CN112630847A - 岩心归位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种岩心归位方法，包括：步骤S1：建立岩心自然伽马解释模型，确定岩心自然伽马解释杆状图；步骤S2：将岩心自然伽马解释杆状图与相对应的测井自然伽马曲线对比，将岩心深度和测井深度统一，确定岩心的归位深度，然后对岩心进行精细归位。本发明解决了现有技术中岩心归位不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气勘探及固体矿产钻探技术领域，具体而言，涉及一种岩心归位方法。
背景技术
随着常规油气勘探及固体矿产钻探程度的不断提高，勘探难度日益加大，寻找新的接替领域成为当今油气勘探及固体矿产勘探的重要问题，页岩油气及致密油气等具有资源丰富、勘探潜力大、勘探程度低的特征。岩心是最为可靠的反映地下地质特征的第一手资料，但由于钻井取心中的钻杆和测井系统中的电缆张力的差异,导致岩心钻井深度和测井深度存在一定的差异，所以在对岩心资料开展分析研究之前,首要工作是进行岩心归位，岩心归位的精确度直接关系到测井评价的准确与否。传统的岩心归位方法通常是通过观察、以肉眼观察的典型岩性段或岩性组合段为标志层分段控制归位,手动进行归位调整。这种方法虽然灵活性较高，但在归位中受主观因素的影响很大：同一块岩心，不同的人可能会有不同的归位结果，即使同一个人在不同的归位中也可能得到不同的归位深度。尤其是对于页岩油及致密油等细粒沉积岩，归位难度更大，这给测井的储层评价带来很大的困难。寻求一种有效的、简单方便、易于操作、准确性高的方法，是亟待解决的问题。
由上可知，现有技术中存在岩心归位不准确的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种岩心归位方法，以解决现有技术中岩心归位不准确的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种岩心归位方法，包括：步骤S1：建立岩心自然伽马解释模型，确定岩心自然伽马解释杆状图；步骤S2：将岩心自然伽马解释杆状图与相对应的测井自然伽马曲线对比，将岩心深度和测井深度统一，确定岩心的归位深度，然后对岩心进行精细归位。
进一步地，建立岩心自然伽马解释模型包括以下步骤：步骤S11：确定岩心自然伽马放射性；步骤S12：确定岩心自然伽马参数值。
进一步地，在步骤S11中，通过岩心元素分析资料确定岩心的自然伽马放射性。
进一步地，岩心元素分析资料包括铀元素的质量分数、钍元素的质量分数和钾元素的质量分数。
进一步地，岩心元素分析资料的获取方法为：在岩心上每隔12.5厘米选取一个测量点，采用分析仪器对岩心进行等间距测量，以获取多个测量点的岩心元素分析资料。
进一步地，在步骤S12中，将测量点的地层源强密度Am进行归一化处理后得到测量点的岩心自然伽马参数值，地层源强密度Am的计算公式为：
Am＝aU×ωU+aTH×ωTH+aK×ωK；
其中，aU为每克铀元素每秒平均发射的光子数，单位为光子数/s；ωU为每克岩心内的铀元素的质量分数，单位为％；aTH为每克钍元素每秒平均发射的光子数，单位为光子数/s；ωTH为每克岩心内的钍元素的质量分数，单位为％；aK为每克钾元素每秒平均发射的光子数，单位为光子数/s；ωK为每克岩心内的钾元素的质量分数，单位为％。
进一步地，将多个测量点的岩心自然伽马参数值根据测量点的深度顺次连续排列，得到岩心自然伽马解释杆状图。
进一步地，在步骤S2中，将岩心自然伽马解释杆状图移动预设距离后与测井自然伽马曲线重合，预设距离为岩心的归位深度。
进一步地，分析仪器为XDF分析仪。
进一步地，在步骤S2中，测井自然伽马曲线由伽马测量仪器在井中直接测量得到。
应用本发明的技术方案，通过建立岩心自然伽马解释模型，确定岩心自然伽马解释杆状图，然后将岩心自然伽马解释杆状图与相对应的测井自然伽马曲线对比，将岩心深度和测井深度统一，确定岩心的归位深度，从而对岩心进行精细归位，解决了现有技术中岩心归位不准确的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明中的岩心归位方法的流程图；
图2示出了本发明的一个具体实施例中的岩心归位前后对比示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中岩心归位不准确的问题，本发明提供了一种岩心归位方法。
