本發(fā)明涉及石油天然氣勘探開發(fā)技術領域，尤其涉及石油天然氣勘探開發(fā)過程中錄井技術領域，具體涉及一種碳酸鹽巖巖性識別方法。
背景技術：
在石油天然氣勘探開發(fā)過程中，需要首先對油氣地下儲層的結構性質進行錄井檢測，對油氣的勘探價值和勘探方法做出初步的判斷，以提高勘探的準確性和經濟效益，因此對儲層的物性結構的識別判斷對石油天然氣的開采具有重要的指導意義。碳酸鹽儲層是石油和天然氣主要儲層之一，主要由方解石和白云石組成，根據(jù)二者含量不同，碳酸鹽巖又分為灰?guī)r、白云巖、白云質灰?guī)r、灰質白云巖等不同巖性。碳酸鹽巖中油氣資源豐富，正成為國內油氣勘探開發(fā)新的方向，為了準確發(fā)現(xiàn)油氣資源，并指導油氣資源的準確合理的開采，需要對碳酸鹽儲層的物性特性做出準確的判斷。由于目前在石油、天然氣等鉆井勘探開發(fā)技術領域，大量使用PDC鉆頭或采用氣體鉆進，碳酸鹽巖巖屑形成細小顆粒或粉塵，在人工肉眼分析碳酸鹽巖巖性已經無法準確判別。因此，為了改變這種肉眼無法準確判斷碳酸鹽巖巖性的現(xiàn)狀，逐漸出現(xiàn)一些其他的替代方法。
例如，目前錄井施工現(xiàn)場傳統(tǒng)的碳酸鹽巖性識別方法是人工挑選一定量的碳酸鹽巖樣品進行研磨，放入密閉的容器內與一定量的稀鹽酸發(fā)生化學反應，根據(jù)產生氣體壓力判別樣品中碳酸鈣、碳酸鎂的含量，進而描述樣品的巖性。但是這種碳酸鹽巖巖性識別方法一方面受人工挑選樣品質量的影響，同時識別過程人為因素影響較大，檢測周期長，不利于碳酸鹽巖巖性快速準確識別。
例如中國專利CN103510952A公開了一種碳酸鹽巖巖屑巖性組合式鑒定方法，具體公開了選擇鄰井獲取碳酸鹽巖地層的巖屑、巖心的碳酸鹽含量數(shù)據(jù)和X射線熒光分析的巖性元素數(shù)據(jù)以建立標準巖性判別特征剖面，現(xiàn)場采集巖屑制作分析樣品，組合分析巖屑樣品的碳酸鹽含量數(shù)據(jù)和X射線熒光分析的元素數(shù)據(jù)，對比標準巖性判別特征剖面，交互分析確定巖屑巖性。但是該方法整個過程中需要分析的參數(shù)數(shù)據(jù)過多，使整個判斷分析過程過于繁瑣。
例如中國專利CN104612675A公開了一種碳酸鹽巖地層隨鉆巖性快速識別方法，公開了而利用X射線熒光元素錄井技術分析不同巖性巖屑的Ca元素和Mg元素含量，并根據(jù)其含量建立巖性解釋圖版，根據(jù)建立的圖版，利用檢測到的待測巖屑中的Ca和Mg的含量判斷巖性。但是該方法沒有給出具體的數(shù)據(jù)判斷標準，無法實現(xiàn)對碳酸鹽巖巖性的定量快速識別。
技術實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種利用Ca/Mg含量比值定量快速識別巖性的碳酸鹽巖巖性識別方法。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
一種碳酸鹽巖巖性識別方法，包括檢測巖屑樣品中的Ca元素含量和Mg元素含量，計算Ca元素含量和Mg元素含量的比值R＝Ca/Mg；當R＞59.4，該碳酸鹽巖為純石灰?guī)r；10.8＜R≤59.4，該碳酸鹽巖為含白云的石灰?guī)r；4.7＜R≤10.8，該碳酸鹽巖為白云質灰?guī)r；2.6＜R≤4.7，該碳酸鹽巖為灰質白云巖；1.8＜R≤2.6，該碳酸鹽巖為含灰質的白云巖；R≤1.8，該碳酸鹽巖為純白云巖。
