CN110145302B - 利用录井现场岩屑快速、准确命名所对应岩石名称的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用录井现场岩屑快速、准确命名所对应岩石名称的方法，具体步骤如下：第一步，确定岩屑颜色，通过岩屑图像分析仪获取岩屑图像的步骤；计算岩屑图像的每一个像素的颜色的步骤；对岩屑图像全部像素进行颜色统计并确定岩屑所对应岩石颜色的步骤。第二步，确定岩屑岩性：通过元素录井分析仪获取岩屑岩石中化学元素、含量百分比的步骤；将岩屑岩石中化学元素含量百分比带入公式计算得出岩屑所对应岩性的步骤。最后将岩屑颜色与岩屑岩性合并得到最终的岩屑所对应岩石命名，能做到方便快速以满足现场录井环境及时性的要求。

Description

利用录井现场岩屑快速、准确命名所对应岩石名称的方法
技术领域
本发明涉及一种石油天然气勘探开发岩屑录井过程中，根据岩屑的颜色、元素的统计学特征开发的一种利用录井现场岩屑快速、准确命名所对应岩石名称的方法。
背景技术
在岩屑录井中，岩屑所对应的岩石名称判定是非常重要的基础工作。传统的岩屑所对应的岩石名称判定是依靠人的视觉、触觉通过描述岩屑的颜色、岩性进行名称判定的，例如“浅灰色细砂岩”就是使用“颜色+岩性”的名称判定方式。这种名称判定方法简单快速，但是带有主观性、随意性、经验性的缺陷。另一方面，随着相关领域的技术进步，如岩屑图像分析仪能够对岩屑进行高分辨率的成像，元素录井分析仪能够在原子层面上分析出岩屑的元素组成和百分含量。这些录井技术能够在录井现场获得比以往更加真实准确的岩屑数据。如何从岩屑的图像数据、元素录井数据中挖掘出代表地层岩石特性的有用信息然后进行准确名称判定，同时满足快速、准确的录井现场工作要求，正是本发明要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用录井现场岩屑快速、准确命名所对应岩石名称的方法，满足快速、准确的录井现场工作要求。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用录井现场岩屑快速、准确命名所对应岩石名称的方法，包括以下步骤：
步骤1，确定岩屑颜色
(1)通过岩屑图像分析仪，在稳定光照条件下对岩屑进行成像，岩屑图像由像素矩阵组成，每个像素由蓝色B、绿色G、红色R三个颜色分量组成，B、G、R取值范围是0～255的整数；
(2)应用中石油标准《SY/T 5751-2012石油地质岩石名称及颜色代码》，将其中给出的112种颜色作为标准颜色，根据勾股定理计算出岩屑图像的每一个像素与112种标准颜色的距离，选择距离最短的标准颜色作为该像素的颜色；
(3)对岩屑图像全部像素进行颜色统计，统计每种标准颜色所属的像素数量，并按照像素数量多少进行排序，然后将像素数量最多的颜色定为岩屑所对应的岩石颜色；
步骤2，确定岩屑岩性
(1)通过元素录井分析仪获取岩屑化学元素、百分比；
(2)将岩屑化学元素、百分比带入公式计算得出岩屑岩性，依次包括以下步骤：
A.根据“(Fe+Mg)％-(Na+K)％火成岩与沉积岩判别公式”对岩屑岩性进行火成岩与沉积岩的判断：
当10×(Na+K)％+2.2×(Fe+Mg)％-55％≥0时，岩屑岩性为火成岩(包含沉凝灰岩)；
当10×(Na+K)％+2.2×(Fe+Mg)％-55％＜0时，岩屑岩性为沉积岩；
B.若岩屑岩性为沉积岩，则再根据“Si％-(Mg+Ca)％碳酸盐岩与砂泥岩判别公式”对岩屑进行碳酸盐岩与砂泥岩判断：
当(Ca+Mg)％-Si％≥0时，岩屑岩性为碳酸盐岩；
当(Ca+Mg)％-Si％＜0时，岩屑岩性为砂泥岩；
C.若岩屑岩性为砂泥岩，则根据岩屑所处的地质年代和对应的“标准砂泥岩砂质泥质百分含量计算公式”得到岩屑中砂质、泥质的百分含量，标准砂泥岩砂质泥质百分含量计算公式如下：
①新生代砂质％＝5.97×(Si％-23.24％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
②新生代泥质％＝4.90×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
③中生代砂质％＝5.43×(Si％-21.57％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
④中生代泥质％＝5.15×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑤晚古生代砂质％＝5.49×(Si％-21.78％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑥晚古生代泥质％＝4.86×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑦早古生代砂质％＝5.14×(Si％-20.55％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑧早古生代泥质％＝5.16×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑨元古代砂质％＝4.94×(Si％-19.75％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑩元古代泥质％＝4.96×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
对应上述公式计算后比较计算结果，若砂质％＞泥质％，则岩屑岩性名称判定为砂岩；若砂质％≤泥质％，则岩屑岩性名称判定为泥岩；