如图1所示，岩心归位方法包括：步骤S1：建立岩心自然伽马解释模型，确定岩心自然伽马解释杆状图；步骤S2：将岩心自然伽马解释杆状图与相对应的测井自然伽马曲线对比，将岩心深度和测井深度统一，确定岩心的归位深度，然后对岩心进行精细归位。
通过建立岩心自然伽马解释模型，确定岩心自然伽马解释杆状图，然后将岩心自然伽马解释杆状图与相对应的测井自然伽马曲线对比，从而将岩心深度和测井深度统一，确定岩心的归位深度，从而对岩心进行精细归位。
在本实施例中，建立岩心自然伽马解释模型包括以下步骤：步骤S11：确定岩心自然伽马放射性；步骤S12：确定岩心自然伽马参数值。
在本实施例中，在步骤S11中，通过岩心元素分析资料确定岩心的自然伽马放射性。
在本实施例中，岩心元素分析资料的获取方法为：在岩心上每隔12.5厘米选取一个测量点，采用分析仪器对岩心进行等间距测量，以获取多个测量点的岩心元素分析资料。
在本实施例中，岩心元素分析资料包括铀元素的质量分数、钍元素的质量分数和钾元素的质量分数。
自然伽马测井单位为API，是仪器在经标准化，效率刻度后产生的单位。而实质上测量的原理是由井下仪器在井内由下向上提升时，捕获来自岩层的自然伽马射线，经过闪烁计数器，将射线信号转变为连续记录的自然伽马强度信息。因而测量得到的自然伽马强度实际上为仪器有效探测范围内的地层自然伽马通量，计数率曲线则直接反映地层通量密度沿井的分布情况。
岩石中的自然伽马放射性取决于岩石中的铀元素、钍元素和钾元素的含量。含有铀元素、钍元素和钾元素的岩心就是一种分布在有限空间的γ源，核辐射的强弱是用活度来表征的，即放射源在单位时间内发生衰变的原子核数，单位为贝里，单位质量的放射源的活度叫作比活度。每种放射性核素的活度和单位时间内发射的光子数成正比，γ源在单位时间内发射的光子总数称为源强，而单位体积的源强称为源强密度，因此可以用源强密度表征放射性核素的强弱，通过测量单位时间的光子数可以评价γ源的强弱，最终得到的岩心自然伽马测井曲线可以用来与岩心自然伽马解释杆状图对比，进而对岩心进行归位整理。
已知地层中存在一种发射单能光子的放射性元素，地层的密度为ρ，每克岩石中含有q克该种放射性元素，每克该种放射性元素每秒平均发射a个光子，则其源强密度A为：
A＝aqρ；
其中，ρ的单位为g/cm3；q的单位为g；a的单位为衰变次数/gs。
自然伽马射线的强度通过通量密度Φ表示。通量密度Φ的定义为：设有一球体通过球心的截面积为s，N为时间t内进入球体的光子数，则通量密度Φ的计算公式为：
Φ＝N/st；
其中，通量密度Φ与测量仪器在单位时间内的计数率成正比。
现已知每克地层放射元素质量分数ω和每克元素每秒平均发射的光子数a，可得到每克地层所释放出的光子量ωa，地层密度为ρ，则地层源强密度
单位体积地层在距离为r处产生的通量密度为：
相应的，探测半径为r时的光子通量密度为：
其中μm为质量衰减系数，在沉积岩中变化较小；Am为单位质量岩石每秒发射的光子数。
在本实施例中，由于在每个测量点通过测量仪器测得的计数率与地层在该测量点造成的通量密度成正比，因此，可以通过λAm来计算自然伽马参数值，其中λ为待定系数；Am为单位质量岩石每秒发射的光子数，也就是源强密度。
在本实施例中，在步骤S12中，将测量点的源强密度Am进行归一化处理后得到测量点的岩心自然伽马参数值，源强密度Am的计算公式为：
Am＝aU×ωU+aTH×ωTH+aK×ωK；
其中，aU为每克铀元素每秒平均发射的光子数，单位为光子数/s；ωU为每克岩心内的铀元素的质量分数，单位为％；aTH为每克钍元素每秒平均发射的光子数，单位为光子数/s；ωTH为每克岩心内的钍元素的质量分数，单位为％；aK为每克钾元素每秒平均发射的光子数，单位为光子数/s；ωK为每克岩心内的钾元素的质量分数，单位为％。
经查表可知，aU＝2.8*104/s；aTH＝1.0*104/s；ak＝3.4/s。
在本实施例中，归一化处理是一种简化计算的方式，即将有量纲的表达式，经过变换，化为无量纲的表达式，成为标量。归一化处理的具体步骤是算出岩心的所有测量点的源强密度后相加求和，然后求出每个岩心的测量点所占比重，优化数据做比较。这样做线性处理使得数据改变后不会造成“失效”，反而能提高数据的准确性。