優(yōu)選的，采用如下方法檢測巖屑樣品中的Ca元素含量和Mg元素含量：包括以下操作步驟：
1)對不同Ca、Mg含量的純方解石和純白云石進行元素光譜分析，建立Ca、Mg元素光譜強度-含量數(shù)學模型；
2)對待測巖屑樣品進行元素光譜分析得到Ca、Mg元素的光譜強度，利用步驟1)建立的Ca、Mg元素光譜強度-含量數(shù)學模型計算得到Ca元素和Mg元素的含量。
上述步驟1)和2)中采用激光誘導擊穿光譜儀或激光巖性自動識別儀進行元素光譜分析。本發(fā)明采用中石化中原石油工程有限公司錄井公司生產的激光巖性自動識別儀。
采用激光巖性自動識別儀進行元素光譜分析過程中，單個元素具有多條譜線，根據(jù)光譜強度、避免交叉干擾原則，優(yōu)選的，Ca元素特征波長為317.933nm，Mg元素的特征波長為279.077nm。
上述建立的Ca、Mg元素光譜強度-含量數(shù)學模型為：
CCa＝1.3318*I317.933-574.16 (1)
CMg＝1.9378*I279.077-294.25 (2)
其中式(1)為Ca元素光譜強度-含量數(shù)學模型，CCa為Ca元素含量；I317.933為Ca元素特征波長317.933nm所對應的光譜強度數(shù)據(jù)；
式(2)為Mg元素光譜強度-含量數(shù)學模型，CMg為Mg元素含量；I279.077為Mg元素特征波長279.077nm所對應的光譜強度數(shù)據(jù)。
本發(fā)明碳酸鹽巖巖性識別方法，首先檢測巖屑樣品中的Ca、Mg元素含量，計算Ca、Mg元素含量比值R，通過建立R與巖性的對應關系，實現(xiàn)僅僅利用Ca、Mg元素含量對碳酸鹽巖巖性的定量快速自動識別，克服現(xiàn)有技術中人為干擾因素多、分析周期長、數(shù)據(jù)分析處理過程繁瑣的缺陷。本發(fā)明碳酸鹽巖巖性 識別方法，操作簡便，巖性識別結果準確，能夠正確的指導碳酸鹽巖儲層的油氣水平井的部署，提高碳酸鹽巖儲層油氣開采的經濟效益。
進一步的，本發(fā)明在利用激光誘導擊穿光譜技術檢測巖屑樣品的Ca、Mg元素含量時，通過優(yōu)選Ca、Mg元素的特征波長，進一步提高檢測結果的準確性，進而提高巖性識別結果的準確性。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明，但不構成對本發(fā)明的任何限制。
下述實施例中采用中石化中原石油工程有限公司錄井公司生產的ZY-LLA型激光巖性自動識別儀進行元素光譜分析，該識別儀包括控制器、工控機、光譜儀、激光器、樣品臺和電源，激光器通過光纖與樣品臺相連，樣品臺通過光纖與光譜儀相連，光譜儀通過數(shù)據(jù)線與控制器的輸入端相連，控制器的輸出端通過數(shù)據(jù)線與工控機相連，控制器、工控機、光譜儀和激光器分別通過電源線與電源相連；將巖屑樣品放置在樣品臺上，啟動該識別儀后，控制器控制激光器發(fā)射出高能激光照射到放置在樣品臺上的待測巖屑樣品表面，使其產生等離子體，等離子體回到常溫狀態(tài)時樣品所含不同元素發(fā)射出光譜通過光纖送入光譜儀進行處理，經光譜儀處理后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線送入控制器，控制器對從光譜儀接收到的數(shù)據(jù)進行處理并將處理后的數(shù)據(jù)通過工控機告知工作人員，工作人員即可獲得巖屑樣品的元素信息。
