CN113374472B - 一种应用元素录井判别火成岩岩性方法 - Google Patents

一种应用元素录井判别火成岩岩性方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，包括以下步骤：特征元素选择；步骤；基于元素录井方法，测量特征元素含量，获得特征元素含量实测值；针对于实测值进行校正，获得特征元素含量校正值；基于特征元素含量校正值，建立堆栈图；基于堆栈图，确定岩性。通过对元素录井的方法进行火成岩岩性识别，提供一种具有普适性的识别方法。

Description

一种应用元素录井判别火成岩岩性方法
技术领域
本发明涉及油气地质勘探录井解释评价技术领域，尤其是一种应用元素录井判别火成岩岩性方法。
背景技术
进入21世纪，中国油气勘探事业跨入了快速发展时期，伴随着对各类油气盆地基本地质特征和成藏控制因素、富集规律的深入认识，火成岩油气藏已成为油气勘探“增储提产”的新领域。现阶段火成岩勘探还存在很多难题，其中录井识别岩性就是亟待解决的难题之一。
随着钻井现场PDC钻头大面积推广，钻井岩屑多呈粉末状，传统方法识别岩性十分困难，为准确鉴定火成岩，现有技术多通过岩屑薄片鉴定和测井判断岩性，但二者的时效性相对录井落后，不利于随钻分析相关勘探动态。国内各油气田为解决录井岩性识别难题引入了元素录井，该技术可快速、准确地分析岩屑样品中化学元素的含量，为岩性识别提供了有力的技术支撑。目前元素录井资料解释时多直接应用设备测量数据建立解释图版或依据部分特征元素的曲线变化趋势结合薄片分析成果判别岩性。例如2003年李斌根据特征元素和薄片鉴定资料的关系建立了解释图版和曲线图道；2014年王晓阳根据特征元素建立了元素录井的岩性解释图版；2016年王俊根据松辽盆地北部深层火山岩的特点采用图版结合曲线的方法识别火成岩岩性。2017年王其敬于根据准噶尔盆地西缘石炭系火成岩的特点采用特征元素和元素比值的曲线法识别火成岩岩性等。
现有方法均直接采用元素录井测量数据开展后续工作，建立解释模型时多根据区域地质特征选取部分特征元素建立解释模型。实际工作中，不同区块火成岩岩性的差别导致各类解释模型的普适性差，A区块建立的解释模型到B区块不能适用。
发明内容
本发明目的在于提供一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，通过对元素录井的方法进行火成岩岩性识别，提供一种具有普适性的识别方法。
一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，包括以下步骤：步骤1、特征元素选择；步骤2、基于元素录井方法，测量特征元素含量，获得特征元素含量实测值；步骤3、针对于实测值进行校正，获得特征元素含量校正值；步骤4、基于特征元素含量校正值，建立堆栈图；步骤5、基于堆栈图，确定岩性。
本方案中，针对于超基性、基性、中性、酸性在内的各类火成岩中针对于元素组成，选取特征元素，应用元素录井方法，随井测量相应的钻井中火成岩岩石的元素含量，基于相关特征元素的测量值生成校正系数，针对于各个测量值采用校正系数进行校正，得到特征元素的校正值，基于得到的校正值建立堆栈图，通过采用堆栈图的方式进行元素识别模型建立，能通过堆栈图直观观测对应井深的元素含量，根据元素含量确定岩性。
优选的，在步骤1中，所述特征元素包括Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti、Mn、P十种元素，通过十种元素选择，覆盖不同种类的火成岩，该十种元素作为火成岩组成的主要元素，相关元素含量能够与其他微量元素明显区分，且十种元素均通过元素录井的方法进行识别，准确测量元素含量。
优选的，在步骤2中，所述特征元素的测量的采集步长等于岩屑样品取样间距。
优选的，在步骤3中，所述校正系数S实测为特征元素含量实测值。
优选的，在步骤4中，所述特征元素含量校正值S校正＝S实测*α，通过进行元素校正，将测量的元素含量进行校正，转换成对应的主量元素的百分比，避免其他微量元素对岩性识别带来的影响。
优选的，在步骤4中，所述堆栈图以井深作为一个输入参数，以特征元素含量校正值作为另一个输入参数。
优选的，所述堆栈图的建立步骤包括：确定特征元素对应的填充图案；基于对应井深测量到的不同特征元素含量的校正值进行堆叠，同种所述特征元素处于同一井深的的相同位置，形成条状堆叠图；将连续井深的条状堆叠图并列，形成堆栈图。
优选的，所述特征元素含量校正值为十个。
在本方案中，通过建立堆叠图直观显示不同井深的元素种类与元素含量，根据元素种类与元素含量直观判断岩性。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明涉及一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，通过元素录井直接测量元素含量，进行校正后建立堆栈图作为解释模型，依据堆栈图进行岩性识别，提升解释模型的适用性；
