专利名称：石油钻井地质x射线荧光岩屑录井方法
技术领域：
本发明属于石油、天然气钻井技术，具体地说，是在石油钻井现场地质录井工程中的石油钻井地质X射线荧光岩屑录井方法。
背景技术：
石油地质岩屑录井技术的传统方法均为人工作业，即在获取岩屑样品后凭借工程师的肉眼观察经验或借助简单的化学分析来确定岩石性质，进而判断岩屑层位(地质年代)。跟随岩层的钻进速度进行取样检测，从而获得岩层当前的结构层面，才能直接及时地把握并合理控制钻井深度，本申请人在石油泡沫钻井采样分析器(申请号200720124484.6)和石油气体钻井采样分析器(申请号200720124483.1)提供了在线采集岩层样本的设备。上世纪80年代中期以来，国内石油行业逐步引入了综合录井技术，大多数井场地面数据的采集采用仪器仪表作业和人工智能分析，唯独岩屑录井依然无法用仪器取代。这不仅因为岩石的地质成因十分复杂，还因为岩石本身的纵横向地域特性差异极大，难以找到具有共性的、现场可操作性的仪器仪表鉴定方法。近年来，国外有采用X射线衍射、核磁共振等方法随钻进行岩屑分析，但因对样品及环境要求苛严、分析周期过长(≥4min)，不能及时跟随钻进速度，同步检测出当前岩屑结构，影响钻井效果、仪器价格昂贵，检测成本高，无法在钻井现场大面积推广。
随着PDC钻头钻井、气体钻井、泡沫钻井等钻井新工艺的出现，岩屑已呈现出粉尘状，人工岩性鉴别方法已现淘汰态势，尤其是随着钻井速度的日益提高，水平井、大斜度井的地质导向要求，使岩屑样品的定点获取难度越来越大，这些难题目前国内外均无有效解决办法。
现有岩屑录井技术的缺点是仪器价格昂贵，检测成本高，且分析周期过长，不能及时跟随钻进速度同步获取岩层结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种石油钻井地质X射线荧光岩屑录井方法，能缩短分析周期，及时跟随钻进速度同步获取岩层结构。
为达到上述目的，本发明所述的石油钻井地质X射线荧光岩屑录井方法，包括下列步骤步骤1，按钻井深度由浅至深连续取样，获得各钻井深度岩层的岩屑样品；步骤2，按照钻井深度，分别用清水对各岩层的岩屑样品进行清洗，再烘干该岩屑样品；步骤3，分别将各岩层的岩屑样品进行研磨成粉，并将样品粉末装入挤压模具，在真空条件下，用压片机将粉末压制成样片；磨样机、压样机、真空泵都为现有成熟产品，价格便宜，易于现场操作。
步骤4，按照钻井深度，依次用能量色散型X射线荧光分析仪检测样片的成份数据；能量色散型X射线荧光分析仪也实现国产化，其检测速度为30～200秒/片，能够实现500片/天的检测速度，完全满足当前最快500米/天的钻井速度要求。
步骤5，计算机系统按照钻井深度将各岩石成份数据制作成图谱，根据数据及图谱的分析，获得钻井的岩性与层位的判断。
所述步骤1中按钻井深度连续取样方式为每钻进1或2米，提取1次岩屑样品。
用磨样机对步骤3中所述岩屑样品进行研磨成粉，粉末的大小范围为小于100目，大于10目，压片机的压样压力为10MPa，样片质量为6～20克。
所述步骤4中能量色散型X射线荧光分析仪的检测条件为环境温度20℃～30℃，相对湿度小于80％，X射线荧光管的工作管压5000～10000V，工作管流0.4mA。
只需清水清洗，在常温下就可进行快速检测，降低了检测成本。
步骤4中所述能量色散型X射线荧光分析仪获取的样片成份数据包括硅、磷、铝、硫、钡、钛、铁、钙、钾、镁、氯、锰的含量数据，计算机系统将各成分数据放大1000倍后，绘制成图谱。
多种成份综合检测，保证岩层检测的准确性。
本发明的显著效果是仪器价格便宜，检测成本低，能缩短分析周期，及时跟随钻进速度同步获取岩层结构。
图1本发明的步骤流程图；图2能量色散型X射线荧光分析仪绘制出各种元素含量的图谱；图3图谱在2360～2470米的样本中硅、磷、铝的含量图；图4图谱在2100～2210米的样本中硫、钡、钛的含量图；图5图谱在2360～2470米的样本中铁、钙、钾的含量图；图6图谱在2360～2470米的样本中镁、氯、锰的含量图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示一种石油钻井地质X射线荧光岩屑录井方法，包括下列步骤步骤1，按钻井深度由浅至深连续取样，获得各钻井深度岩层的岩屑样品；每钻进1米，提取1次岩屑样品。