如图2所示，将多个测量点的岩心自然伽马参数值根据测量点的深度顺次连续排列，得到岩心自然伽马解释杆状图。经过归一化处理后，岩心自然伽马解释杆状图中的每一个线条均代表了一个测量点所处深度的测量值。而测井自然伽马曲线中的每一点也代表了井的对应深度的自然伽马测量值。由于钻井取心中的钻杆和测井系统中的电缆张力的差异，使得在岩心归位前岩心自然伽马解释杆状图反映的岩心深度与测井自然伽马曲线反映的测井深度具有一定的差异。
如图2所示，在步骤S2中，将岩心自然伽马解释杆状图移动预设距离后与测井自然伽马曲线重合，预设距离为岩心的归位深度。在本实施例中，将岩心自然伽马解释杆状图向下移动3.79米后与测井自然伽马曲线基本重合，因此岩心的归位深度为3.79米。当移动一定距离使得岩心自然伽马解释杆状图与测井自然伽马曲线重合后，意味着岩心自然伽马解释杆状图反映的岩心深度与测井自然伽马曲线反映的测井深度完成了统一，从而完成了岩心归位。
在本实施例中，分析仪器为XDF分析仪。XDF分析仪能够直接地测量出测量点处的岩心铀元素的质量分数、钍元素的质量分数和钾元素的质量分数，大大提高了测量效率。
表1岩心中各组分质量分数表
| 序号 | 岩心筒次 | 岩心块号 | U | Th | K | 岩样源强密度 | 归一化处理 | 优化值 | 深度 | 深度校正值 | 位移深度 |
| 48 | 19 | 146/154 | 0.83 | 2.68 | 30390.59 | 153368.006 | 0.002551425 | 51.02850103 | 4860.45 | 3.79 | 4864.24 |
| 49 | 19 | 140/154 | 2.58 | 3.73 | 38296.92 | 239749.528 | 0.003988465 | 79.76930362 | 4859.3 | 3.79 | 4863.09 |
| 50 | 19 | 136/154 | 5.98 | 3.43 | 45860.65 | 357666.21 | 0.005950123 | 119.0024637 | 4858.55 | 3.79 | 4862.34 |
| 51 | 19 | 133/154 | 3.5 | 4.63 | 55007.64 | 331325.976 | 0.005511928 | 110.2385585 | 4857.65 | 3.79 | 4861.44 |
| 52 | 19 | 129/154 | 6.87 | 3.11 | 13383.91 | 268965.294 | 0.004474498 | 89.48995387 | 4856.65 | 3.79 | 4860.44 |
| 53 | 19 | 126/154 | 9.08 | 2.59 | 61177.64 | 488143.976 | 0.008120747 | 162.4149393 | 4855.8 | 3.79 | 4859.59 |
| 54 | 19 | 120/154 | 6.53 | 3.2 | 57656.16 | 410870.944 | 0.006835235 | 136.7047074 | 4854.95 | 3.79 | 4858.74 |
| 55 | 19 | 115/154 | 4.46 | 1.82 | 29485.49 | 243330.666 | 0.004048041 | 80.96081748 | 4853.65 | 3.79 | 4857.44 |
| 56 | 19 | 108/154 | 8.16 | 2.12 | 49710.04 | 418694.136 | 0.006965382 | 139.3076347 | 4852.05 | 3.79 | 4855.84 |
| 57 | 19 | 102/154 | 3.95 | 3.89 | 38035.34 | 278820.156 | 0.004638443 | 92.76885701 | 4850.8 | 3.79 | 4854.59 |
| 58 | 19 | 99/154 | 2.43 | 3.78 | 44311.83 | 256500.222 | 0.004267129 | 85.3425834 | 4849.95 | 3.79 | 4853.74 |
| 59 | 19 | 97/154 | 4.99 | 4.94 | 25842.31 | 276983.854 | 0.004607894 | 92.15788383 | 4849.5 | 3.79 | 4853.29 |