步骤3，将步骤1得到的岩屑颜色与步骤2得到的岩屑岩性合并，得到最终的岩屑所对应的岩石名称。
本发明的有益效果是：相比较传统的凭借人的感官名称判定方法更加准确，同时又能做到方便快速以满足现场录井环境及时性的要求。
附图说明
图1是岩屑图像颜色分析报告图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
本发明的利用录井现场岩屑快速、准确命名所对应岩石名称的方法，包括以下步骤：
步骤1，确定岩屑颜色
(1)通过岩屑图像分析仪，在稳定光照条件下对岩屑进行成像，岩屑图像由像素矩阵组成，每个像素由蓝色B、绿色G、红色R三个颜色分量组成，B、G、R取值范围是0～255的整数；
(2)应用中石油标准《SY/T 5751-2012石油地质岩石名称及颜色代码》，将其中给出的112种颜色作为标准颜色，根据勾股定理计算出岩屑图像的每一个像素与112种标准颜色的距离，选择距离最短的标准颜色作为该像素的颜色；
(3)对岩屑图像全部像素进行颜色统计，统计每种标准颜色所属的像素数量，并按照像素数量多少进行排序，然后将像素数量最多的颜色定为岩屑所对应的岩石颜色；
步骤2，确定岩屑岩性
(1)通过元素录井分析仪获取岩屑化学元素、百分比；
(2)将岩屑化学元素、百分比带入公式计算得出岩屑岩性，依次包括以下步骤：
A.根据“(Fe+Mg)％-(Na+K)％火成岩与沉积岩判别公式”对岩屑岩性进行火成岩与沉积岩的判断：
当10×(Na+K)％+2.2×(Fe+Mg)％-55％≥0时，岩屑岩性为火成岩(包含沉凝灰岩)；
当10×(Na+K)％+2.2×(Fe+Mg)％-55％＜0时，岩屑岩性为沉积岩；
B.若岩屑岩性为沉积岩，则再根据“Si％-(Mg+Ca)％碳酸盐岩与砂泥岩判别公式”对岩屑进行碳酸盐岩与砂泥岩判断：
当(Ca+Mg)％-Si％≥0时，岩屑岩性为碳酸盐岩；
当(Ca+Mg)％-Si％＜0时，岩屑岩性为砂泥岩；
C.若岩屑岩性为砂泥岩，则根据岩屑所处的地质年代和对应的“标准砂泥岩砂质泥质百分含量计算公式”得到岩屑中砂质、泥质的百分含量，标准砂泥岩砂质泥质百分含量计算公式如下：
①新生代砂质％＝5.97×(Si％-23.24％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
②新生代泥质％＝4.90×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
③中生代砂质％＝5.43×(Si％-21.57％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
④中生代泥质％＝5.15×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑤晚古生代砂质％＝5.49×(Si％-21.78％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑥晚古生代泥质％＝4.86×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑦早古生代砂质％＝5.14×(Si％-20.55％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑧早古生代泥质％＝5.16×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑨元古代砂质％＝4.94×(Si％-19.75％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑩元古代泥质％＝4.96×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
对应上述公式计算后比较计算结果，若砂质％＞泥质％，则岩屑岩性名称判定为砂岩；若砂质％≤泥质％，则岩屑岩性名称判定为泥岩；
步骤3，将步骤1得到的岩屑颜色与步骤2得到的岩屑岩性合并，得到最终的岩屑所对应的岩石名称。
步骤1“确定岩屑颜色”的三个步骤使用开源的计算机视觉库opencv和微软开发环境vs2017开发的C++程序来实现。
中石油标准《SY/T 5751-2012石油地质岩石名称及颜色代码》中第38～41页提供的112种颜色的RGB数值。
“RGB全颜色转标准颜色字典”提供了全部2563种RGB颜色与112种标准颜色的映射关系，字典中的每个数字都代表着112种标准颜色中的一个，而数字的序号代表着全部2563种RGB颜色中的一个(序号＝2562B+2561G+2560R，序号从0开始)，例如字典中第一个数字是8，表示序号＝1的颜色(B＝0,G＝0,R＝0)对应第8号标准颜色。
“岩屑颜色识别程序源码”提供了标准颜色数组，该程序通过读取岩屑图像中的每一个像素，并根据“RGB全颜色转标准颜色字典”，对每一个像素进行标准颜色命名，然后全部标准颜色进行像素数量统计并排序。最后输出岩屑图像的标准颜色排行表，保存在与岩屑图像同名的txt文件中。
应用实例说明：
某井1560.00m岩屑图像颜色分析报告如图1所示，岩屑所对应的岩石颜色名称判定为浅棕色。
1560.00m岩屑图像颜色排行表完整表单如表1所示。
表1岩屑颜色排行表
Figure BDA0002050025880000051
Figure BDA0002050025880000061
某井1560.00m岩屑中主要元素组成表见表2。
表2 1560m岩屑主要元素组成表
井深 地质年代 Na含量 Mg含量 Al含量 Si含量 K含量 Ca含量 Fe含量 Al+Fe Mg+Ca Ka+K Fe+Mg
