一种泥页岩的分类方法
【专利摘要】本发明公开了一种泥页岩的分类方法，通过岩心观察确定泥页岩的宏观构造类型；通过干酪根及有机碳分析确定有机质类型和总有机碳含量，并利用总有机碳含量、转换系数、有机质密度和岩石密度，得到有机质组分体积分数；通过薄片鉴定和全岩矿物分析确定泥页岩的矿物组成，得到灰质矿物组分、长英质矿物组分和粘土矿物组分的体积分数；岩石类型的分类按照“四组分三端元”的原则；最后采用岩心宏观构造和岩石类型相结合的方法划分泥页岩并合理简化。本发明能适用于室内研究和室外工作，为泥页岩划分提供一种逻辑合理且可操作性强的方法，解决泥页岩分类方法繁多且忽略掉有机质组分的问题，方便用于研究泥页岩的成因，指导现场录井和压裂改造工作。
【专利说明】一种泥页岩的分类方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油勘探和开发地质领域，具体涉及一种泥页岩的分类方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着非常规油气勘探开发的迅速发展，泥页岩的分类在最近开始流行。泥岩分类为何变得如此重要，从泥页岩占据地质学研究专栏的差不多一半的容量就可窥一斑。原因主要有烃源岩的认识不断加深，全球常规油气勘探已经进入全面成熟的阶段，还有泥页岩的油气地质储量比常规油气藏更大。
[0003]一个好的命名方法应该具有科学性和实用性，既能反映岩石成因，又能广泛应用。现在泥岩命名面临的困难有以下六点:(1)现有的分类名称经常被混用；(2)有些学者定义泥质岩(mudrock)是细粒或极细粒的娃质碎屑的沉积物或沉积岩，但这种定义的漏洞也是非常明显的，只有定性的描述，而多大的粒径就算是细粒，极细粒？硅质的含量达到多少能被称为硅质碎屑？这种硅质含量该如何计算？这些对分类非常重要的量化标准没有得到解决，因此适用性不强；(3)页岩(shale)这一术语在绝大多数的英国文献中被认为是有层理的碎屑岩，但在美国文献中大部分作者亦将没有层理显现的泥岩称为页岩(shale) ; (4)有些术语由于频繁的使用且区域性约定俗成，不能轻易废除，如油页岩；(5)由于粉砂岩和泥页岩肉眼不容易区分，很多原来在实地考察时命名为泥页岩的，后来经过实验室的分析被证实为粉砂岩而并非泥页岩；(6)有机质含量在泥页岩中的含量变化较大且角色重要，如何在分类中体现。因此，目前缺少一种逻辑合理且适用于室内研究和室外工作的综合性分类方法。
[0004]对泥页岩分类时主要考虑宏观构造、岩石组分和粒度级别。一般通过岩心综合描述、岩心扫描照片和薄片，可以较好的确定泥页岩宏观构造类型。对泥页岩组分研究的主要手段有X衍射和有机地化分析，可以得到泥页岩中无机矿物组分和有机质组分的含量。对于粒径信息，统计发现百分之九十以上的长英质矿物颗粒属于粉砂级别，而碳酸盐矿物颗粒属于泥晶级别。
[0005]目前应用比较广泛的是基于主要矿物成分的泥页岩分类方法，以碳酸盐矿物、长英质矿物和粘土矿物为三端元的图解法，内部细分命名采用三级命名原则。该方法系统但未考虑到有机质组分的重要性以及分类界限值得商榷。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种既能反映泥页岩的成因，又能适用于室内研究和室外工作的泥页岩分类方法，并形成泥页岩划分的方法步骤，为泥页岩划分提供一种逻辑合理且可操作性强的方法，解决泥页岩分类方法繁多且忽略掉有机质组分的问题，用于研究泥页岩的成因，并可以指导现场录井和压裂改造工作的泥页岩的分类方法。
[0007]其技术方案是:一种泥页岩的分类方法，包括以下步骤: 1)通过岩心观察确定泥页岩的宏观构造类型；
