一种地层岩石矿物成分的分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种适用于石油钻井现场的地层岩石矿物成分鉴定的求取方法，尤其 是一种地层岩石矿物成分的分析方法。
【背景技术】
[0002] 岩石矿物成分及其含量对确定地层类型，判断岩石可钻性级别和岩石的研磨性特 征具有重要作用。岩石矿物成分测试通常都是通过室内光学实验对处理后的岩心样品进行 直接测试获得的。在石油钻井行业中，只有极少数的预探井才可能在钻进过程中进行取心 作业。由于取心作业严重影响钻井效率，取心费用较高，有限的岩心样品主要是进行含油气 相关的测试，鲜有关于岩石矿物成分的实验分析。但是，在项目繁多的测井数据中，有很多 项目（如岩石电阻率、声波时差、密度等）的测试结果均与岩石矿物成分和含量密切相关。 钻井现场所取岩心样品从获得样品到送回实验室进行分析测试，实验周期较长，其测试结 果不利于为钻井现场服务。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种地层岩石矿物成分的分析方法，其可弥补室 内测试周期长、费用高的不足之处。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明的一种地层岩石矿物成分的分析方法包括以下步 骤：
[0005] 步骤一、岩样矿物成分的光学实验确定：选取研究区域内的多组具有典型代表意 义的岩心样品，分别进行偏光显微镜分析和X射线衍射分析，确定岩样的矿物种类及含量；
[0006] 步骤二、岩样的声学和电学特性测量：对步骤一中的岩样，在实验室条件下测定岩 石的声波时差、电阻率和密度，建立具有不同矿物类型和含量的岩心样品的相关测井资料 数据库；
[0007] 步骤三、建立岩石声学和电学测试结果与岩石矿物成分和含量间的相互关系，以 岩心分析的结果为基础，建立各测试结果与多矿物之间的计算模型；
[0008] 步骤四、地层岩心样品矿物成分反演：将所取岩心样品的测井资料与数据库中样 品进行匹配，选取可能岩石参数代入步骤三中建立的计算模型，其中计算结果与实测结果 误差最小的岩石参数即可作为该岩心样品的矿物成分和含量参数。
[0009] 本发明的有益效果是：本发明旨在利用测井资料以及通过岩石偏光显微镜分析和 X射线衍射分析得出的岩石矿物成分与含量，获得岩石参数与某些测井曲线值之间的对应 关系，为现场钻井工艺参数的确定提供地层参考依据。另外，本发明的成果可以根据测井资 料得出所需指定的地层岩性参数，可弥补室内测试周期长、费用高的不足之处。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明一种地层岩石矿物成分的分析方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011] 本发明提供一种利用岩心样品进行偏光显微镜分析、XRD测试和测井资料相佐证 的方法，可通过常规油气测井资料获得地层岩石的主要矿物成分，为钻井工程服务。
[0012] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明：
[0013] 参见图1，本发明的一种地层岩石矿物成分的分析方法包括以下步骤：
[0014] 步骤一、选取研究区域内多组具有不同岩石矿物成分和含量的岩心样品，分别进 行偏光显微镜分析和X射线衍射分析。对两类实验的测试结果进行综合对比，得出每一组 岩石的矿物类型及其含量。
[0015] 步骤二、对步骤一中的岩心样品分别进行岩石的电阻率测试、密度以及声波时差 测试，建立不同矿物类型和含量的岩心样品的相关测井资料数据库。
[0016] 步骤三、建立岩石矿物种类和含量与岩样电阻率、密度和声波时差间的响应模型。 地层矿物类型和含量对于测井仪器测试结果的响应方程可由体积模型表示。设有N组典型 的岩心样品，要计算Μ种矿物的含量，且N>M，加上体积平衡方程可以列出N+1个方程。这 样就形成了电阻率、密度和声波时差等三个测井响应线性超定方程组：
[0020] 式中，ATRXpDENi和AQ分别为第i组岩样的阵列感应电阻率、密度和声波时差； k为第i组岩样的第j种矿物含量；a_j、bj和Cj分别为第j种矿物含量对岩样电阻率、密度 和声波时差的线性响应系数。
[0021] 由式（1)、（2)和（3)可以分别求出aPb,和C]，即得出岩石矿物种类和含量与岩 样电阻率、密度和声波时差之间的响应计算模型，分别为：
[0022] ATRX= +aMYM (4)
[0023] DEN=b1V1+b2V2+b3V3+-+bMVM (5)
[0024] AC= (6:^+(^2+(^3+…+cMVM (6)
[0025] 步骤四、钻井地层剖面岩性反演。以步骤二中建立的测井资料数据库为基础，将所 取岩心的电阻率、密度和声波时差分别与数据库中的岩心样品进行匹配，得出三组可能的 岩心矿物类型和含量。将三组参数中每种矿物类型的含量进行平均，作为第四种可能的岩 心矿物类型及其含量，并将四组参数代入到式（4)、（5)和(6)中进行计算。将计算结果与 实测结果进行对比分析，取电阻率、密度和声波时差计算值与实测值总误差最小的矿物成 分和类型作为所取岩心的矿物成分和含量。
[0026] 综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在 本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之 内。
【主权项】
1. 一种地层岩石矿物成分的分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、岩样矿物成分的光学实验确定：选取研究区域内的多组具有典型代表意义的 岩心样品，分别进行偏光显微镜分析和X射线衍射分析，确定岩样的矿物种类及含量； 步骤二、岩样的声学和电学特性测量：对步骤一中的岩样，在实验室条件下测定岩石的 声波时差、电阻率和密度，建立具有不同矿物类型和含量的岩心样品的相关测井资料数据 库； 步骤三、建立岩石声学和电学测试结果与岩石矿物成分和含量间的相互关系，以岩心 分析的结果为基础，建立各测试结果与多矿物之间的计算模型； 步骤四、地层岩心样品矿物成分反演：将所取岩心样品的测井资料与数据库中样品进 行匹配，选取可能岩石参数代入步骤三中建立的计算模型，其中计算结果与实测结果误差 最小的岩石参数即可作为该岩心样品的矿物成分和含量参数。
【专利摘要】本发明公开了地层岩石矿物成分的分析方法，其可适用于石油钻井现场所取岩心的矿物成分确定，其包括岩样矿物成分的光学实验确定、岩样的声学和电学特性等测量、建立地层岩性与电法测量结果见的计算响应模型，以及岩心样品地层矿物成分反演这四个基本步骤；地层岩心样品矿物成分反演需要将所取岩心样品的测井资料与数据库中样品进行匹配，选取可能岩石参数代入步骤三中建立的计算模型，其中计算结果与实测结果误差最小的岩石参数即可作为该岩心样品的矿物成分和含量参数。本发明的成果可以根据测井资料得出所需指定的地层岩性参数，可弥补室内测试周期长、费用高的不足之处。
【IPC分类】G01N29/07, G01V1/30, G01N9/36, G01N27/04
【公开号】CN105372298
【申请号】CN201410424600
【发明人】谭松成, 蔺玉水, 高学生, 董超, 刘彬
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年8月24日