2、本发明涉及一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，通过具体主量元素的选择，保证解释模型准确性；
3、本发明涉及一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，通过堆栈图的建立，直观显示具体井深的元素含量，提升岩性识别的效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明实施例的流程图；
图2为本发明实施例的堆栈图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
现有技术中，采用元素录井进行岩性识别，具体的根据研究区域优选元素建立对应的元素识别图版，在使用图版时，将正钻井的元素录井数据投入图版，根据其所在的区域即可识别岩性，采用该方法，针对于不同地域的需要建立不同的元素识别图版，不具有普遍适用性。
如图1所示，本申请实施例应用元素录井判别火成岩岩性方法可以包括如下步骤
S101、特征元素选择。
在本申请的一个实施例中，针对特征元素的筛选步骤包括：
步骤1：根据特征元素集化学元素筛选，获得化学元素筛选分组列表；
步骤2：对化学元素筛选分组列表进行校验；
步骤3：若化学元素筛选分组列表校验通过，则对化学元素筛选分组列表进行化学元素识别处理，得到化学元素类别。
具体的，对化学元素筛选分组列表进行校验，包括：
1、判断化学元素筛选分组列表中是否存在对应的目标化学元素种类；
2、若化学元素筛选分组列表中存在所述目标化学元素种类，则根据目标化学元素种类，对化学元素筛选分组列表进行校验。
具体的，判断化学元素筛选分组列表中是否存在对应的目标化学元素种类，包括：
1、获取化学元素筛选分组列表的化学元素类别指标；
2、判断化学元素筛选分组列表的化学元素类别指标中是否存在当前化学元素特征的化学元素类别指标；
3、若存在当前化学元素特征的化学元素类别指标，则确定化学元素筛选分组列表中存在目标化学元素种类。
具体的，判断化学元素筛选分组列表的化学元素类别指标中是否存在当前化学元素特征的化学元素类别指标，包括：
1、判断每个化学元素类别指标是否属于预先设置的化学元素特征的化学元素类别指标；
2、若存在第一化学元素类别指标不属于预先设置的所述化学元素特征的化学元素类别指标，则确定化学元素筛选分组列表的化学元素类别指标中存在当前化学元素特征的化学元素类别指标。
进一步地，所述若存在当前化学元素特征的化学元素类别指标，则确定所述化学元素筛选分组列表中存在所述目标化学元素种类，包括：
1、遍历所述化学元素筛选分组列表的所有化学元素类别指标，将所述当前化学元素特征的化学元素类别指标加入至化学元素特征值区域范围内；
2、判断所述化学元素特征值区域范围内的当前化学元素特征的化学元素类别指标的数量是否大于预设值；
3、若所述化学元素特征值区域范围内的当前化学元素特征的化学元素类别指标的数量大于所述预设值，则确定所述化学元素筛选分组列表中存在所述目标化学元素种类。
进一步地，所述根据所述目标化学元素种类，对所述化学元素筛选分组列表进行校验，包括：
1、确定所述化学元素筛选分组列表的边界；
2、确定所述化学元素筛选分组列表的边界上是否存在所述目标化学元素种类对应的当前化学元素特征的化学元素类别指标；
3、若不存在所述当前化学元素特征的化学元素类别指标，则确定对所述化学元素筛选分组列表校验通过。
进一步地，所述方法还包括：
1、若所述化学元素筛选分组列表的边界上存在所述目标化学元素种类对应的当前化学元素特征的化学元素类别指标，则缩小所述待筛选化学元素数据集中的目标化学元素种类的大小，得到处理后的待筛选化学元素数据集；
2、在所述处理后的待筛选化学元素数据集中重新进行化学元素筛选，获得所述化学元素筛选分组列表。
进一步地，所述方法还包括：
若所述化学元素筛选分组列表中不存在所述目标化学元素种类，则在预设时间段之后，在所述待筛选化学元素数据集中重新进行化学元素筛选，获得所述化学元素筛选分组列表。
进一步地，所述对所述化学元素筛选分组列表进行化学元素识别处理，得到化学元素类别，包括：
1、将所述化学元素筛选分组列表的化学元素特征设置为标识标签，得到第一标识标签；
2、计算所述第一标识标签的序列号；
3、将所述化学元素筛选分组列表的化学元素特征设置为除所述序列号对应的序列之外的其他序列，得到第二标识标签；
4、对所述第二标识标签进行化学元素识别处理。
进一步地，所述对所述第二标识标签进行化学元素识别处理，包括：
1、遍历所述第二标识标签中的化学元素类别指标；
2、确定所述第二标识标签的化学元素类别指标中属于化学元素特征的化学元素类别指标；
3、改变所述第二标识标签的化学元素类别指标中属于化学元素特征的化学元素类别指标的标识度，以对所述第二标识标签的序号进行标识处理。
进一步地，所述根据化学元素筛选业务需求，在待筛选化学元素数据集中进行化学元素筛选，获得化学元素筛选分组列表，包括：