2)通过干酪根及有机碳分析确定有机质类型和总有机碳含量，并利用总有机碳含量、转换系数、有机质密度和岩石密度，得到有机质组分体积分数，具体操作方法根据以下公式:
Vn =Wn X Kxpe Zpn
其中，V。为有机质体积分数;w。为总有机碳含量；K为有机质转化系数；P m为泥页岩密度；P。为有机质密度；将有机碳分析得到的总有机含量代入上式，得到有机质体积分数；
3)通过薄片鉴定和全岩矿物分析确定泥页岩的矿物组成，得到灰(云)质矿物组分、长英质矿物组分和粘土矿物组分的体积分数；
4)岩石类型的分类按照“四组分三端元”的原则；
5)根据有机质组分体积分数是否超过15%，划分泥页岩大类；
6)在泥页岩大类中根据有机质类型划分小类；
7)最后米用岩心宏观构造和岩石类型相结合的方法划分泥页岩并合理简化。
[0008]所述步骤I)中的宏观构造类型为:纹层间距大于50cm者为块状，纹层间距10cm-50cm者为层状,纹层间距为Icm-1Ocm者为薄层状,纹层间距为Imm-1cm者为纹层状，纹层间距小于Imm者为页状。
[0009]所述步骤2)中的有机质的类型，分为腐泥型和腐殖型。
[0010]所述步骤3)中的有机质丰度的系数，根据泥页岩中有机质类型和成岩演化阶段确定，介于1.1-1.5 ;泥页岩密度,一般取2.5g/cm3 ;有机质密度,一般取1.0g/cm3。
[0011]所述步骤4)中的四组分指有机质组分、碳酸盐矿物组分、粘土矿物组分和长英质矿物组分；三端元为灰(云)质、粘土质和长英质。
[0012]所述步骤5)中的泥页岩大类，有机质组分体积分数是超过15%为富有机质泥页岩，反之为贫有机质泥页岩。
[0013]所述富有机质泥页岩大类中根据有机质类型划分小类，以腐泥型为主，称为油泥页岩，而以腐殖型为主，则称为炭泥页岩；贫有机质泥页岩大类中，取灰(云)质矿物组分、长英质矿物组分和粘土矿物组分为三端元的三角图中心处，结合粒径分析，划分为灰(云)岩区、粉砂岩区和粘土岩区等三个区。
[0014]每个区中采用三级分类的方法划分贫有机质泥页岩的小类。
[0015]所述三级分类指三端元中相对含量最多的定为主名，相对含量介于25%_50%的写在主名之前，相对含量介于10%-25%的写在最前面，相对含量小于10%的不参与分类；灰(云)岩区中小类的主名根据灰质和云质的相对多少确定。
[0016]所述的步骤(7)中采用岩心宏观构造和岩石类型相结合的方法划分后对泥页岩名称合理简化，其具体操作方法是:
富有机质泥页岩大类中，油泥页岩的宏观构造若为纹层状或页状，则定名为油页岩，其他宏观构造则定为油泥岩，而炭泥页岩的宏观构造若为纹层状或页状，则定名为炭页岩，其他宏观构造则定为炭泥岩；贫有机质泥页岩大类中，三级名称的同一级别中只保留含量相对多的组分。
[0017]本发明与现有技术相比较，具有以下优点:本发明通过岩心观察和利用泥页岩分析测试数据，分别得到泥页岩的宏观构造类型及构成泥页岩的有机质、灰(云)质矿物、长英质矿物和粘土矿物等四种主要组分的体积分数，采用宏观构造和岩石类型相结合的方法进行泥页岩划分，其中岩石类型的分类按照“四组分三端元”的原则。
【具体实施方式】
[0018]本发明通过以下具体操作步骤实施:
I)通过岩心观察确定泥页岩的宏观构造类型。纹层间距大于50cm者为块状，纹层间距10cm-50cm者为层状,纹层间距为Icm-1Ocm者为薄层状,纹层间距为1mm-1cm者为纹层状，纹层间距小于Imm者为页状。
[0019]2)通过干酪根分析确定泥页岩中有机质的类型，分为腐泥型和腐殖型。
[0020]通过有机碳分析确定泥页岩的总有机碳含量，利用总有机碳含量、转换系数、有机质密度和岩石密度，得到有机质组分体积分数，具体操作方法根据以下公式:
【权利要求】
