侏罗统为一套干旱环境下的辫状河、滨浅湖体系的沉积序列，与中侏罗统差异较大；②地震剖面及野外露头中，上侏罗统与上下地层为角度不整合或平行不整合接触；③绿草沟及团鱼山的上侏罗统粗砂岩锆石U-Pb年代学分析结果表明，2个地区的上侏罗统具有相似的年龄谱特征，锆石年龄介于2 800~222Ma之间，其中，团鱼山样品的碎屑锆石年龄分别为242~226Ma，峰值年龄为242Ma；414~255Ma，峰值年龄为383Ma；964~559Ma，峰值年龄为559Ma；1 515~1 125Ma，峰值年龄为1 130Ma；2 437~1 746Ma，峰值年龄为1 960Ma，通过与周边物源区年龄谱的对比，上侏罗统的主要物源区为南祁连地区，与中侏罗统的年龄相比，上侏罗统碎屑锆石年龄表现出反序剥蚀的特征。弱挤压环境下形成的中上侏罗统之间的不整合面，是油气运移的高效通道，上侏罗统岩性圈闭是下一步油气勘探的主要方向。
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  台缘礁分类、特征、发育模式及与可容空间耦合关系——以塔里木盆地中东部地区良里塔格组良二段为例

  石平舟, 王振宇, 东玉, 范坤宇

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 673-685. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.12.016

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  塔里木盆地塔中东部地区晚奥陶世良里塔格组发育台缘礁。通过单井镜下薄片观察及礁相对比剖面发现，纵向上发育2~4个礁生长旋回，单个旋回厚度为30~80m，横向可对比性较好。根据可容空间变化与礁生长关系，将礁划分为退积礁、进积礁、并进礁3种类型，即：①垂向可容空间增加，即相对海平面上升速度大于礁生长速度时，形成退积礁；②垂向可容空间减少，即相对海平面上升速度小于礁生长速度时，形成进积礁；③垂向可容空间不变，即相对海平面与礁生长动态平衡，形成并进礁。并分别建立了3种礁的识别标志及与可容空间的耦合关系和成因模式：①退积礁，测井曲线表现为自然伽马(GR)低值，深双侧向测井均表现为近平直状，造礁生物以管孔藻，块状、枝状和板状珊瑚及苔藓虫为主，多发育于高水位沉积早期，台地向陆地迁移时期；②进积礁，测井曲线表现为自然伽马(GR)中—低值，深双侧向测井均表现为低值，造礁生物以海百合、浮游介形虫、隐藻等为主，多发育于高水位沉积晚期，海平面下降或静止时，台地边缘向盆地方向迁移，礁体层位逐渐抬高；③并进礁，测井曲线上表现为自然伽马(GR)低值，深浅双侧向测井表现为中高值；造礁生物以腹足类、棘皮类等及藻类为主，并进礁多发育于高水位沉积中期，台地边缘向两侧发生迁移，台缘宽度变大。
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  准噶尔盆地中部地区深层西山窑组砂岩成岩作用及其对储层质量评价的启示

  张振宇, 张立宽, 罗晓容, 曹斌风, 林会喜, 曾治平, 秦峰, 贺文君, 李超, 雷裕红

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 686-700. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.04.002

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  综合利用薄片、扫描电镜、电子探针和X-射线衍射等手段，研究了准噶尔盆地中部永进地区西山窑组砂岩的岩石学特征和成岩特征，讨论了成岩作用对深层储层质量变化的影响和相对优质储层的形成模式。结果表明：西山窑组三角洲前缘亚相砂岩主要是极细粒—中粒岩屑砂岩及长石岩屑砂岩，自生矿物主要是方解石、铁方解石、铁白云石、黏土矿物、硅质及少量沸石类；影响孔隙演化的主要成岩机制包括压实作用,碳酸盐、黏土矿物胶结和溶蚀作用，其中机械压实引起塑性颗粒变形是造成大部分孔隙损失的主要原因，碳酸盐不同程度地充填孔隙也是导致孔隙度降低和非均质性增强的重要原因，绿泥石薄膜可能阻止石英沉淀而保持孔隙，而不稳定颗粒的选择性溶蚀贡献于孔隙的增大；深埋储层的成岩特征很大程度上取决于砂岩粒径和组分，在沉积微相单元内呈现出一定规律性的分布样式，分流河道中下部粒度较粗的砂岩中塑性颗粒含量较低，以压实程度较低、胶结物数量有限、发育绿泥石薄膜和较强的次生溶蚀为特征，形成了相对优质储层。实例研究说明，深层砂岩层内的成岩分布样式受原始沉积作用的制约，这种样式强化了沉积微相和内部结构控制的储层质量变化，因而通过建立沉积与成岩作用的内在关联模式，能够为深埋储层质量预测提供重要的约束。
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  珠江口盆地陆丰地区恩平组层序地层控制的河道构成样式

