绳索取心地质钻探岩心整理与编录方法与流程

本发明属于地址勘探领域，具体涉及绳索取心地质钻探岩心整理与编录方法。

背景技术：

近几年，我国页岩气基础地质勘查工作在各远景区全面开展，建立各区的有关含高有机碳泥(页)岩层基础性地质剖面，并对页岩气地层地质特征、地化特征、储层特征等分析研究及有利区评价意义重大。与此同时，对钻探工作提出了更高要求，一般情况下要求页岩气地质调查井、参数井皆要求对基岩地层或目的层系进行全取心。绳索取心钻进作为一种先进的岩心钻探工艺成为页岩气钻探首选。现场工作中如何做好岩心整理和编录工作，对页岩气基础地质勘查工作十分重要。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种绳索取心地质钻探岩心整理与编录方法，以规范钻探岩心整理和编录，确保现场工程质量，依托钻探项目，结合生产实践，参考地质钻探相关规范，将岩心编录划分为取心、整理、编录三个过程，简述如下：

1、取心阶段

主要阐述岩心清洗、摆放的流程和操作规范。

2、整理阶段

主要包括岩心牌的填写、岩心箱标准、岩心编号以及岩心拍照的具体操作规范。

3、编录阶段

a.阐述了岩矿石定名方法和原则、岩心观察描述内容、标志面的测量规范、分层岩心的标注办法；

b.介绍了回次采取率、分层采取率、换层孔深等的计算方法；

c.残留岩心的处理及特殊情况下分层孔深的计算。

为解决上述技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一、岩心的清洗、整理及编号

1、岩心清洗与摆放

从岩心管中取出的岩心，须严守操作规程，在敲打岩心管取心时，岩心管应斜放，且离地面不应超过20cm，落下的岩心要立即按顺序摆好，严格按照从左到右、由上到下的顺序正确摆放，如图1-1所示。严防岩心次序混乱，造成资料的错误。如发现岩心倒置，应立即纠正，并查明原因。发现有岩粉、掉块、钢粒等应予剔除。岩心上沾有泥浆或其他杂物时，应在未装箱之前用水洗净。对于松软、粉状、易溶的岩心，取心时要仔细操作，保持其原有状态。对其所沾的泥浆、岩粉，则不能用水洗，待泥皮半干时将其剥掉。对于碎块、粉状的矿心，应用牛皮纸、塑料袋或布袋装好。(密闭取心页岩目标层不能用清水清洗)

2、岩心牌、岩心箱标注

岩心整理后，各岩心箱中须有隔板。每回次的岩心，及时填写岩心牌放在该回次岩心的底部。没有取上岩心的回次，也要填写、放置岩心牌。如专门捞取的岩心，应再填写一个岩心牌，并在岩心牌的背面加以说明(写上“捞心”二字)。

当岩心装满后，即在箱旁写上矿区名称、钻孔编号，以及岩心箱的顺序号码、箱内岩心的起止孔深，如图1-2所示，及时将装满的岩心搬入临时岩心库，机场上不得积压岩心。从岩心清洗、整理至编号等一整套工作，均由钻机各班记录员承担。地质编录员，在每次编录之前，对上述各项工作进行认真的检查，发现问题应立即纠正。确认其准确无误后，方可进行地质编录。

2、岩心编号

岩心入库后由地质员对岩心进行规范化编录，首先在岩心上用油性笔画红色、黑色双线，红线在前，黑线在后，间距一般在1cm左右。在红线上画箭头指示岩心变深方向；然后在红色线条一侧岩心长度每隔0.5m用白漆画一个椭圆形，椭圆形长轴4.5～5.5cm，短轴4.0～4.5cm，上面用黑色油性笔写上岩心长度，并在椭圆形位置处红线上画一个箭头，指示岩心变深方向；若该处岩心破碎，就在红线上画箭头，指示岩心变深方向，不需要用白漆画椭圆形标识岩心深度。黑色线条一侧在长度大于5cm(以及小于5cm较完整岩心)岩心上用白漆画一个长方形，长方形长5.0～6.0cm，宽3.5～4.5cm，使用黑色油性笔写上回次号和块数编号，如图1-3所示。