| 60 | 19 | 94/154 | 5.67 | 3.72 | 87646.74 | 493958.916 | 0.008217484 | 164.3496823 | 4849.15 | 3.79 | 4852.94 |
| 61 | 19 | 93/154 | 3.59 | 2.58 | 66526.84 | 352511.256 | 0.005864366 | 117.2873108 | 4848.75 | 3.79 | 4852.54 |
| 62 | 19 | 89/154 | 8.62 | 2.02 | 93696.88 | 580129.392 | 0.009651013 | 193.0202658 | 4847.7 | 3.79 | 4851.49 |
| 63 | 19 | 78/154 | 9.28 | 4.89 | 57309.92 | 503593.728 | 0.008377769 | 167.5553705 | 4846.25 | 3.79 | 4850.04 |
| 64 | 19 | 72/154 | 2.93 | 1.63 | 13004.57 | 142555.538 | 0.002371549 | 47.43098386 | 4844.5 | 3.79 | 4848.29 |
| 66 | 19 | 55/154 | 4.91 | 1.8 | 36791.21 | 280570.114 | 0.004667555 | 93.35110187 | 4840.85 | 3.79 | 4844.64 |
| 68 | 19 | 39/154 | 2.49 | 2.11 | 46109.13 | 247591.042 | 0.004118916 | 82.37832695 | 4838.2 | 3.79 | 4841.99 |
| 69 | 19 | 32/154 | 2.02 | 0.74 | 27459.25 | 157321.45 | 0.002617194 | 52.34388829 | 4837.1 | 3.79 | 4840.89 |
| 70 | 19 | 28/154 | 0.77 | 1.36 | 28614.05 | 132447.77 | 0.002203397 | 44.06793401 | 4836.65 | 3.79 | 4840.44 |
| 71 | 19 | 24/154 | 3.23 | 5.27 | 30456.91 | 246693.494 | 0.004103985 | 82.07969538 | 4835.7 | 3.79 | 4839.49 |
| 72 | 19 | 20/154 | 1.42 | 2.99 | 26040.16 | 158196.544 | 0.002631752 | 52.63504899 | 4835.05 | 3.79 | 4838.84 |
| 73 | 19 | 17/154 | 3.55 | 4.38 | 32908.56 | 255089.104 | 0.004243654 | 84.87307716 | 4834.45 | 3.79 | 4838.24 |
| 74 | 19 | 14/154 | 6.72 | 3.27 | 41969.12 | 363555.008 | 0.006048089 | 120.9617807 | 4833.52 | 3.79 | 4837.31 |
| 75 | 19 | 11/154 | 4.64 | 0.41 | 30052.07 | 236197.038 | 0.003929366 | 78.58732151 | 4832.65 | 3.79 | 4836.44 |
| 76 | 19 | 9/154 | 8.94 | 1.7 | 28114.29 | 362908.586 | 0.006037335 | 120.7467036 | 4832.1 | 3.79 | 4835.89 |
| 77 | 19 | 6/154 | 18.43 | 18.2 | 18568.15 | 761171.71 | 0.012662827 | 253.2565455 | 4831.15 | 3.79 | 4834.94 |
