一種沉積巖巖性自動識別方法與流程
2023-10-24 13:45:17 2
本發明涉及石油勘探開發技術領域，尤其涉及石油勘探開發過程中錄井技術領域，具體涉及一種沉積巖巖性自動識別方法。
背景技術：
巖心巖性判斷是正確認識油氣地質特徵、認識巖性儲層的滲流規律的重要手段，對於合理的指導油氣水平井的部署和勘探具有重要的意義。儲層巖性主要分為沉積巖、巖漿巖、變質巖三大類，針對每一類的巖性又根據儲層的流體特性、沉積熱性等細分為多種小類，以便於更準確的判斷巖層的勘探性能。目前在錄井過程中針對沉積巖巖性的識別主要有兩種，一是現場地質技術人員憑藉技術能力和工作經驗對沉積巖巖性進行人工識別，另一種是地質實驗室技術人員對沉積巖樣品進行磨片處理成薄片，通過顯微鏡等設備觀察薄片，確認巖心薄片的礦物，描述巖性。一方面，對於傳統的沉積巖巖性人工識別的方法受地質技術人員技術水平及工作經驗影響，同時難以快速自動識別巖性，不利於鑽遇地層巖性的準確識別；另一方面，對於薄片分析方法操作複雜，不能實現對巖性的快速自動識別。
例如，申請號為201310659696.4的中國專利公開了一種非常規緻密及泥頁巖巖心巖性精細準確描述方法，包含以下步驟：1)將鑽取的緻密及泥頁巖巖心進行現場巖性常規方法描述，獲得緻密及泥頁巖巖心巖性常規描述結果；2)獲得緻密及泥頁巖巖心巖性釐米級描述結果；3)獲得緻密及泥頁巖巖心巖性毫米級描述結果；4)獲得緻密及泥頁巖油巖心巖性薄片鑑 定結果；5)獲得緻密及泥頁巖油巖心巖性三尺度精細準確描述結果；6)繪製緻密及泥頁巖油巖心巖性剖面柱狀圖。該非常規緻密及泥頁巖巖心巖性精細準確描述方法，利用三尺度巖性描述方法對非常規緻密及泥頁巖巖心巖性精細準確描述，滿足非常規緻密及泥頁巖不同研究尺度及目的的需求，但是該方法難以滿足所有沉積巖巖性的識別，尤其是無法識別沉積巖中的白雲巖、灰巖等。
申請號為201410037682.3的中國專利公開了一種全井段巖性識別方法，包括：從多個深度位置取出多個巖心樣本，確定每一巖心樣本的粒度數據及其巖性類型；確定所述多個深度位置處的多種測井參數的值，選擇隨著巖性樣本粒度增大而增大或減小的N種測井參數作為特徵參數，N≥2；根據所述多個深度位置處巖心樣本點的巖性類型及所述N種特徵參數的值，確定以所述特徵參數坐標的N維空間中，各N維單元格與巖性類型之間的對應關係；根據全井段各深度位置處所述特徵參數的值及所述對應關係，確定各深度位置處的代表巖性類型。本方法融合了傳統地質分析和測井處理識別巖性類型的方法優點，所建立的交互式多維直方圖巖性識別方法準確可靠，尤其在巖心資料較少的情況下特別適用。但是該方法操作複雜，難以實現錄井現場對巖心巖性的快速識別。
技術實現要素：
為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種沉積巖巖性自動識別方法，能夠準確快速的識別沉積巖巖性。
為了實現以上目的，本發明採用如下技術方案：
一種沉積巖巖性自動識別方法，包括以下操作步驟：
1)採用雷射誘導擊穿光譜儀檢測各個標準巖性沉積巖巖心樣品的元素信息，建立「巖心巖性-元素信息」資料庫；
2)採用雷射誘導擊穿光譜儀檢測待識別巖性的沉積巖樣品元素信息；
3)利用步驟2)檢測到的元素信息與步驟1)中建立的「巖心巖性-元素信息」資料庫中不同標準巖性的元素信息數據進行相關性分析，比較相關性係數的大小，大的相關性係數對應的標準巖性即為待識別巖性；
其中所述的元素信息為雷射誘導擊穿光譜元素數據信息。
所述雷射誘導擊穿光譜儀為中石化中原石油工程有限公司錄井公司研製的ZY-LLA型雷射巖性識別儀。該ZY-LLA型雷射巖性識別儀包括控制器、工控機、光譜儀、雷射器、樣品臺和電源，雷射器通過光纖與樣品臺相連，樣品臺通過光纖與光譜儀相連，光譜儀通過數據線與控制器的輸入端相連，控制器的輸出端通過數據線與工控機相連，控制器、工控機、光譜儀和雷射器分別通過電源線與電源相連；將巖屑樣品放置在樣品臺上，啟動該識別儀後，控制器控制雷射器發射出高能雷射照射到放置在樣品臺上的待測巖屑樣品表面，使其產生等離子體，等離子體回到常溫狀態時樣品所含不同元素髮射出光譜通過光纖送入光譜儀進行處理，經光譜儀處理後的數據通過數據線送入控制器，控制器對從光譜儀接收到的數據進行處理並將處理後的數據通過工控機告知工作人員，工作人員即可獲得巖屑樣品的元素信息。
上述步驟1)和步驟2)中所述檢測的檢測波長範圍為220.029nm～617.641nm。
