一種地層巖石礦物成分的分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適用于石油鉆井現(xiàn)場的地層巖石礦物成分鑒定的求取方法，尤其 是一種地層巖石礦物成分的分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 巖石礦物成分及其含量對確定地層類型，判斷巖石可鉆性級別和巖石的研磨性特 征具有重要作用。巖石礦物成分測試通常都是通過室內(nèi)光學(xué)實驗對處理后的巖心樣品進(jìn)行 直接測試獲得的。在石油鉆井行業(yè)中，只有極少數(shù)的預(yù)探井才可能在鉆進(jìn)過程中進(jìn)行取心 作業(yè)。由于取心作業(yè)嚴(yán)重影響鉆井效率，取心費用較高，有限的巖心樣品主要是進(jìn)行含油氣 相關(guān)的測試，鮮有關(guān)于巖石礦物成分的實驗分析。但是，在項目繁多的測井?dāng)?shù)據(jù)中，有很多 項目（如巖石電阻率、聲波時差、密度等）的測試結(jié)果均與巖石礦物成分和含量密切相關(guān)。 鉆井現(xiàn)場所取巖心樣品從獲得樣品到送回實驗室進(jìn)行分析測試，實驗周期較長，其測試結(jié) 果不利于為鉆井現(xiàn)場服務(wù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種地層巖石礦物成分的分析方法，其可彌補室 內(nèi)測試周期長、費用高的不足之處。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種地層巖石礦物成分的分析方法包括以下步 驟：
[0005] 步驟一、巖樣礦物成分的光學(xué)實驗確定：選取研究區(qū)域內(nèi)的多組具有典型代表意 義的巖心樣品，分別進(jìn)行偏光顯微鏡分析和X射線衍射分析，確定巖樣的礦物種類及含量；
[0006] 步驟二、巖樣的聲學(xué)和電學(xué)特性測量：對步驟一中的巖樣，在實驗室條件下測定巖 石的聲波時差、電阻率和密度，建立具有不同礦物類型和含量的巖心樣品的相關(guān)測井資料 數(shù)據(jù)庫；
[0007] 步驟三、建立巖石聲學(xué)和電學(xué)測試結(jié)果與巖石礦物成分和含量間的相互關(guān)系，以 巖心分析的結(jié)果為基礎(chǔ)，建立各測試結(jié)果與多礦物之間的計算模型；
[0008] 步驟四、地層巖心樣品礦物成分反演：將所取巖心樣品的測井資料與數(shù)據(jù)庫中樣 品進(jìn)行匹配，選取可能巖石參數(shù)代入步驟三中建立的計算模型，其中計算結(jié)果與實測結(jié)果 誤差最小的巖石參數(shù)即可作為該巖心樣品的礦物成分和含量參數(shù)。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明旨在利用測井資料以及通過巖石偏光顯微鏡分析和 X射線衍射分析得出的巖石礦物成分與含量，獲得巖石參數(shù)與某些測井曲線值之間的對應(yīng) 關(guān)系，為現(xiàn)場鉆井工藝參數(shù)的確定提供地層參考依據(jù)。另外，本發(fā)明的成果可以根據(jù)測井資 料得出所需指定的地層巖性參數(shù)，可彌補室內(nèi)測試周期長、費用高的不足之處。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明一種地層巖石礦物成分的分析方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0011] 本發(fā)明提供一種利用巖心樣品進(jìn)行偏光顯微鏡分析、XRD測試和測井資料相佐證 的方法，可通過常規(guī)油氣測井資料獲得地層巖石的主要礦物成分，為鉆井工程服務(wù)。
[0012] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：
[0013] 參見圖1，本發(fā)明的一種地層巖石礦物成分的分析方法包括以下步驟：
[0014] 步驟一、選取研究區(qū)域內(nèi)多組具有不同巖石礦物成分和含量的巖心樣品，分別進(jìn) 行偏光顯微鏡分析和X射線衍射分析。對兩類實驗的測試結(jié)果進(jìn)行綜合對比，得出每一組 巖石的礦物類型及其含量。
[0015] 步驟二、對步驟一中的巖心樣品分別進(jìn)行巖石的電阻率測試、密度以及聲波時差 測試，建立不同礦物類型和含量的巖心樣品的相關(guān)測井資料數(shù)據(jù)庫。