1560 中生界 2.1488 0.3271 5.1113 32.0046 1.9808 1.7467 0.7012 6.8125 2.0738 4.1296 2.0283
将某井1560.00m岩屑元素百分含量带入“(Fe+Mg)％-(Na+K)％火成岩与沉积岩区分公式”，得到：
10(Na+K)％+2.2(Fe+Mg)％-55％＝10×4.13％+2.2×2.03％-55％<0
计算结果说明1560.00m岩屑岩性为沉积岩，将1560.00m岩屑元素百分含量带入“Si％-(Mg+Ca)％碳酸盐岩与砂泥岩区分公式”，得到：
(Ca+Mg)％-Si％＝2.07％-32.00％<0
计算结果说明1560.00m岩屑岩性为砂泥岩。已知1560.00m岩屑属于新生代地层，将1560.00m岩屑带入新生代砂泥岩计算公式，得到：
新生代砂质％＝5.97(Si％-23.24％)[100％-min(2.5Ca％,7.7Mg％)]
＝5.97(32.00％-23.24％)[100％-min(2.5×1.75％,7.7×0.33％)]
＝50.97％
新生代泥质％＝4.90(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)[100％-min(2.5Ca％,7.7Mg％)]
＝4.90(5.11％+1.70％/2.7+0.33％/0.89-3.59％)[100％-min(2.5×1.75％,7.7×0.33％)]
＝12.04％
根据计算结果，砂质％>泥质％，因此1560.00m岩屑岩性名称判定为砂岩。
综合上述岩屑颜色和岩性结论，1560.00m岩屑所对应岩性最终名称判定为浅棕色砂岩。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (1)

1.一种利用录井现场岩屑快速、准确命名所对应岩石名称的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定岩屑颜色
(1)通过岩屑图像分析仪，在稳定光照条件下对岩屑进行成像，岩屑图像由像素矩阵组成，每个像素由蓝色B、绿色G、红色R三个颜色分量组成，B、G、R取值范围是0～255的整数；
(2)应用中石油标准《SY/T 5751-2012石油地质岩石名称及颜色代码》，将其中给出的112种颜色作为标准颜色，根据勾股定理计算出岩屑图像的每一个像素与112种标准颜色的距离，选择距离最短的标准颜色作为该像素的颜色；
(3)对岩屑图像全部像素进行颜色统计，统计每种标准颜色所属的像素数量，并按照像素数量多少进行排序，然后将像素数量最多的颜色定为岩屑所对应的岩石颜色；
步骤2，确定岩屑岩性
(1)通过元素录井分析仪获取岩屑化学元素、百分比；
(2)将岩屑化学元素、百分比带入公式计算得出岩屑岩性，依次包括以下步骤：
A.根据“(Fe+Mg)％-(Na+K)％火成岩与沉积岩判别公式”对岩屑岩性进行火成岩与沉积岩的判断：
当10×(Na+K)％+2.2×(Fe+Mg)％-55％≥0时，岩屑岩性为火成岩；
当10×(Na+K)％+2.2×(Fe+Mg)％-55％＜0时，岩屑岩性为沉积岩；
B.若岩屑岩性为沉积岩，则再根据“Si％-(Mg+Ca)％碳酸盐岩与砂泥岩判别公式”对岩屑进行碳酸盐岩与砂泥岩判断：
当(Ca+Mg)％-Si％≥0时，岩屑岩性为碳酸盐岩；
当(Ca+Mg)％-Si％＜0时，岩屑岩性为砂泥岩；
C.若岩屑岩性为砂泥岩，则根据岩屑所处的地质年代和对应的“标准砂泥岩砂质泥质百分含量计算公式”得到岩屑中砂质、泥质的百分含量，标准砂泥岩砂质泥质百分含量计算公式如下：
①新生代砂质％＝5.97×(Si％-23.24％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
②新生代泥质％＝4.90×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
③中生代砂质％＝5.43×(Si％-21.57％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
④中生代泥质％＝5.15×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑤晚古生代砂质％＝5.49×(Si％-21.78％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑥晚古生代泥质％＝4.86×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑦早古生代砂质％＝5.14×(Si％-20.55％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑧早古生代泥质％＝5.16×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑨元古代砂质％＝4.94×(Si％-19.75％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
⑩元古代泥质％＝4.96×(Al％+Fe％/2.7+Mg％/0.89-3.59％)×[100％-min(2.5×Ca％,7.7×Mg％)]
对应上述公式计算后比较计算结果，若砂质％＞泥质％，则岩屑岩性名称判定为砂岩；若砂质％≤泥质％，则岩屑岩性名称判定为泥岩；
步骤3，将步骤1得到的岩屑颜色与步骤2得到的岩屑岩性合并，得到最终的岩屑所对应的岩石名称。
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