CN102944570A - 一种基于x射线元素荧光的岩石样品岩性定名的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于X射线元素荧光的岩石样品岩性定名的分析方法。本方法利用X射线荧光光谱仪对未知岩石样品岩性进行分析定名。首先确定各种岩性在分析时使用的元素种类，然后将此地区测得的已知岩性样品的元素含量数据存入模板数据库。软件根据使用的元素种类及模板数据库自动识别元素正态分布的期望值与标准差。根据样品元素含量及期望值与标准差，计算出该样品这种岩性的概率值。最终取概率值最高的岩性名为此岩石样品的岩性名。本方法在对油田现场录井复杂地层的高维元素分析中，通过对已知岩性的统计、分类、分析后的模板建立，提高了岩性定名的准确性，实施本方法不需要对模板建立人员的苛刻要求，便于在油田现场录井作业中推广和应用。

Description

一种基于X射线元素荧光的岩石样品岩性定名的分析方法

技术领域

本发明涉及油田现场对岩石样品进行岩性定名方法，特别涉及一种基于X射线元素荧光的岩石样品岩性定名的分析方法。

背景技术

油田现场对岩石样品进行岩性定名需要进行岩石样品元素含量的检测与记录，并通过相应的解释分析方法对岩性定名进行判断。目前，各油田录井公司采用的元素分析方法包括曲线交汇法，图版分析法等。这些方法，使用元素种类少，维度利用率低，不适合高维的元素分析；而且模板建立人员需要一定的理论基础及实践经验，模板难以准确建立。因此，目前的分析方法对复杂地层的高维元素分析并不适用。

发明内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提供一种基于X射线元素荧光的岩石样品岩性定名的分析方法。本方法利用X射线荧光光谱仪和基于统计规律对未知岩石样品岩性进行分析定名。在同一地区，同种岩性的岩石各元素含量具有正态分布的规律。本方法首先确定各种岩性在分析时使用的元素种类，然后将在此地区测得的已知岩性岩石样品的元素含量数据存入模板数据库。软件根据使用的元素种类及模板数据库自动识别元素正态分布的期望值与标准差。软件分析时，根据岩石样品元素含量及模板期望值与标准差，计算出该岩石样品这种岩性的概率值。最终，取概率值最高的岩性名为此岩石样品的岩性名。

本发明采取的技术方案是：.一种基于X射线元素荧光的岩石样品岩性定名的分析方法，其特征在于，利用X射线荧光光谱仪对未知岩石样品岩性进行分析定名，其分析步骤如下：

一、建立模板数据库：首先人工选定各岩性使用的分析元素种类，对同一地区已知岩性的岩石样品进行数据采集并汇总存入模板数据库；

二、建立模板：根据选定的分析元素的含量通过模板数据库获得已知岩性样品各岩性各元素含量分布的期望值与标准差，并保存到模板文件；

三、检测并读取未知岩性样品元素含量数据；

四、根据已知岩石样品各岩性各元素含量分布的期望值与标准差以及未知岩性样品元素数据，使用正态分布模型计算未知岩性样品各岩性各元素的概率值；

五、对未知岩性样品各岩性各元素概率值取几何平均值；

六、比较未知岩性样品各岩性各元素概率值的几何平均值，其中最高值的岩性即为未知岩性的岩性名。

本发明所产生的有益效果是：本方法在对油田现场录井复杂地层的高维元素分析中，通过对已知岩性的统计、分类、分析后的模板建立，提高了岩性定名的准确性，实施本方法不需要对模板建立人员的苛刻要求，便于在油田现场录井作业中推广和应用。

附图说明

图1是本发明的软件流程图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明：

实施例：

一、建立模板数据库：首先汇总同一地区的安山岩、煌斑岩、玄武质泥岩的各元素含量并存入模板数据库；安山岩、煌斑岩、玄武质泥岩的各元素含量数据见表1、表2和表3（由于篇幅所限，本表仅列出8种元素及5条数据）。

表1安山岩数据

表2煌斑岩数据

表3玄武质泥岩数据

二、建立模板：通过观察，优选出Al、Si、K、Ca、Ti、Fe这6种主要元素作为分析元素。根据选定的分析元素通过模板数据库获得安山岩、煌斑岩、玄武质泥岩各元素的期望值与标准差，见表4、表5、表6，并保存到模板文件。

表4安山岩模板

岩性	Al期望	Al标准差	Si期望	Si标准差	K期望	K标准差
							安山岩	15.15	0.55	55.00	1.67	7.05	0.58
岩性	Ca期望	Ca标准差	Ti期望	Ti标准差	Fe期望	Fe标准差
							安山岩	4.00	1.00	1.25	0.15	12.80	1.13