[0016] 步驟三、建立巖石礦物種類和含量與巖樣電阻率、密度和聲波時差間的響應(yīng)模型。 地層礦物類型和含量對于測井儀器測試結(jié)果的響應(yīng)方程可由體積模型表示。設(shè)有N組典型 的巖心樣品，要計算Μ種礦物的含量，且N>M，加上體積平衡方程可以列出N+1個方程。這 樣就形成了電阻率、密度和聲波時差等三個測井響應(yīng)線性超定方程組：
[0020] 式中，ATRXpDENi和AQ分別為第i組巖樣的陣列感應(yīng)電阻率、密度和聲波時差； k為第i組巖樣的第j種礦物含量；a_j、bj和Cj分別為第j種礦物含量對巖樣電阻率、密度 和聲波時差的線性響應(yīng)系數(shù)。
[0021] 由式（1)、（2)和（3)可以分別求出aPb,和C]，即得出巖石礦物種類和含量與巖 樣電阻率、密度和聲波時差之間的響應(yīng)計算模型，分別為：
[0022] ATRX= +aMYM (4)
[0023] DEN=b1V1+b2V2+b3V3+-+bMVM (5)
[0024] AC= (6:^+(^2+(^3+…+cMVM (6)
[0025] 步驟四、鉆井地層剖面巖性反演。以步驟二中建立的測井資料數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，將所 取巖心的電阻率、密度和聲波時差分別與數(shù)據(jù)庫中的巖心樣品進(jìn)行匹配，得出三組可能的 巖心礦物類型和含量。將三組參數(shù)中每種礦物類型的含量進(jìn)行平均，作為第四種可能的巖 心礦物類型及其含量，并將四組參數(shù)代入到式（4)、（5)和(6)中進(jìn)行計算。將計算結(jié)果與 實測結(jié)果進(jìn)行對比分析，取電阻率、密度和聲波時差計算值與實測值總誤差最小的礦物成 分和類型作為所取巖心的礦物成分和含量。
[0026] 綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在 本發(fā)明的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實施例，但這些實施例都包括在本發(fā)明的范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種地層巖石礦物成分的分析方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、巖樣礦物成分的光學(xué)實驗確定：選取研究區(qū)域內(nèi)的多組具有典型代表意義的 巖心樣品，分別進(jìn)行偏光顯微鏡分析和X射線衍射分析，確定巖樣的礦物種類及含量； 步驟二、巖樣的聲學(xué)和電學(xué)特性測量：對步驟一中的巖樣，在實驗室條件下測定巖石的 聲波時差、電阻率和密度，建立具有不同礦物類型和含量的巖心樣品的相關(guān)測井資料數(shù)據(jù) 庫； 步驟三、建立巖石聲學(xué)和電學(xué)測試結(jié)果與巖石礦物成分和含量間的相互關(guān)系，以巖心 分析的結(jié)果為基礎(chǔ)，建立各測試結(jié)果與多礦物之間的計算模型； 步驟四、地層巖心樣品礦物成分反演：將所取巖心樣品的測井資料與數(shù)據(jù)庫中樣品進(jìn) 行匹配，選取可能巖石參數(shù)代入步驟三中建立的計算模型，其中計算結(jié)果與實測結(jié)果誤差 最小的巖石參數(shù)即可作為該巖心樣品的礦物成分和含量參數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了地層巖石礦物成分的分析方法，其可適用于石油鉆井現(xiàn)場所取巖心的礦物成分確定，其包括巖樣礦物成分的光學(xué)實驗確定、巖樣的聲學(xué)和電學(xué)特性等測量、建立地層巖性與電法測量結(jié)果見的計算響應(yīng)模型，以及巖心樣品地層礦物成分反演這四個基本步驟；地層巖心樣品礦物成分反演需要將所取巖心樣品的測井資料與數(shù)據(jù)庫中樣品進(jìn)行匹配，選取可能巖石參數(shù)代入步驟三中建立的計算模型，其中計算結(jié)果與實測結(jié)果誤差最小的巖石參數(shù)即可作為該巖心樣品的礦物成分和含量參數(shù)。本發(fā)明的成果可以根據(jù)測井資料得出所需指定的地層巖性參數(shù)，可彌補室內(nèi)測試周期長、費用高的不足之處。
【IPC分類】G01N29/07, G01V1/30, G01N9/36, G01N27/04
【公開號】CN105372298
【申請?zhí)枴緾N201410424600
【發(fā)明人】譚松成, 藺玉水, 高學(xué)生, 董超, 劉彬
【申請人】中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年8月24日