对长度＞5cm或虽＜5cm但较完整的岩心，须用油漆进行编号，岩心编号的格式为分式整数表示提取岩心的回次数；分母示该回次岩心总块数；分子表示岩心在总块数中自上而下的顺序号。大于5厘米的岩心在圆柱面上编号，小于5厘米的岩心可在横切面上进行编号，图1-4所示。

对由较多碎块组成的岩心，其回次编号可在首尾横切面上编号，并在短柱状岩心上画连接符号，使其首尾相连，如图1-5所示；因观察、编录而敲断的岩心，应由观察者补写相同的编号并画连接号，如图1-6所示

3、岩心拍照

岩心按以上要求编号后，要对岩心进行拍照，在拍照前使用专用的白板，上面写上单位名称、项目名称、孔号、箱号、深度，然后开始拍照，如图1-7所示：

二、岩心编录

1、岩矿石定名

地质描述前，首先应给岩矿石定名。定名一般以一个分层为单位，名称应能反映出岩矿石的颜色、构造、结构、矿物成份及矿化等基本特征。定名时，要根据分层中岩矿石种类、主次及分布特点定名，有以下几种情况：

(1)分层岩性基本上只有一种，可单一定名。

例：深灰色中粒条带状斜长辉石岩型稠浸状钒钛磁铁矿。

(2)分层中出现两种以上岩石呈互层状产出，可复合定名。

例：深灰色中粒条带状斜长辉石岩型稠浸状钒钛磁铁矿与灰色中细粒流状辉长岩型稀浸状钒钛磁铁矿互层。

(3)分层中出现次要岩石夹层，复合定名。

例：深灰色中粒条带状斜长辉石岩型稠浸状钒钛磁铁矿夹(也可为“间夹”、“偶夹”)灰色中细粒流状辉长岩型稀浸状钒钛磁铁矿。

2、岩心观察及描述

在对岩心进行详细观察的基础上，钻孔原始编录可按不同岩性、不同矿层(矿化层)或不同矿石类型进行分层记录。对厚大的单一岩层必须进行系统观察，以免遗漏地质现象，岩心描述的基本内容大致包括如下几点：

(1)岩石特征。岩石颜色(原生及风化颜色)、构造(层状、片状、板状、流纹状、流状、条带状)、结构、矿物成份、风化特征(氧化带、混合带和原生带)及其它物理性质(光泽、断口、硬度、比重)等。

(2)蚀变特征。蚀变岩石类型、蚀变带内蚀变矿物的变化、蚀变带与矿化或矿体的相互位置、空间关系等。

(3)矿化特征。矿化的种类、矿石特征、矿层、矿层与顶底板接触关系，产状(测量矿层顶底板介面轴夹角，测量矿石原生构造的轴夹角等)等。

(4)次生构造。断裂、褶皱、节理、劈理、破碎带的特征、类型、产状及后沉积作用构造，如结核、瘤块，裂隙充填形成的岩墙等。

(5)古生物及遗迹化石。观察和收集古生物、古生物遗迹化石产出层位、化石种类及分布特征等。在观察岩心时，对一些有特殊意义的地质现象要作大比例尺素描图或照相、录像。

(6)选择有地质意义的岩(矿)心作大比例尺素描，以补充文字描述的不足。岩性描述要做到繁简适度，重点突出，针对性强。对矿层(矿化层)及其顶底板矿化蚀变带、构造部位等重要地段的地质现象，要详细描述。当劈心采样后，还应对重要矿化现象等做补充描述记录。

3、测量标志面与岩心轴夹角

岩心轴夹角是了解地层、矿层(体)、岩(矿)脉，地质构造的倾角，编制地质剖面图、计算地层和矿层(体)厚度的基础数据。通常用量角器法测量，步骤如下：首先找出要测量的标志面在岩心上的总体方向，找出标志面在岩心上的最高与最低点。(可用红、蓝铅笔划一条线)，如图中ab；将岩心柱面(图中cd)紧靠岩心隔板；将量角器的零度边(图中ab)与标志面(ab)平行，同时将量角器的0点与标志面(ab)同岩心柱面(cd)的交点(0)重合；读出岩心柱面在量角器上的读数(70°)即为轴角。如图2-1所示。

三、分层岩心的注记方法

在每层岩矿石名称的右边，均应注记上与该层顶底板相应的岩心编号及长度，用以计算其分层孔深。其注记方法是：分层顶板回次岩心代号及其岩心长度～分层底板回次岩心代号及其长度。其间用“～”线连接。分层顶底板回次岩心的注记有下面两种情况。

