CN106707355A - 一种沉积岩岩性自动识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉积岩岩性自动识别方法，属于石油勘探开发技术领域。该方法采用首先检测标准岩性元素信息，建立“岩心岩性-元素信息”数据库，然后将待识别岩性样品的元素信息与建立的“岩心岩性-元素信息”数据库中的元素信息进行相关性分析，依据相关系数的大小自动识别岩性。并且采用激光诱导击穿光谱技术检测元素信息，不具有任何局限性，可以实现对沉积岩任何岩性的元素信息进行检测，同时也可以实现用肉眼无法识别岩性的细小岩屑岩样的元素信息进行检测。本发明方法实现对沉积岩岩性的自动识别，排除人为因素干扰，准确率高，操作简便，适于任何的录井现场使用，提高油气勘探开发效益。

Description

一种沉积岩岩性自动识别方法

技术领域

本发明涉及石油勘探开发技术领域，尤其涉及石油勘探开发过程中录井技术领域，具体涉及一种沉积岩岩性自动识别方法。

背景技术

岩心岩性判断是正确认识油气地质特征、认识岩性储层的渗流规律的重要手段，对于合理的指导油气水平井的部署和勘探具有重要的意义。储层岩性主要分为沉积岩、岩浆岩、变质岩三大类，针对每一类的岩性又根据储层的流体特性、沉积热性等细分为多种小类，以便于更准确的判断岩层的勘探性能。目前在录井过程中针对沉积岩岩性的识别主要有两种，一是现场地质技术人员凭借技术能力和工作经验对沉积岩岩性进行人工识别，另一种是地质实验室技术人员对沉积岩样品进行磨片处理成薄片，通过显微镜等设备观察薄片，确认岩心薄片的矿物，描述岩性。一方面，对于传统的沉积岩岩性人工识别的方法受地质技术人员技术水平及工作经验影响，同时难以快速自动识别岩性，不利于钻遇地层岩性的准确识别；另一方面，对于薄片分析方法操作复杂，不能实现对岩性的快速自动识别。

例如，申请号为201310659696.4的中国专利公开了一种非常规致密及泥页岩岩心岩性精细准确描述方法，包含以下步骤：1)将钻取的致密及泥页岩岩心进行现场岩性常规方法描述，获得致密及泥页岩岩心岩性常规描述结果；2)获得致密及泥页岩岩心岩性厘米级描述结果；3)获得致密及泥页岩岩心岩性毫米级描述结果；4)获得致密及泥页岩油岩心岩性薄片鉴定结果；5)获得致密及泥页岩油岩心岩性三尺度精细准确描述结果；6)绘制致密及泥页岩油岩心岩性剖面柱状图。该非常规致密及泥页岩岩心岩性精细准确描述方法，利用三尺度岩性描述方法对非常规致密及泥页岩岩心岩性精细准确描述，满足非常规致密及泥页岩不同研究尺度及目的的需求，但是该方法难以满足所有沉积岩岩性的识别，尤其是无法识别沉积岩中的白云岩、灰岩等。

申请号为201410037682.3的中国专利公开了一种全井段岩性识别方法，包括：从多个深度位置取出多个岩心样本，确定每一岩心样本的粒度数据及其岩性类型；确定所述多个深度位置处的多种测井参数的值，选择随着岩性样本粒度增大而增大或减小的N种测井参数作为特征参数，N≥2；根据所述多个深度位置处岩心样本点的岩性类型及所述N种特征参数的值，确定以所述特征参数坐标的N维空间中，各N维单元格与岩性类型之间的对应关系；根据全井段各深度位置处所述特征参数的值及所述对应关系，确定各深度位置处的代表岩性类型。本方法融合了传统地质分析和测井处理识别岩性类型的方法优点，所建立的交互式多维直方图岩性识别方法准确可靠，尤其在岩心资料较少的情况下特别适用。但是该方法操作复杂，难以实现录井现场对岩心岩性的快速识别。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种沉积岩岩性自动识别方法，能够准确快速的识别沉积岩岩性。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种沉积岩岩性自动识别方法，包括以下操作步骤：

1)采用激光诱导击穿光谱仪检测各个标准岩性沉积岩岩心样品的元素信息，建立“岩心岩性-元素信息”数据库；

2)采用激光诱导击穿光谱仪检测待识别岩性的沉积岩样品元素信息；

3)利用步骤2)检测到的元素信息与步骤1)中建立的“岩心岩性-元素信息”数据库中不同标准岩性的元素信息数据进行相关性分析，比较相关性系数的大小，大的相关性系数对应的标准岩性即为待识别岩性；