1、根据所述化学元素筛选业务需求，确定化学元素筛选坐标、所化学元素筛选片的大小和数量；
2、根据所述化学元素筛选坐标，确定所述待筛选化学元素数据集；
3、在所述待筛选化学元素数据集，按照所述所化学元素筛选片的大小和数量进行化学元素筛选，获得所述化学元素筛选分组列表。
在本申请的另一个实施例中，所述特征元素包括Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti、Mn、P十种主量元素。
S102、基于元素录井方法，测量特征元素含量，获得特征元素含量实测值。
在本申请一个实施例中，针对于确定的主量元素采用元素录井的方法，通过X荧光照射不同取样间距的岩石，测量对应的特征元素含量的实测值。
如图2所示，针对于不同井深测量对应的元素的含量。
S103、针对于实测值进行校正，获得特征元素含量校正值。
在本申请的一个实施例中，基于采集到的主量元素的含量，确定校正系数。
具体校正系数S实测为特征元素含量实测值。
在本申请的一个实施例中，α＝1/(SSi实测+SAl实测+SFe实测+SMg实测+SCa实测+SNa实测+SK实测+STi实测+SMn实测+SP实测)。
S104、基于特征元素含量校正值，建立堆栈图。
在本申请的一个实施例中，对测量的特征元素进行校正，S校正＝S实测*α，获得校正后的特征元素含量值。
具体的，Si的校正值SSi校正＝SSi实测*α。
在本申请的一个实施例中，针对于校正后的特征元素含量值以及井深建立堆栈图，可以包括如下步骤：
确定不同特征元素的填充图样；
基于不同的元素对应的不同的填充图样，在同一井深下进行堆叠；
针对于不同井深，同种特征元素在堆叠图中处于同一位置，依据井深的进行排序，实现多个条状堆叠图并列，形成堆栈图。
S105、基于堆栈图，确定岩性。
利用建立的堆栈图，直观观测不同井深的元素含量，依据元素含量确定不同深度的火成岩的岩性。
由此可见，与现有技术相比，现有技术中采用元素录井方法进行火成岩的岩性识别是针对于不同地区建立对应的解释模型，相关解释模型具有局限性，不能针对于不同地区进行适用，采用本方法建立解释模型，基于测量到的不同井深的特征元素含量，并进行校正，保证模型建立的准确性，并根据不同井深直接建立多个特征元素堆叠形成的堆栈图，更加直观显示了不同井深的特征元素含量方便进行岩性识别。
在本发明一个实施例中，对应的特征元素包括Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti、Mn、P十种主量元素，该10种元素作为火成岩的主要构成元素，其能够直接通过元素录井的方法进行测量，且该10种元素含量相较于其他微量元素而言，含量较高，能够直观识别，且对火成岩岩性起判断作用，基于该10种元素建立堆栈图，能够在对应的堆栈图中识别该10种元素的具体含量，避免因为特征元素选择错误导致堆栈图中元素含量不明显，导致根据元素识别岩性的不准确性，且采用该10种主量元素建立解释模型，涵盖了90％以上的火成岩的构成元素，具有普遍适用性。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、特征元素选择，所述特征元素包括Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti、Mn、P十种元素；
步骤2、基于元素录井方法，测量特征元素含量，获得特征元素含量实测值；
步骤3、针对于实测值进行校正，获得特征元素含量校正值；
步骤4、基于特征元素含量校正值，建立堆栈图；
步骤5、基于堆栈图，确定岩性；
其中，所述堆栈图以井深作为一个输入参数，以特征元素含量校正值作为另一个输入参数，所述堆栈图的建立步骤包括：
a、确定特征元素对应的填充图案；
b、基于对应井深测量到的不同特征元素含量的校正值进行堆叠，同种所述特征元素处于同一井深的相同位置，形成条状堆叠图；
c、将连续井深的条状堆叠图并列，形成堆栈图。
2.根据权利要求1所述的一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，其特征在于，在步骤2中，所述特征元素的测量的采集步长等于岩屑样品取样间距。
3.根据权利要求1所述的一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，其特征在于，在步骤3中，所述校正系数S实测为特征元素含量实测值。
4.根据权利要求3所述的一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，其特征在于，在步骤4中，所述特征元素含量校正值S校正＝S实测*α。
5.根据权利要求1所述的一种应用元素录井判别火成岩岩性方法，其特征在于，所述特征元素含量校正值为十个。
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