1、跨回次分层时，分层顶、底板回次岩心的注记及其表示的意义。

一个岩层中包含有若干个回次，则所注记的该层顶板分层回次的岩心长度，表示的意义为该层在分层顶板回次中还占有的岩心长度。同理，所注记的该层底板分层回次的岩心长度，表示的意义为该层在底板回次中所占有的岩心长度。

2、一个回次中分有若干层时，分层顶底板岩心的注记及其所表示的意义。

在同一个回次中，分有若干层，各层的分层岩心长度的注记，均应记录从该回次顶部自上往下至分层线的岩心长度。其目的是使计算简便精确(计算方法下面另述)，且将各分层误差消除于该回次之中。

四、回次采取率及分层采取率的计算

(1)回次采取率的计算公式为：

五、换层孔深的计算

为了使计算简便精确和缩小误差，在计算换层孔深时，必须遵守自上而下的计算原则。换言之，就是只计算每层的底板分层孔深(实质上某层的底板孔深就是下层的顶板深度)。但这样计算就可以把换层孔深的计算公式简化为底板孔深的计算公式，故也可以称为“底板孔深计算法”。

1、跨回次分层时分层底板孔深的计算

(1)当分层回次将采取率不足l00％时，其计算公式为：

(2)当分层回次采取率满足l00％还有上回次残留岩心时，其计算公式为：

换层底板孔深＝分层回次顶部孔深+(本回次分层岩心长一上回次残留岩心长)

2、同一个回次中分有若干层时换层孔深的计算(1)当分层回次采取率不足l00％时，其计算公式为：

(2)当分层采取率为l00％且还有上回次残留岩心时，其计算公式为：

换层底板孔深＝分层回次顶部孔深+(本回次分层岩心长-上回次残留岩心长)

六、残留岩心的处理及特殊情况下分层孔深的计算

1、当某个回次的岩心长度大于回次进尺(即有上回次的残留岩心)时，残留岩心的处理应遵守下面的规定：以本回次岩心采取率为100％，将超出部分推到上回次计算，如继续超出可继续上推，一般上推回次不得超过5个回次。上推岩心各回次进尺总和不得大于5米。在上述两种情况下，若继续超出则应查明原因，在现场进行缩减。

七、计算精确度的规定

回次采取率，分层采取率计算的精度一般计算至百分数小数点后两位，四舍五入保留百分数小数点后一位。换层孔深(米)精确度要求一般计算至小数点后三位，四舍五入保留小数点后两位。

有益效果：

与现有技术相比，本发明能够让野外地质工作者在岩心编录时明确具体操作流程和规范，及时取得最详实、准确的第一手资料，为后期的室内工作奠定良好基础。

附图说明

图1-1为岩心摆放顺序；

图1-2为岩心箱编号；

图1-3为大于5cm岩心；

图1-4为小于5cm完整岩心；

图1-5为短柱状岩心标示；

图1-6为敲断岩心补写图示；

图1-7为岩心照片示意图；

图2-1为测量轴夹角示意图。

具体实施方式

实施例1

一、岩心的清洗、整理及编号

1、岩心清洗与摆放

从岩心管中取出的岩心，须严守操作规程，在敲打岩心管取心时，岩心管应斜放，且离地面不应超过20cm，落下的岩心要立即按顺序摆好，严格按照从左到右、由上到下的顺序正确摆放，如图1-1所示。严防岩心次序混乱，造成资料的错误。如发现岩心倒置，应立即纠正，并查明原因。发现有岩粉、掉块、钢粒等应予剔除。岩心上沾有泥浆或其他杂物时，应在未装箱之前用水洗净。对于松软、粉状、易溶的岩心，取心时要仔细操作，保持其原有状态。对其所沾的泥浆、岩粉，则不能用水洗，待泥皮半干时将其剥掉。对于碎块、粉状的矿心，应用牛皮纸、塑料袋或布袋装好。(密闭取心页岩目标层不能用清水清洗)

2、岩心牌、岩心箱标注

岩心整理后，各岩心箱中须有隔板。每回次的岩心，及时填写岩心牌放在该回次岩心的底部。没有取上岩心的回次，也要填写、放置岩心牌。如专门捞取的岩心，应再填写一个岩心牌，并在岩心牌的背面加以说明(写上“捞心”二字)。