表5煌斑岩模板

岩性	Al期望	Al标准差	Si期望	Si标准差	K期望	K标准差
							煌斑岩	7.10	1.20	36.00	1.33	14.90	0.63
岩性	Ca期望	Ca标准差	Ti期望	Ti标准差	Fe期望	Fe标准差
							煌斑岩	7.00	0.83	3.40	0.27	18.15	0.58

表6玄武质泥岩模板

岩性	Al期望	Al标准差	Si期望	Si标准差	K期望	K标准差
							玄武质泥岩	2.10	0.70	26.50	1.83	5.30	0.77
岩性	Ca期望	Ca标准差	Ti期望	Ti标准差	Fe期望	Fe标准差
							玄武质泥岩	23.50	3.83	5.55	0.58	29.35	2.68

三、检测并读取未知岩性样品元素含量数据：检测未知岩性样品元素含量数据见表7。

表7未知岩性样品数据

四、根据已知岩石样品各岩性各元素含量分布的期望值与标准差以及未知岩性样品元素含量数据，使用正态分布模型计算未知岩性样品各岩性各元素的概率值：

式中：ƒ_{μ , σ}(y)为未知岩性样品此岩性此元素的概率值；

y为未知岩性样品此元素的含量值；

μ为未知岩性此元素的期望值；

σ为未知岩性此元素的标准差。

经过计算得出：

安山岩_Al=1.64*10^-57

安山岩_Si=2.65*10^-26

安山岩_K=8.63*10^-24

安山岩_Ca=1.67*10^-6

安山岩_Ti=5.94*10^-82

安山岩_Fe=2.29*10^-6

煌斑岩_Al=0.78

煌斑岩_Si=0.79

煌斑岩_K=1.48*10^-2

煌斑岩_Ca=3.50*10^-2

煌斑岩_Ti=1.89*10^-2

煌斑岩_Fe=0.77

玄武质泥岩_Al=2.22*10^-8

玄武质泥岩_Si=9.92*10^-8

玄武质泥岩_K=5.53*10^-23

玄武质泥岩_Ca=9.13*10^-4

玄武质泥岩_Ti=5.64*10^-2

玄武质泥岩_Fe=3.16*10^-4。

五、对未知岩性样品各岩性各元素概率值取几何平均值：

安山岩_总=(安山岩_Al*安山岩_Si*安山岩_K*安山岩_Ca*安山岩_Ti*安山岩_Fe)^1/6=9.74*10^-34。

煌斑岩_总=(煌斑岩_Al*煌斑岩_Si*煌斑岩_K*煌斑岩_Ca*煌斑岩_Ti*煌斑岩_Fe)^1/6=0.13。

玄武质泥岩_总=(玄武质泥岩_Al*玄武质泥岩_Si*玄武质泥岩_K*玄武质泥岩_Ca*玄武质泥岩_Ti*玄武质泥岩_Fe)^1/6=3.54*10^-8。

六、岩性定名：比较未知岩性样品各岩性各元素概率值的几何平均值，其中最高值的岩性即为未知岩性的岩性名。

因为：煌斑岩_总>玄武质泥岩_总>安山岩_总；

所以：未知样品的岩性定名为煌斑岩。

参照图1，本发明软件流程包括以下步骤：

1）数据分析：根据岩石样品的元素含量进行岩性分析，并保存入库。

2）数据回放：可对已经保存入库的元素数据进行查看和修改，并进行保存。

3）显示设置：设置软件界面显示数据表格及饼图显示的元素种类及次序。

4）生成报告：根据数据库生成岩石分析解释报告。

5）模板建立：确定各岩性的使用元素，并导入模板数据库。对生成的模板期望值与标准差进行修改及保存。

6）曲线显示：确定绘制曲线的元素种类，含量范围和颜色。读取分析数据库，绘制元素曲线，进行查看。

7）生成长图：确定长图的通道数，每个通道的元素数，元素种类，含量范围和颜色，图头，图底等，进行长图绘制。

Claims (1)

1.一种基于X射线元素荧光的岩石样品岩性定名的分析方法，其特征在于，利用X射线荧光光谱仪对未知岩石样品岩性进行分析定名，其分析步骤如下：

一、建立模板数据库：首先人工选定各岩性使用的分析元素种类，对同一地区已知岩性的岩石样品进行数据采集并汇总存入模板数据库；

二、建立模板：根据选定的分析元素的含量通过模板数据库获得已知岩性样品各岩性各元素含量分布的期望值与标准差，并保存到模板文件；

三、检测并读取未知岩性样品元素含量数据；

四、根据已知岩石样品各岩性各元素含量分布的期望值与标准差以及未知岩性样品元素数据，使用正态分布模型计算未知岩性样品各岩性各元素的概率值；

五、对未知岩性样品各岩性各元素概率值取几何平均值；

六、比较未知岩性样品各岩性各元素概率值的几何平均值，其中最高值的岩性即为未知岩性的岩性名。

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