其中所述的元素信息为激光诱导击穿光谱元素数据信息。

所述激光诱导击穿光谱仪为中石化中原石油工程有限公司录井公司研制的ZY-LLA型激光岩性识别仪。该ZY-LLA型激光岩性识别仪包括控制器、工控机、光谱仪、激光器、样品台和电源，激光器通过光纤与样品台相连，样品台通过光纤与光谱仪相连，光谱仪通过数据线与控制器的输入端相连，控制器的输出端通过数据线与工控机相连，控制器、工控机、光谱仪和激光器分别通过电源线与电源相连；将岩屑样品放置在样品台上，启动该识别仪后，控制器控制激光器发射出高能激光照射到放置在样品台上的待测岩屑样品表面，使其产生等离子体，等离子体回到常温状态时样品所含不同元素发射出光谱通过光纤送入光谱仪进行处理，经光谱仪处理后的数据通过数据线送入控制器，控制器对从光谱仪接收到的数据进行处理并将处理后的数据通过工控机告知工作人员，工作人员即可获得岩屑样品的元素信息。

上述步骤1)和步骤2)中所述检测的检测波长范围为220.029nm～617.641nm。

上述步骤1)中所述建立“岩心岩性-元素信息”数据库的具体方法的操作步骤为：

Ⅰ：取其中的一种标准岩性沉积岩岩心样品稳定放置于激光诱导击穿光谱仪的样品台上，按照检测五个表面位置、每个位置重复检测五次的方式，得到标准岩性沉积岩岩心样品的25组激光诱导击穿光谱元素数据信息；

Ⅱ：对步骤Ⅰ中检测得到的相同表面位置的激光诱导击穿光谱元素数据分别进行加权平均得到五个不同检测位置的5组激光诱导击穿光谱元素数据，5组数据两两之间分别进行相关性分析，对于相关性系数R² _样品<0.95的数据判定为异常数据，并进行剔除，对于剔除异常数据后的数据进行均值计算，得到该标准岩性沉积岩岩心样品的激光诱导击穿光谱元素数据信息；

Ⅲ：其余每种标准岩性沉积岩岩心样品均按照上述步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的方法获得相应的激光诱导击穿光谱元素数据，统一各个标准岩性的激光诱导击穿光谱元素数据，建立“岩心岩性-元素信息”数据库。

所述标准岩性为砂岩、泥岩、页岩、灰岩、白云岩、膏岩、盐岩。

本发明沉积岩岩性自动识别方法，采用首先检测标准岩性元素信息，建立“岩心岩性-元素信息”数据库，然后将待识别岩性样品的元素信息与建立的“岩心岩性-元素信息”数据库中的元素信息进行相关性分析，依据相关系数的大小自动识别岩性。并且采用激光诱导击穿光谱技术检测元素信息，不具有任何局限性，可以实现对沉积岩任何岩性的元素信息进行检测，同时也可以实现用肉眼无法识别岩性的细小岩屑岩样的元素信息进行检测。本发明方法实现对沉积岩岩性的自动识别，准确率高，操作简便，对岩心样品不存在任何形式上的限制，可以排除人为因素干扰，适于任何的录井现场使用，能够为沉积岩油气储层水平井的部署和开采提供具有经济利益价值的数据参考，提高油气勘探开发效益。

附图说明

图1是实施例待识别岩性与标准砂岩相关性分析示意图；

图2是实施例待识别岩性与标准泥岩相关性分析示意图；

图3是实施例待识别岩性与标准页岩相关性分析示意图；

图4是实施例待识别岩性与标准灰岩相关性分析示意图；

图5是实施例待识别岩性与标准白云岩相关性分析示意图；

图6是实施例待识别岩性与标准膏岩相关性分析示意图；

图7是实施例待识别岩性与标准盐岩相关性分析示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例

本实施沉积岩岩性自动识别方法，对中原油田F3井录井施工现场的沉积岩样品进行岩性识别，具体操作步骤为：

1)从岩心库房中采集标准岩性沉积岩岩心样品，包括泥岩、页岩、砂岩、灰岩、白云岩、膏岩、盐岩；

2)将步骤1)中采集的泥岩岩心样品放置于ZY-LLA型激光岩性识别仪样品台上，按照检测样品台上样品的上、前、后、左、右五个表面位置，每个表面位置重复检测五次的方式，检测得到25组泥岩岩心激光诱导击穿光谱元素数据信息，检测波长范围为220.029nm～617.641nm；