当岩心装满后，即在箱旁写上矿区名称、钻孔编号，以及岩心箱的顺序号码、箱内岩心的起止孔深，如图1-2所示，及时将装满的岩心搬入临时岩心库，机场上不得积压岩心。从岩心清洗、整理至编号等一整套工作，均由钻机各班记录员承担。地质编录员，在每次编录之前，对上述各项工作进行认真的检查，发现问题应立即纠正。确认其准确无误后，方可进行地质编录。

2、岩心编号

岩心入库后由地质员对岩心进行规范化编录，首先在岩心上用油性笔画红色、黑色双线，红线在前，黑线在后，间距一般在1cm左右。在红线上画箭头指示岩心变深方向；然后在红色线条一侧岩心长度每隔0.5m用白漆画一个椭圆形，椭圆形长轴4.5～5.5cm，短轴4.0～4.5cm，上面用黑色油性笔写上岩心长度，并在椭圆形位置处红线上画一个箭头，指示岩心变深方向；若该处岩心破碎，就在红线上画箭头，指示岩心变深方向，不需要用白漆画椭圆形标识岩心深度。黑色线条一侧在长度大于5cm(以及小于5cm较完整岩心)岩心上用白漆画一个长方形，长方形长5.0～6.0cm，宽3.5～4.5cm，使用黑色油性笔写上回次号和块数编号，如图1-3所示。

对长度＞5cm或虽＜5cm但较完整的岩心，须用油漆进行编号，岩心编号的格式为分式整数表示提取岩心的回次数；分母示该回次岩心总块数；分子表示岩心在总块数中自上而下的顺序号。大于5厘米的岩心在圆柱面上编号，小于5厘米的岩心可在横切面上进行编号，图1-4所示。

对由较多碎块组成的岩心，其回次编号可在首尾横切面上编号，并在短柱状岩心上画连接符号，使其首尾相连，如图1-5所示；因观察、编录而敲断的岩心，应由观察者补写相同的编号并画连接号，如图1-6所示

3、岩心拍照

岩心按以上要求编号后，要对岩心进行拍照，在拍照前使用专用的白板，上面写上单位名称、项目名称、孔号、箱号、深度，然后开始拍照，如图1-7所示：

二、岩心编录

1、岩矿石定名

地质描述前，首先应给岩矿石定名。定名一般以一个分层为单位，名称应能反映出岩矿石的颜色、构造、结构、矿物成份及矿化等基本特征。定名时，要根据分层中岩矿石种类、主次及分布特点定名，有以下几种情况：

(1)分层岩性基本上只有一种，可单一定名。

例：深灰色中粒条带状斜长辉石岩型稠浸状钒钛磁铁矿。

(2)分层中出现两种以上岩石呈互层状产出，可复合定名。

例：深灰色中粒条带状斜长辉石岩型稠浸状钒钛磁铁矿与灰色中细粒流状辉长岩型稀浸状钒钛磁铁矿互层。

(3)分层中出现次要岩石夹层，复合定名。

例：深灰色中粒条带状斜长辉石岩型稠浸状钒钛磁铁矿夹(也可为“间夹”、“偶夹”)灰色中细粒流状辉长岩型稀浸状钒钛磁铁矿。

2、岩心观察及描述

在对岩心进行详细观察的基础上，钻孔原始编录可按不同岩性、不同矿层(矿化层)或不同矿石类型进行分层记录。对厚大的单一岩层必须进行系统观察，以免遗漏地质现象，岩心描述的基本内容大致包括如下几点：

(1)岩石特征。岩石颜色(原生及风化颜色)、构造(层状、片状、板状、流纹状、流状、条带状)、结构、矿物成份、风化特征(氧化带、混合带和原生带)及其它物理性质(光泽、断口、硬度、比重)等。