  芮志锋, 邓宏文, 杨小江, 李潇, 郭佳

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 701-711. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.01.011

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  依据河流相层序地层理论，综合利用岩心、测井以及地震资料，开展了陆丰地区恩平组不同层序地层位置河道构成解剖工作，将恩平组划分为3个受可容纳空间变化控制的三级层序，提出了低可容纳空间条件下形成的厚层—叠置的三角洲平原辫状分流河道、中等可容纳空间条件下形成的厚层、叠置—孤立三角洲前缘分支河道以及高可容纳空间条件下形成的薄层、朵叶体上孤立分支河道—席状砂3种不同河道构成样式。不同构成样式河道的油藏特征具有明显的差异。其中，低可容纳空间条件下形成的厚层—叠置的三角洲平原辫状分流河道以构造油气藏为主，高可容纳空间条件下形成的薄层、朵叶体上孤立分支河道以岩性油气藏为主。该分析方法、手段在其他类似地区具有一定的借鉴意义。
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  大型有孔虫壳体对砂岩储集空间及物性的影响——以琼东南盆地松南凹陷三亚组一段为例

  马遵青, 陈国俊, 杨海长, 李超, 赵燚林,

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 712-720. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.01.007

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  通过岩石薄片、扫描电镜和统计方法研究了琼东南盆地松南凹陷三亚组一段2 565.00~2 576.23m细—中砂岩所含的大型有孔虫化石对岩石储集空间和物性的影响。分析表明，该层段细—中砂岩具有中—低孔、低渗—特低渗的物性特征。大型有孔虫壳体对砂岩储集空间及物性有特殊影响，其抗压实性可减少压实作用对体腔孔隙及壳体格架间孔隙的破坏，使砂岩中的生物体腔孔保有1%~4%的面孔率。但由于有孔虫壳体较大、硬度较小，压实作用可使壳体周边多个碎屑颗粒嵌入有孔虫壳壁，壳体可封堵周边的碎屑粒间孔隙并影响其渗透性；碳酸盐胶结物的碳氧同位素测试发现，δ¹³C值介于-2.050‰~0.243‰之间，δ¹⁸O值介于-9.700‰~-7.624‰之间；古盐度Z值介于118.93~123.67之间，平均值为121.42；碳酸盐形成温度在56.5~64.8℃之间，平均值为62.2℃。测试结果表明，该层砂岩中的碳酸盐胶结物具有海相成岩环境、早成岩阶段的特点。结合薄片有孔虫含量与碳酸盐胶结物含量的正相关关系，以及有孔虫壳体附近碳酸盐胶结物分布较多的现象判断，大型有孔虫壳体为碳酸盐胶结物的形成提供了丰富的物质来源，由此导致的强烈胶结作用是砂岩物性变差的重要原因。
天然气地球化学
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  火山活动对南羌塘盆地曲色组烃源岩地球化学特征影响探讨

  唐友军, 杨易卓, 孟宪新, 王霆, 何大祥, 李梦茹, 季长军, 孙鹏, 蔡意兰

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 721-728. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.02.004

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  西藏羌塘盆地为我国陆上油气资源潜力巨大的一个中生代海相残留盆地,火山喷发频繁,尤以中生代为甚。曲色组烃源岩为一套海相的沉积岩系，岩性为油页岩、页岩及灰岩。样品取自南羌塘盆地毕洛错附近与火山岩互层的曲色组烃源岩。该套烃源岩与其周围的玄武岩为同期的不同产物，烃源岩是在早侏罗世形成的，火山岩也是早侏罗世形成的。利用TOC、热解、抽提、GC、GC-MS等地球化学分析技术，对该套烃源岩生烃潜力进行了初步评价，并讨论了该套烃源岩的沉积环境、母源特征及火山活动对烃源岩的影响。分析显示：该套烃源岩有机质丰度较高，有机质类型以Ⅱ型为主，有机质热演化阶段处于成熟阶段；该套烃源岩沉积于强还原—弱还原水体环境，母质来源具有水生生物的输入特征，表现出火山岩浆活动对烃源岩的烘烤作用不明显；综合评价认为这套烃源岩具有较好的生烃潜力。
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  湖相富有机质细粒沉积岩地球化学特征及其对致密油气成藏的影响——以鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长7段为例

  高永亮, 文志刚, 李威

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 729-739. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.03.010