3)将步骤2)检测到泥岩岩心相同表面位置的5组激光诱导击穿光谱元素数据分别进行加权平均得到五个不同检测位置的5组激光诱导击穿光谱元素数据，5组数据两两之间分别进行相关性分析，对于相关性系数R² _{样 品}<0.95的数据判定为异常数据，并进行剔除，对于剔除异常数据后的数据进行均值计算，得到该标准岩性沉积岩岩心样品的激光诱导击穿光谱元素数据信息。

4)按照步骤2)和3)所述的方式分别得到页岩岩心元素数据、砂岩岩心元素数据、灰岩岩心元素数据、白云岩岩心元素数据、膏岩岩心元素数据、盐岩岩心元素数据；

5)统一步骤3)和4)得到的标准岩性岩心元素数据，建立“岩心岩性-元素信息”数据库，部分数据如下表1所示；

6)重复步骤2)和3)，检测得到待识别岩性沉积岩样品的元素信息；

7)以步骤6)得到的元素信息为横坐标，分别以步骤5)中建立的“岩心岩性-元素信息”数据库中每种标准岩性元素信息为纵坐标，如图1～7所示，计算得到待识别岩性与不同标准岩性之间的相关性系数R²，具体为R² _砂岩＝0.5397、R² _泥岩＝0.7957、R² _页岩＝0.6249、R² _灰岩＝0.5905、R² _白云岩＝0.9803、R² _膏岩＝0.2580、R² _盐岩＝0.0013；

8)比较相关性系数的大小R²的大小，R² _白云岩最大，则自动识别该待识别岩性为白云岩。

表1实施例建立的“岩心岩性-元素信息”数据库(部分)

采用薄片鉴定法对上述实施例识别的岩心样品进行岩性鉴定，鉴定结果为白云岩。该结果表明本发明沉积岩岩性自动识别方法，岩性识别准确，能够对沉积岩石油天然气的储层的发现和勘探产生有效的指导，提高石油天然气的开发效益。

Claims (5)

1.一种沉积岩岩性自动识别方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

1)采用激光诱导击穿光谱仪检测各个标准岩性沉积岩岩心样品的元素信息，建立“岩心岩性-元素信息”数据库；

2)采用激光诱导击穿光谱仪检测待识别岩性的沉积岩样品元素信息；

3)利用步骤2)检测到的元素信息与步骤1)中建立的“岩心岩性-元素信息”数据库中不同标准岩性的元素信息数据进行相关性分析，比较相关性系数的大小，大的相关性系数对应的标准岩性即为待识别岩性；

其中所述的元素信息为激光诱导击穿光谱元素数据信息。

2.根据权利要求1所述的沉积岩岩性自动识别方法，其特征在于，所述激光诱导击穿光谱仪为中石化中原石油工程有限公司录井公司研制的ZY-LLA型激光岩性识别仪。

3.根据权利要求1或2所述的沉积岩岩性自动识别方法，其特征在于，步骤1)和步骤2)中所述检测的检测波长范围为220.029nm～617.641nm。

4.根据权利要求3所述的沉积岩岩性自动识别方法，其特征在于，步骤1)中所述建立“岩心岩性-元素信息”数据库的具体方法的操作步骤为：

Ⅰ：取其中的一种标准岩性沉积岩岩心样品稳定放置于激光诱导击穿光谱仪的样品台上，按照检测样品台上样品的上、前、后、左、右五个表面位置、每个位置重复检测五次的方式，得到标准岩性沉积岩岩心样品的25组激光诱导击穿光谱数据信息；

Ⅱ：对步骤Ⅰ中检测得到的25组激光诱导击穿光谱数据进行相关性分析，对于相关性系数R² _样品<0.95的数据判定为异常数据，并进行剔除，对于剔除异常数据后的数据进行均值计算，得到该标准岩性沉积岩岩心样品的元素信息；

Ⅲ：其余每种标准岩性沉积岩岩心样品均按照上述步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的方法获得相应的元素信息，统一各个标准岩性的元素信息，建立“岩心岩性-元素信息”数据库。

5.根据权利要求1或4所述的沉积岩岩性自动识别方法，其特征在于，所述标准岩性为砂岩、泥岩、页岩、灰岩、白云岩、膏岩、盐岩。