一種地層巖石礦物成分的分析方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種適用于石油鉆井現場的地層巖石礦物成分鑒定的求取方法，尤其 是一種地層巖石礦物成分的分析方法。
【背景技術】
[0002] 巖石礦物成分及其含量對確定地層類型，判斷巖石可鉆性級別和巖石的研磨性特 征具有重要作用。巖石礦物成分測試通常都是通過室內光學實驗對處理后的巖心樣品進行 直接測試獲得的。在石油鉆井行業中，只有極少數的預探井才可能在鉆進過程中進行取心 作業。由于取心作業嚴重影響鉆井效率，取心費用較高，有限的巖心樣品主要是進行含油氣 相關的測試，鮮有關于巖石礦物成分的實驗分析。但是，在項目繁多的測井數據中，有很多 項目（如巖石電阻率、聲波時差、密度等）的測試結果均與巖石礦物成分和含量密切相關。 鉆井現場所取巖心樣品從獲得樣品到送回實驗室進行分析測試，實驗周期較長，其測試結 果不利于為鉆井現場服務。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種地層巖石礦物成分的分析方法，其可彌補室 內測試周期長、費用高的不足之處。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發明的一種地層巖石礦物成分的分析方法包括以下步 驟：
[0005] 步驟一、巖樣礦物成分的光學實驗確定：選取研究區域內的多組具有典型代表意 義的巖心樣品，分別進行偏光顯微鏡分析和X射線衍射分析，確定巖樣的礦物種類及含量；
[0006] 步驟二、巖樣的聲學和電學特性測量：對步驟一中的巖樣，在實驗室條件下測定巖 石的聲波時差、電阻率和密度，建立具有不同礦物類型和含量的巖心樣品的相關測井資料 數據庫；
[0007] 步驟三、建立巖石聲學和電學測試結果與巖石礦物成分和含量間的相互關系，以 巖心分析的結果為基礎，建立各測試結果與多礦物之間的計算模型；
[0008] 步驟四、地層巖心樣品礦物成分反演：將所取巖心樣品的測井資料與數據庫中樣 品進行匹配，選取可能巖石參數代入步驟三中建立的計算模型，其中計算結果與實測結果 誤差最小的巖石參數即可作為該巖心樣品的礦物成分和含量參數。
[0009] 本發明的有益效果是：本發明旨在利用測井資料以及通過巖石偏光顯微鏡分析和 X射線衍射分析得出的巖石礦物成分與含量，獲得巖石參數與某些測井曲線值之間的對應 關系，為現場鉆井工藝參數的確定提供地層參考依據。另外，本發明的成果可以根據測井資 料得出所需指定的地層巖性參數，可彌補室內測試周期長、費用高的不足之處。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發明一種地層巖石礦物成分的分析方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0011] 本發明提供一種利用巖心樣品進行偏光顯微鏡分析、XRD測試和測井資料相佐證 的方法，可通過常規油氣測井資料獲得地層巖石的主要礦物成分，為鉆井工程服務。
[0012] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明：
[0013] 參見圖1，本發明的一種地層巖石礦物成分的分析方法包括以下步驟：
[0014] 步驟一、選取研究區域內多組具有不同巖石礦物成分和含量的巖心樣品，分別進 行偏光顯微鏡分析和X射線衍射分析。對兩類實驗的測試結果進行綜合對比，得出每一組 巖石的礦物類型及其含量。
[0015] 步驟二、對步驟一中的巖心樣品分別進行巖石的電阻率測試、密度以及聲波時差 測試，建立不同礦物類型和含量的巖心樣品的相關測井資料數據庫。
[0016] 步驟三、建立巖石礦物種類和含量與巖樣電阻率、密度和聲波時差間的響應模型。 地層礦物類型和含量對于測井儀器測試結果的響應方程可由體積模型表示。設有N組典型 的巖心樣品，要計算Μ種礦物的含量，且N>M，加上體積平衡方程可以列出N+1個方程。這 樣就形成了電阻率、密度和聲波時差等三個測井響應線性超定方程組：
[0020] 式中，ATRXpDENi和AQ分別為第i組巖樣的陣列感應電阻率、密度和聲波時差； k為第i組巖樣的第j種礦物含量；a_j、bj和Cj分別為第j種礦物含量對巖樣電阻率、密度 和聲波時差的線性響應系數。
[0021] 由式（1)、（2)和（3)可以分別求出aPb,和C]，即得出巖石礦物種類和含量與巖 樣電阻率、密度和聲波時差之間的響應計算模型，分別為：
[0022] ATRX= +aMYM (4)
[0023] DEN=b1V1+b2V2+b3V3+-+bMVM (5)
[0024] AC= (6:^+(^2+(^3+…+cMVM (6)
[0025] 步驟四、鉆井地層剖面巖性反演。以步驟二中建立的測井資料數據庫為基礎，將所 取巖心的電阻率、密度和聲波時差分別與數據庫中的巖心樣品進行匹配，得出三組可能的 巖心礦物類型和含量。將三組參數中每種礦物類型的含量進行平均，作為第四種可能的巖 心礦物類型及其含量，并將四組參數代入到式（4)、（5)和(6)中進行計算。將計算結果與 實測結果進行對比分析，取電阻率、密度和聲波時差計算值與實測值總誤差最小的礦物成 分和類型作為所取巖心的礦物成分和含量。
[0026] 綜上所述，本發明的內容并不局限在上述的實施例中，本領域的技術人員可以在 本發明的技術指導思想之內提出其他的實施例，但這些實施例都包括在本發明的范圍之 內。
【主權項】
1. 一種地層巖石礦物成分的分析方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、巖樣礦物成分的光學實驗確定：選取研究區域內的多組具有典型代表意義的 巖心樣品，分別進行偏光顯微鏡分析和X射線衍射分析，確定巖樣的礦物種類及含量； 步驟二、巖樣的聲學和電學特性測量：對步驟一中的巖樣，在實驗室條件下測定巖石的 聲波時差、電阻率和密度，建立具有不同礦物類型和含量的巖心樣品的相關測井資料數據 庫； 步驟三、建立巖石聲學和電學測試結果與巖石礦物成分和含量間的相互關系，以巖心 分析的結果為基礎，建立各測試結果與多礦物之間的計算模型； 步驟四、地層巖心樣品礦物成分反演：將所取巖心樣品的測井資料與數據庫中樣品進 行匹配，選取可能巖石參數代入步驟三中建立的計算模型，其中計算結果與實測結果誤差 最小的巖石參數即可作為該巖心樣品的礦物成分和含量參數。
【專利摘要】本發明公開了地層巖石礦物成分的分析方法，其可適用于石油鉆井現場所取巖心的礦物成分確定，其包括巖樣礦物成分的光學實驗確定、巖樣的聲學和電學特性等測量、建立地層巖性與電法測量結果見的計算響應模型，以及巖心樣品地層礦物成分反演這四個基本步驟；地層巖心樣品礦物成分反演需要將所取巖心樣品的測井資料與數據庫中樣品進行匹配，選取可能巖石參數代入步驟三中建立的計算模型，其中計算結果與實測結果誤差最小的巖石參數即可作為該巖心樣品的礦物成分和含量參數。本發明的成果可以根據測井資料得出所需指定的地層巖性參數，可彌補室內測試周期長、費用高的不足之處。
【IPC分類】G01N29/07, G01V1/30, G01N9/36, G01N27/04
【公開號】CN105372298
【申請號】CN201410424600
【發明人】譚松成, 藺玉水, 高學生, 董超, 劉彬
【申請人】中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年8月24日