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  以鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组长7油层组为例，在岩心描述与测井解释的基础上，应用岩石热解、同位素测定、显微组分分析、气相色谱、色谱—质谱等技术方法，深入剖析湖相富有机质细粒沉积岩的地质、地球化学特征，研究细粒沉积岩的展布情况，并探讨其对致密油成藏的作用。结果表明：湖相富有机质细粒沉积岩按照岩性及结构的不同可分为富有机质页岩及富有机质泥岩，富有机质页岩沉积于水体安静缺氧的深湖环境中，水体分层明显，有机质丰度高，主要来源于浮游生物和底栖藻类生物；富有机质泥岩主要沉积于水体相对略浅的半深湖环境中，水体盐度相对较低，有机质丰度低，为浮游生物和陆源碎屑物质的混合来源。陇东地区富有机质细粒沉积岩发育最厚的区域位于八珠—马岭—庆城—华池一带，其中富有机质页岩主要发育于长7₃亚段，富有机质泥岩在长7段各个亚段均有所发育。陇东地区致密油在长7浊积砂体中广泛分布，其油源主要为长7₃亚段富有机质页岩，油层的展布受控于富有机质细粒沉积岩的发育程度。
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  渝东北巫溪地区晚奥陶世五峰期元素地球化学特征及其对沉积环境的限制

  刘田, 冯明友, 王兴志, 陈波, 张良华, 刘小洪, 王珏博

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 740-750. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.01.012渝东北巫溪地区晚奥陶世五峰期元素地球化学特征及其对沉积环境的限制

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  渝东北地区奥陶系五峰组沉积期广泛发育硅质岩及页岩等细粒沉积物，深化其海平面变化及沉积环境研究对页岩气勘探意义重大。综合全岩分析、主—微量及稀土元素地球化学指标及草莓状黄铁矿等系统研究表明，巫溪地区五峰组Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)均值为0.78、Y/Ho均值为29.05，指示其属陆源碎屑影响的大陆边缘—远洋沉积环境。微量元素U_EF—Mo_EF及V/Cr—U/Th交会特征反映五峰组沉积期水体属硫化—缺氧状态。稀土元素分析表明δEu值具明显负异常、由下至上ΣREE渐增且轻稀土由相对富集变为无富集或轻微亏损，指示正常海水沉积、受热液作用影响不明显。多参数氧化还原指标U/Th、Ni/Co及V/Cr等共同指示五峰组沉积期属厌氧—贫氧环境，对应草莓状黄铁矿平均粒径由下至上逐渐变大，反映氧化性逐渐增强。综合研究表明，渝东北巫溪地区五峰组沉积期历经完整海侵—海退三级海平面变化旋回并可细分为5个次级海平面变化旋回；早期属厌氧环境、晚期属贫氧环境，沉积环境由外陆棚向内陆棚过渡。
天然气勘探
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  新时期我国天然气勘探形势及战略思考

  佘源琦, 高阳, 杨桂茹, 李剑, 李君, 李明鹏

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 751-760. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.12.008

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  我国天然气勘探已进入第三阶段快速发展时期，正面临一系列新的挑战和问题。通过分析中国大气田勘探现状、理论与技术攻关进展，以及由此带来的天然气勘探理念、领域类型等格局的深刻变化，总结认为目前我国天然气勘探存在5个方面主要问题：①深层资源认识程度较低；②中西部大气田成藏规律认识不足制约勘探目标落实；③全国范围非常规气资源潜力与经济前景认识不明晰；④复杂气藏仍面临一系列技术瓶颈；⑤资源日益劣质化与成本上升导致勘探效益下行。分析认为，国内天然气上游应充分预判国际产业冲击影响，结合国内天然气上产、保供等形势，加大非常规气勘探力度与政策扶持，推动技术创新与集成，实现复杂气藏效益开发。新形势下勘探部署应当在领域分类基础上，通过资源潜力、储量潜力、勘探开发综合成本等关键指标综合评价，结合不同探区发展形势与特征，实施不同勘探部署策略。
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  基于支持向量机模型的烃源岩有机碳含量预测——以鄂尔多斯盆地为例

  张成龙, 陶士振, 白斌, 王倩茹

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 761-768. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.01.014

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  根据测井数据预测烃源岩有机质丰度为烃源岩评价提供了相对容易和廉价的替代方案。目前被广泛运用于预测有机质丰度的方法是ΔLogR法。为了适应复杂地质条件下的TOC预测，选取区域沉积背景下的一口密集采样模型井，使用线性滤波预处理数据，统一测井数据和TOC数据的精度；计算测井响应的皮尔森矩阵筛选测井训练特征；利用测井训练特征和TOC实测值作为输入建立支持向量机模型；使用交叉验证法选取地区最优模型以增强泛化能力。该新方法在鄂尔多斯盆地盐池地区的应用显示，相比ΔLogR预测方法，对TOC低值和高值的预测误差更小，能够有效反映延长组长7油层组源岩有机质丰度的纵向变化。
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  论文摘要撰写规范

  论文摘要撰写规范

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 769-770.

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  《天然气地球科学》2019-5期封面及目次

  《天然气地球科学》-期封面及目次

  天然气地球科学. 2019, 30(5): 9051-9052.

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