1.一种泥页岩的分类方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)通过岩心观察确定泥页岩的宏观构造类型； 2)通过干酪根及有机碳分析确定有机质类型和总有机碳含量，并利用总有机碳含量、转换系数、有机质密度和岩石密度，得到有机质组分体积分数，具体操作方法根据以下公式:Vn =Wn X Kxpm Zpn 其中，V。为有机质体积分数;w。为总有机碳含量；K为有机质转化系数；P m为泥页岩密度；P。为有机质密度；将有机碳分析得到的总有机含量代入上式，得到有机质体积分数； 3)通过薄片鉴定和全岩矿物分析确定泥页岩的矿物组成，得到灰(云)质矿物组分、长英质矿物组分和粘土矿物组分的体积分数； 4)岩石类型的分类按照“四组分三端元”的原则； 5)根据有机质组分体积分数是否超过15%，划分泥页岩大类； 6)在泥页岩大类中根据有机质类型划分小类； 7)最后米用岩心宏观构造和岩石类型相结合的方法划分泥页岩并合理简化。
2.根据权利要求1所述的一种泥页岩的分类方法，其特征在于:所述步骤I)中的宏观构造类型为:纹层间距大 于50cm者为块状，纹层间距10cm-50cm者为层状，纹层间距为Icm-1Ocm者为薄层状，纹层间距为1mm-1cm者为纹层状，纹层间距小于Imm者为页状。
3.根据权利要求1所述的一种泥页岩的分类方法，其特征在于:所述步骤2)中的有机质的类型，分为腐泥型和腐殖型。
4.根据权利要求1所述的一种泥页岩的分类方法，其特征在于:所述步骤3)中的有机质丰度的系数，根据泥页岩中有机质类型和成岩演化阶段确定，介于1.1-1.5 ;泥页岩密度，一般取2.5g/cm3 ;有机质密度,一般取1.0g/cm3。
5.根据权利要求1所述的一种泥页岩的分类方法，其特征在于:所述步骤4)中的四组分指有机质组分、碳酸盐矿物组分、粘土矿物组分和长英质矿物组分；三端元为灰(云)质、粘土质和长英质。
6.根据权利要求1所述的一种泥页岩的分类方法，其特征在于:所述步骤5)中的泥页岩大类，有机质组分体积分数是超过15%为富有机质泥页岩，反之为贫有机质泥页岩。
7.根据权利要求6所述的一种泥页岩的分类方法，其特征在于:所述富有机质泥页岩大类中根据有机质类型划分小类，以腐泥型为主，称为油泥页岩，而以腐殖型为主，则称为炭泥页岩；贫有机质泥页岩大类中，取灰(云)质矿物组分、长英质矿物组分和粘土矿物组分为三端元的三角图中心处，结合粒径分析，划分为灰(云)岩区、粉砂岩区和粘土岩区等三个区。
8.根据权利要求7所述的一种泥页岩的分类方法，其特征在于:每个区中采用三级分类的方法划分贫有机质泥页岩的小类。
9.根据权利要求8所述的一种泥页岩的分类方法，其特征在于:所述三级分类指三端兀中相对含量最多的定为主名，相对含量介于25%-50%的写在主名之前,相对含量介于10%-25%的写在最前面，相对含量小于10%的不参与分类；灰(云)岩区中小类的主名根据灰质和云质的相对多少确定。
10.根据权利要求1所述的一种泥页岩的分类方法，其特征在于:所述的步骤(7)中采用岩心宏观构造和岩石类型相结合的方法划分后对泥页岩名称合理简化，其具体操作方法是: 富有机质泥页岩大类中，油泥页岩的宏观构造若为纹层状或页状，则定名为油页岩，其他宏观构造则定为油泥岩，而炭泥页岩的宏观构造若为纹层状或页状，则定名为炭页岩，其他宏观构造则定为炭泥岩；贫有机质泥页岩大类中，三级名称的同一级别中只保留含量相对多的 组分。
【文档编号】G01V9/00GK104007484SQ201410249381
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】董春梅, 马存飞, 林承焰, 张宪国 申请人:董春梅