根据井底返出岩屑的元素组成快速判断地层的岩石成因属性的方法与流程

本发明涉及石油钻井过程中判断地层岩石成因属性的方法，尤其是一种快速判断火成岩与沉积岩岩性的方法。

背景技术：

地球上的岩石按照成因可分为三大类，岩浆岩(也称火成岩)、沉积岩、变质岩。在石油钻井过程中，判断地层的岩石成因属性是确定地层岩性的第一步工作，其对钻井工程安全科学合理有效施工作业和及时准确发现油气显示层有着重大意义。以往在钻井现场判断地层的岩石成因属性，完全依据岩屑的直观特性和参考与地层相关的工程数据，其准确性取决于地质技术人员的经验和水平。

由于火成岩与沉积岩的成因不同，其差异性表现在两者化学元素的百分含量有所不同上。根据已有的地层岩石化学元素百分含量的统计数据分析，探究出两者之间差异性的规律特征，就能够反推出地层岩石的成因属性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种方法简单、易用的根据井底返出岩屑的元素组成快速判断地层的岩石成因属性的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种根据井底返出岩屑的元素组成快速判断地层的岩石成因属性的方法，包括以下步骤：

(1)通过元素录井仪获取钻井过程中产生的岩屑中元素钠na、钾k、铁fe、镁mg四种元素在岩屑中的百分含量；

(2)将分析获得的岩屑四种元素的百分含量带入下式：

lava指数＝10×(na+k)％+2.2×(fe+mg)％-5％

当lava指数≥50％,判定为火成岩；lava指数＜50％,判定为沉积岩。

该方法适用于判断火成岩与沉积岩的岩石成因属性。

所述火成岩包含沉凝灰岩。

本发明的有益效果是：本发明的方法，应用简单、实用、符合率较高，能够在录井随钻过程中提供及时的地层岩性成因属性判断，具有独特的岩性成因属性判断技术优势。

附图说明

图1是(na+k)％-(fe+mg)％关系原始图板。

图2是(na+k)％-(fe+mg)％关系功能图板。

图3是(na+k)％-(fe+mg)％关系功能图板应用图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明的根据井底返出岩屑的元素组成快速判断地层的岩石成因属性的方法，包括以下步骤：

(1)通过元素录井仪获取钻井过程中产生的岩屑中元素钠na、钾k、铁fe、镁mg四种元素在岩屑中的百分含量；

(2)将分析获得的岩屑四种元素的百分含量带入下式：

lava指数＝10×(na+k)％+2.2×(fe+mg)％-5％

当lava指数≥50％,判定为火成岩(包含沉凝灰岩)；lava指数＜50％,判定为沉积岩。

该方法适用于判断火成岩与沉积岩的岩石成因属性。

本方法只在火成岩与沉积岩交互区域使用，不适应对变质岩的判断。

下面对本发明的原理进行说明：

在《中国各地区主要岩石类型的7种元素的平均含量表》(邱家骧，现代地质，1991)内包含了五种主要火成岩即超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩、火山碎屑岩，三种沉积岩即砂岩、泥岩、碳酸盐。将此表以内(na+k)％作为纵轴、(fe+mg)％作为横轴绘制出两者的关系曲线图板，该图板上火成岩的五种岩性与沉积岩的三种岩性可以被一条斜线分隔开，定义该斜线为火成岩和沉积岩的分割线，该斜线的数学表达式为：

(na+k)％＝-0.22×(fe+mg)％+5.5％

对上式稍作变换，可以得到：

50％＝10×(na+k)％+2.2×(fe+mg)％-5％

将上面等式的左边50％定义火成岩和沉积岩的判别指数即“lava指数”，得到“lava指数＝10×(na+k)％+2.2×(fe+mg)％-5％”，其意义在于当岩屑lava指数≥50％时，岩屑元素(na+k)百分含量与(fe+mg)百分含量交汇点处于(na+k)％-(fe+mg)％关系图板上火成岩和沉积岩分割线上方区域，可以判断岩屑岩性为火成岩，其中包括由火山碎屑岩向沉积岩过渡的岩性沉凝灰岩；当岩屑lava指数＜50％时，岩屑元素(na+k)百分含量与(fe+mg)百分含量交汇点处于(na+k)％-(fe+mg)％关系图板上火成岩和沉积岩分割线下方区域，可判断岩屑岩性为沉积岩。

《中国各地区主要岩石类型的7种元素的平均含量表》(邱家骧，现代地质，1991)

表1中国各地区主要岩石类型的7种元素的平均含量表

表1中的7种岩性，超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩、火山碎屑岩属于火成岩，也称岩浆岩；砂岩、泥岩、碳酸岩属于沉积岩。

根据表1中的数据绘制生成(na+k)％-(fe+mg)％关系图板(见图1)。

在(na+k)％-(fe+mg)％关系图板上添加火成岩和沉积岩分割线，形成如图2所示的图板。

将港古16102、歧古101、歧古8不同类别岩性所测量分析得到的元素(na+k)百分含量与(fe+mg)百分含量交汇点试验性地投射到(na+k)％-(fe+mg)％关系图板(见图3所示)上，使利用火成岩和沉积岩分割线加以区分，可以观察到图板适用性较强，能够较好区分出沉积岩与火成岩。

港古16102井上古生界砂泥岩元素分析数据

港古16102井上古生界碳酸盐岩元素分析数据表

歧古101井中生界火成岩(安山岩)元素分析数据表

歧古101井中生界火成岩(玄武岩)元素分析数据表

歧古101井下古生界碳酸盐岩元素分析数据表

歧古8井上古生界火成岩(安山岩)元素分析数据

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。