中文摘要：

由于页岩气层岩性、赋存状态以及岩石物理性质与常规油气层具有很大差异，油气层测井机理与评价技术不能照搬应用，迫切需要针对页岩气层测井机理与关键技术开展研究。针对页岩气储层的地质特征，围绕生烃能力、储集空间、含气量定量评价为研究主线，研究页岩气测井响应机理，推导数学模型及其实现算法。首先，通过岩石物理实验研究页岩"四性"(岩性、物性、电性和含气性)规律；其次，利用数值模拟方法研究核磁和双侧向等测井响应特征，为页岩气层定性识别和定量计算提供依据，利用数据挖掘技术实现定性识别和储层分类；研究基于敏感测井方法的有机碳含量新方法及其适用条件。然后，针对页岩气储层体积模型开展研究，推导线性或者非线性测井响应方程，利用现代最优化方法实现数据处理，实现粘土含量、孔隙度和渗透率的计算；提取页岩气层测井敏感特征参数及含气量评价方法，实现页岩气层精确评价。最终，形成一套页岩气层测井响应机理和定量计算方法以及模块。

结论摘要：

页岩气是一类重要的非常规油气资源，其岩性和赋存类型不同于常规油气藏, 有必要对其测井响应、解释理论方法以及岩石物理开展深入研究。该项研究通过岩石物理实验和测井理论方法研究，总结页岩气储层测井响应特征，提出一套有机碳含量(TOC)、孔隙度、渗透率、饱和度、含气量等参数的计算模型，实现含气页岩的定性识别和定量评价。 此项研究立足含气页岩的地质和岩石物理特点，系统总结和研究了含气页岩的测井响应特征，并进行了国内外不同页岩的比较。开展了含气页岩生烃能力测井评价方法研究，包括单一经验公式法、ΔlogR法、敏感测井经验公式法等，提出了基于RBF神经网络的TOC预测方法，并对比了各种计算方法的适用条件。开展了页岩测井解释方法研究，建立了页岩体积模型，分别基于模式搜索法、遗传算法、模拟退火法实现了页岩最优化测井解释；研究并提出了基于RBF插值法的测井解释方法，系统考察了不同测井输入对储层参数预测精度的影响。开展了有机页岩的核磁共振实验，分析了其响应特征，构建了核磁共振解释模型,形成了一套核磁共振测井解释方法。依据典型的裂缝页岩模型，基于双侧向测井数值模拟与响应特征提出了新的裂缝评价方法。开展了有机页岩岩石物理学研究，系统研究并优选了适用的岩石物理建模方法，较好地解决了横波估算这一难题，并完成了有机页岩岩石弹性属性分析、脆性指数构建与各向异性评价等。 大量实例应用表明，研究的页岩气测井响应能够用于含气页岩的准确识别，提出的RBF网络TOC计算方法比经验公式法、ΔlogR法具有较好的适用性和灵活性。最优化测井解释方法和RBF插值法预测的储层参数均与岩心实验结果一致性好，后者比前者更准确一些。核磁共振响应特征和解释模型符合页岩气的地质特点和赋存方式，具有重要理论和物理意义。基于双侧向测井的裂缝评价结果与成像测井解释一致性好，表明该方法是可行的，是缺乏成像测井资料时的一个重要替代。测井计算的脆性指示参数和可压裂参数可为压裂施工提供重要参考。上述方法在焦石坝地区测井评价和岩石物理学研究中应用效果显著，根据测井解释结果划分的地质甜点和工程甜点为页岩气的勘探开发提供了重要依据。