| 78 | 19 | 1/154 | 4.44 | 5.5 | 38120.31 | 308929.054 | 0.005139333 | 102.7866695 | 4830.15 | 3.79 | 4833.94 |
如表1所示，通过XDF分析仪直接测量出各个测量点处的岩心铀元素的质量分数、钍元素的质量分数和钾元素的质量分数，并计算出各个测量点的源强密度，经过归一化处理后得到各个测量点的岩心自然伽马参数值，进而得到岩心自然伽马解释杆状图。
在本实施例中，在步骤S2中，测井自然伽马曲线由伽马测量仪器在井中直接测量得到。
自然伽马射线与物质的相互作用主要有光电效应、康普顿效应和电子对效应。效应过程中产生的次级电子，可以激发与电离核测井仪器探测器中的灵敏原件，从而实现对伽马射线的测量。在本实施例中，伽马测量仪器为闪烁探测器，主要检测收集晶体被伽马射线激发后产生的荧光。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过建立岩心自然伽马解释模型，确定岩心自然伽马解释杆状图，然后将岩心自然伽马解释杆状图与相对应的测井自然伽马曲线对比，从而将岩心深度和测井深度统一，确定岩心的归位深度，从而对岩心进行精细归位。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种岩心归位方法，其特征在于，包括：
步骤S1：建立岩心自然伽马解释模型，确定岩心自然伽马解释杆状图；
步骤S2：将所述岩心自然伽马解释杆状图与相对应的测井自然伽马曲线对比，将岩心深度和测井深度统一，确定岩心的归位深度，然后对所述岩心进行精细归位。
2.根据权利要求1所述的岩心归位方法，其特征在于，建立所述岩心自然伽马解释模型包括以下步骤：
步骤S11：确定岩心自然伽马放射性；
步骤S12：确定岩心自然伽马参数值。
3.根据权利要求2所述的岩心归位方法，其特征在于，在所述步骤S11中，通过岩心元素分析资料确定所述岩心的自然伽马放射性。
4.根据权利要求3所述的岩心归位方法，其特征在于，所述岩心元素分析资料包括铀元素的质量分数、钍元素的质量分数和钾元素的质量分数。
5.根据权利要求4所述的岩心归位方法，其特征在于，所述岩心元素分析资料的获取方法为：
在所述岩心上每隔12.5厘米选取一个测量点，采用分析仪器对所述岩心进行等间距测量，以获取多个所述测量点的所述岩心元素分析资料。
6.根据权利要求5所述的岩心归位方法，其特征在于，在所述步骤S12中，将所述测量点的地层源强密度Am进行归一化处理后得到所述测量点的所述岩心自然伽马参数值，所述地层源强密度Am的计算公式为：
Am＝aU×ωU+aTH×ωTH+aK×ωK；
其中，aU为每克铀元素每秒平均发射的光子数，单位为光子数/s；ωU为每克所述岩心内的所述铀元素的质量分数，单位为％；aTH为每克钍元素每秒平均发射的光子数，单位为光子数/s；ωTH为每克所述岩心内的所述钍元素的质量分数，单位为％；aK为每克钾元素每秒平均发射的光子数，单位为光子数/s；ωK为每克所述岩心内的所述钾元素的质量分数，单位为％。
7.根据权利要求6所述的岩心归位方法，其特征在于，将多个所述测量点的所述岩心自然伽马参数值根据所述测量点的深度顺次连续排列，得到所述岩心自然伽马解释杆状图。
8.根据权利要求1所述的岩心归位方法，其特征在于，在所述步骤S2中，将所述岩心自然伽马解释杆状图移动预设距离后与所述测井自然伽马曲线重合，所述预设距离为所述岩心的归位深度。
9.根据权利要求5所述的岩心归位方法，其特征在于，所述分析仪器为XDF分析仪。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的岩心归位方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述测井自然伽马曲线由伽马测量仪器在井中直接测量得到。
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| CN105626057A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-01 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 | 一种确定陆相页岩气有机碳含量的测井优化方法 |
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