步骤2，按照钻井深度，分别用清水对各岩层的岩屑样品进行清洗，再烘干该岩屑样品；只需清水清洗，在常温下就可进行快速检测，降低了检测成本。
步骤3，分别将各岩层的岩屑样品进行研磨成粉，并将样品粉末装入挤压模具，在真空条件下，用压片机将粉末压制成样片；所述岩屑样品进行研磨成粉，粉末的大小为80目，压片机的压样压力为10MPa，样片质量为8克。
磨样机、压样机、真空泵都为现有成熟产品，价格便宜，易于现场操作。
步骤4，按照钻井深度，依次用能量色散型X射线荧光分析仪检测样片的成份数据；环境温度25℃，相对湿度小于80％，X射线荧光管的工作管压5000～10000V，工作管流0.4mA。能量色散型X射线荧光分析仪为四川新先达测控技术有限公司生产的CIT-3000SM型，其检测速度为30～200秒/片，能够实现500片/天的检测速度，完全满足当前500米/天的钻井速度要求。
能量色散型X射线荧光分析仪获取的样片成份数据包括硅、磷、铝、硫、钡、钛、铁、钙、钾、镁、氯、锰的含量数据，计算机系统将各成分数据放大1000倍后，绘制成图谱。多种成份综合检测，保证岩层检测的准确性。
如图2～6所示步骤5，计算机系统按照钻井深度将各岩石成份数据制作成图谱，根据数据及图谱的分析，获得钻井的岩性与层位的判断。
根据图谱所提示的各种元素含量的多少，综合岩层地质结构形式，就可以获得分析判断出当前钻井深度和所处的岩层位置。
将本发明所获得的图谱与完井后静态的深测向、浅测向检测和自然伽玛、密度、声波检测结果相比照，所体现的岩层结构一致。
权利要求
1.一种石油钻井地质X射线荧光岩屑录井方法，其特征在于包括下列步骤步骤1，按钻井深度由浅至深连续取样，获得各钻井深度岩层的岩屑样品；步骤2，按照钻井深度，分别用清水对各岩层的岩屑样品进行清洗，再烘干该岩屑样品；步骤3，分别将各岩层的岩屑样品进行研磨成粉，并将样品粉末装入挤压模具，在真空条件下，用压片机将粉末压制成样片；步骤4，按照钻井深度，依次用能量色散型X射线荧光分析仪检测样片的成份数据；步骤5，计算机系统按照钻井深度将各岩石成份数据制作成图谱，根据数据及图谱的分析，获得钻井的岩性与层位的判断。
2.根据权利要求1所述的石油钻井地质X射线荧光岩屑录井方法，其特征在于所述步骤1中按钻井深度连续取样方式为每钻进1或2米，提取1次岩屑样品。
3.根据权利要求1所述的石油钻井地质X射线荧光岩屑录井方法，其特征在于用磨样机对步骤3中所述岩屑样品进行研磨成粉，粉末的大小范围为小于100目，大于10目，压片机的压样压力为10MPa，样片质量为6～20克。
4.根据权利要求1所述的石油钻井地质X射线荧光岩屑录井方法，其特征在于所述步骤4中能量色散型X射线荧光分析仪的检测条件为环境温度20℃～30℃，相对湿度小于80％，X射线荧光管的工作管压5000～10000V，工作管流0.4mA。
5.根据权利要求1或4所述的石油钻井地质X射线荧光岩屑录井方法，其特征在于步骤4中所述能量色散型X射线荧光分析仪获取的样片成份数据包括硅、磷、铝、硫、钡、钛、铁、钙、钾、镁、氯、锰的含量数据，计算机系统将各成分数据放大1000倍后，绘制成图谱。
全文摘要
一种石油钻井地质X射线荧光岩屑录井方法，其特征在于包括下列步骤1.按钻井深度由浅至深连续取样，获得各钻井深度岩层的岩屑样品；2.按照钻井深度，分别用清水对各岩层的岩屑样品进行清洗，再烘干该岩屑样品；3.分别将各岩层的岩屑样品进行研磨成粉，并将样品粉末装入挤压模具，在真空条件下，用压片机将粉末压制成样片；4.按照钻井深度，依次用能量色散型X射线荧光分析仪检测样片的成份数据；5.计算机系统按照钻井深度将各岩石成份数据制作成图谱，根据数据及图谱的分析，获得钻井的岩性与层位的判断。本发明的显著效果是仪器价格便宜，检测成本低，能缩短分析周期，及时跟随钻进速度同步获取岩层结构。
文档编号E21B49/00GK101082277SQ200710078690
公开日2007年12月5日 申请日期2007年7月5日 优先权日2007年7月5日
发明者朱根庆, 刘德伦, 李春山, 罗利, 朱直箐, 刘华 申请人:北京奥能瑞科石油技术有限公司重庆分公司