上述步驟1)中所述建立「巖心巖性-元素信息」資料庫的具體方法的 操作步驟為：
Ⅰ：取其中的一種標準巖性沉積巖巖心樣品穩定放置於雷射誘導擊穿光譜儀的樣品臺上，按照檢測五個表面位置、每個位置重複檢測五次的方式，得到標準巖性沉積巖巖心樣品的25組雷射誘導擊穿光譜元素數據信息；
Ⅱ：對步驟Ⅰ中檢測得到的相同表面位置的雷射誘導擊穿光譜元素數據分別進行加權平均得到五個不同檢測位置的5組雷射誘導擊穿光譜元素數據，5組數據兩兩之間分別進行相關性分析，對於相關性係數R2樣品<0.95的數據判定為異常數據，並進行剔除，對於剔除異常數據後的數據進行均值計算，得到該標準巖性沉積巖巖心樣品的雷射誘導擊穿光譜元素數據信息；
Ⅲ：其餘每種標準巖性沉積巖巖心樣品均按照上述步驟Ⅰ和步驟Ⅱ的方法獲得相應的雷射誘導擊穿光譜元素數據，統一各個標準巖性的雷射誘導擊穿光譜元素數據，建立「巖心巖性-元素信息」資料庫。
所述標準巖性為砂巖、泥巖、頁巖、灰巖、白雲巖、膏巖、鹽巖。
本發明沉積巖巖性自動識別方法，採用首先檢測標準巖性元素信息，建立「巖心巖性-元素信息」資料庫，然後將待識別巖性樣品的元素信息與建立的「巖心巖性-元素信息」資料庫中的元素信息進行相關性分析，依據相關係數的大小自動識別巖性。並且採用雷射誘導擊穿光譜技術檢測元素信息，不具有任何局限性，可以實現對沉積巖任何巖性的元素信息進行檢測，同時也可以實現用肉眼無法識別巖性的細小巖屑巖樣的元素信息進行檢測。本發明方法實現對沉積巖巖性的自動識別，準確率高，操作簡便，對巖心樣品不存在任何形式上的限制，可以排除人為因素幹擾，適於任何 的錄井現場使用，能夠為沉積巖油氣儲層水平井的部署和開採提供具有經濟利益價值的數據參考，提高油氣勘探開發效益。
附圖說明
圖1是實施例待識別巖性與標準砂巖相關性分析示意圖；
圖2是實施例待識別巖性與標準泥巖相關性分析示意圖；
圖3是實施例待識別巖性與標準頁巖相關性分析示意圖；
圖4是實施例待識別巖性與標準灰巖相關性分析示意圖；
圖5是實施例待識別巖性與標準白雲巖相關性分析示意圖；
圖6是實施例待識別巖性與標準膏巖相關性分析示意圖；
圖7是實施例待識別巖性與標準鹽巖相關性分析示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
實施例
本實施沉積巖巖性自動識別方法，對中原油田F3井錄井施工現場的沉積巖樣品進行巖性識別，具體操作步驟為：
1)從巖心庫房中採集標準巖性沉積巖巖心樣品，包括泥巖、頁巖、砂巖、灰巖、白雲巖、膏巖、鹽巖；
2)將步驟1)中採集的泥巖巖心樣品放置於ZY-LLA型雷射巖性識別儀樣品臺上，按照檢測樣品臺上樣品的上、前、後、左、右五個表面位置，每個表面位置重複檢測五次的方式，檢測得到25組泥巖巖心雷射誘導擊穿光譜元素數據信息，檢測波長範圍為220.029nm～617.641nm；
3)將步驟2)檢測到泥巖巖心相同表面位置的5組雷射誘導擊穿光譜 元素數據分別進行加權平均得到五個不同檢測位置的5組雷射誘導擊穿光譜元素數據，5組數據兩兩之間分別進行相關性分析，對於相關性係數R2樣品<0.95的數據判定為異常數據，並進行剔除，對於剔除異常數據後的數據進行均值計算，得到該標準巖性沉積巖巖心樣品的雷射誘導擊穿光譜元素數據信息。
4)按照步驟2)和3)所述的方式分別得到頁巖巖心元素數據、砂巖巖心元素數據、灰巖巖心元素數據、白雲巖巖心元素數據、膏巖巖心元素數據、鹽巖巖心元素數據；
5)統一步驟3)和4)得到的標準巖性巖心元素數據，建立「巖心巖性-元素信息」資料庫，部分數據如下表1所示；
6)重複步驟2)和3)，檢測得到待識別巖性沉積巖樣品的元素信息；
7)以步驟6)得到的元素信息為橫坐標，分別以步驟5)中建立的「巖心巖性-元素信息」資料庫中每種標準巖性元素信息為縱坐標，如圖1～7所示，計算得到待識別巖性與不同標準巖性之間的相關性係數R2，具體為R2砂巖＝0.5397、R2泥巖＝0.7957、R2頁巖＝0.6249、R2灰巖＝0.5905、R2白雲巖＝0.9803、R2膏巖＝0.2580、R2鹽巖＝0.0013；
8)比較相關性係數的大小R2的大小，R2白雲巖最大，則自動識別該待識別巖性為白雲巖。
表1實施例建立的「巖心巖性-元素信息」資料庫(部分)
採用薄片鑑定法對上述實施例識別的巖心樣品進行巖性鑑定，鑑定結果為白雲巖。該結果表明本發明沉積巖巖性自動識別方法，巖性識別準確，能夠對沉積巖石油天然氣的儲層的發現和勘探產生有效的指導，提高石油天然氣的開發效益。