(2)蚀变特征。蚀变岩石类型、蚀变带内蚀变矿物的变化、蚀变带与矿化或矿体的相互位置、空间关系等。

(3)矿化特征。矿化的种类、矿石特征、矿层、矿层与顶底板接触关系，产状(测量矿层顶底板介面轴夹角，测量矿石原生构造的轴夹角等)等。

(4)次生构造。断裂、褶皱、节理、劈理、破碎带的特征、类型、产状及后沉积作用构造，如结核、瘤块，裂隙充填形成的岩墙等。

(5)古生物及遗迹化石。观察和收集古生物、古生物遗迹化石产出层位、化石种类及分布特征等。在观察岩心时，对一些有特殊意义的地质现象要作大比例尺素描图或照相、录像。

(6)选择有地质意义的岩(矿)心作大比例尺素描，以补充文字描述的不足。岩性描述要做到繁简适度，重点突出，针对性强。对矿层(矿化层)及其顶底板矿化蚀变带、构造部位等重要地段的地质现象，要详细描述。当劈心采样后，还应对重要矿化现象等做补充描述记录。

3、测量标志面与岩心轴夹角

岩心轴夹角是了解地层、矿层(体)、岩(矿)脉，地质构造的倾角，编制地质剖面图、计算地层和矿层(体)厚度的基础数据。通常用量角器法测量，步骤如下：首先找出要测量的标志面在岩心上的总体方向，找出标志面在岩心上的最高与最低点。(可用红、蓝铅笔划一条线)，如图中ab；将岩心柱面(图中cd)紧靠岩心隔板；将量角器的零度边(图中ab)与标志面(ab)平行，同时将量角器的0点与标志面(ab)同岩心柱面(cd)的交点(0)重合；读出岩心柱面在量角器上的读数(70°)即为轴角。如图2-1所示。

三、分层岩心的注记方法

在每层岩矿石名称的右边，均应注记上与该层顶底板相应的岩心编号及长度，用以计算其分层孔深。其注记方法是：分层顶板回次岩心代号及其岩心长度～分层底板回次岩心代号及其长度。其间用“～”线连接。分层顶底板回次岩心的注记有下面两种情况。

1、跨回次分层时，分层顶、底板回次岩心的注记及其表示的意义。

一个岩层中包含有若干个回次，则所注记的该层顶板分层回次的岩心长度，表示的意义为该层在分层顶板回次中还占有的岩心长度。同理，所注记的该层底板分层回次的岩心长度，表示的意义为该层在底板回次中所占有的岩心长度。

2、一个回次中分有若干层时，分层顶底板岩心的注记及其所表示的意义。

在同一个回次中，分有若干层，各层的分层岩心长度的注记，均应记录从该回次顶部自上往下至分层线的岩心长度。其目的是使计算简便精确(计算方法下面另述)，且将各分层误差消除于该回次之中。

四、回次采取率及分层采取率的计算

(1)回次采取率的计算公式为：

五、换层孔深的计算

为了使计算简便精确和缩小误差，在计算换层孔深时，必须遵守自上而下的计算原则。换言之，就是只计算每层的底板分层孔深(实质上某层的底板孔深就是下层的顶板深度)。但这样计算就可以把换层孔深的计算公式简化为底板孔深的计算公式，故也可以称为“底板孔深计算法”。

1、跨回次分层时分层底板孔深的计算

(1)当分层回次将采取率不足l00％时，其计算公式为：

(2)当分层回次采取率满足l00％还有上回次残留岩心时，其计算公式为：

换层底板孔深＝分层回次顶部孔深+(本回次分层岩心长一上回次残留岩心长)

2、同一个回次中分有若干层时换层孔深的计算(1)当分层回次采取率不足l00％时，其计算公式为：

(2)当分层采取率为100％且还有上回次残留岩心时，其计算公式为：

换层底板孔深＝分层回次顶部孔深+(本回次分层岩心长-上回次残留岩心长)

六、残留岩心的处理及特殊情况下分层孔深的计算

1、当某个回次的岩心长度大于回次进尺(即有上回次的残留岩心)时，残留岩心的处理应遵守下面的规定：以本回次岩心采取率为100％，将超出部分推到上回次计算，如继续超出可继续上推，一般上推回次不得超过5个回次。上推岩心各回次进尺总和不得大于5米。在上述两种情况下，若继续超出则应查明原因，在现场进行缩减。

七、计算精确度的规定

回次采取率，分层采取率计算的精度一般计算至百分数小数点后两位，四舍五入保留百分数小数点后一位。换层孔深(米)精确度要求一般计算至小数点后三位，四舍五入保留小数点后两位。