下述實施例中碳酸鹽巖巖性識別方法，具體操作步驟為：
1、建立Ca、Mg元素光強-含量數(shù)學模型：
(1)優(yōu)選Ca、Mg元素的特征波長：
根據(jù)光譜強度、避免交叉干擾原則，優(yōu)選Ca元素特征波長為317.933nm，Mg元素特征波長為279.077nm；
(2)建立Ca、Mg元素光強-含量數(shù)學模型。
利用激光巖性自動識別儀檢測純方解石、純白云石中樣品，記錄279.077nm和317.933nm所對應的光譜強度值I279.077、I317.933，根據(jù)純方解石、純白云石中樣品Ca、Mg含量及I279.077、I317.933建立Ca、Mg元素光強-含量數(shù)學模型：
CCa＝1.3318*I317.933-574.16 (1)
CMg＝1.9378*I279.077-294.25 (2)
其中式(1)為Ca元素光譜強度-含量數(shù)學模型，CCa為Ca元素含量；I317.933為Ca元素特征波長317.933nm所對應的光譜強度數(shù)據(jù)；
式(2)為Mg元素光譜強度-含量數(shù)學模型，CMg為Mg元素含量；I279.077為Mg元素特征波長279.077nm所對應的光譜強度數(shù)據(jù)；
2、檢測碳酸鹽巖樣品Ca、Mg元素含量。
(1)利用激光巖性自動識別儀對待識別巖性的碳酸鹽巖樣品進行元素光譜分析，記錄I317.933和I279.077數(shù)據(jù)。
(2)計算樣品Ca、Mg元素含量
根據(jù)I317.933和I279.077，通過式(1)、式(2)分別計算出樣品中Ca、Mg元素含量。
3、自動識別碳酸鹽巖巖性
(1)根據(jù)樣品中Ca、Mg元素含量，計算二者的比值R，定義R＝CCa：CMg。
(2)自動識別碳酸鹽巖巖性：
①R＞59.4時，該碳酸鹽樣品巖性為純石灰?guī)r；
②10.8＜R≤59.4時，該碳酸鹽樣品巖性為含白云的石灰?guī)r；
③4.7＜R≤10.8時，該碳酸鹽樣品巖性為白云質灰?guī)r；
④2.6＜R≤4.7時，該碳酸鹽樣品巖性為灰質白云巖；
⑤1.8＜R≤2.6時，該碳酸鹽樣品巖性為含灰質的白云巖；
⑥R≤1.8時，該碳酸鹽樣品巖性為純白云巖。
實施例
本實施例采用上述識別方法對施工現(xiàn)場的碳酸鹽巖巖性進行識別判斷，具體為：利用ZY-LLA型激光巖性自動識別儀對現(xiàn)場已確認為碳酸鹽巖的1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#巖心樣品進行元素光譜分析，得到Ca元素特征波長317.933nm的光譜強度I317.933，及Mg元素特征波長279.077nm的光譜強度I279.077；將該檢測到的I317.933帶入式(1)，計算得到Ca元素含量CCa，將I279.077帶入式(2)，計算得到Mg元素含量CMg；計算Ca、Mg元素含量比值R＝CCa/CMg，根據(jù)R值的大小判斷巖心巖性。
本實施例檢測和計算數(shù)據(jù)及巖心巖性判斷結果如下表1所示：
表1
利用薄片鑒定法分別對1#～8#巖心樣品的巖性進行鑒定，結果為：1#巖心為純白云巖；2#巖心為白云質灰?guī)r；3#巖心為純石灰?guī)r；4#巖心為含灰質的白云 巖；5#巖心為灰質白云巖；6#巖心為灰質白云巖；7#巖心為含白云的石灰?guī)r；8#巖心為純白云巖。
由上述表1可知，采用本發(fā)明的碳酸鹽巖的巖性識別方法判斷的巖心巖性與傳統(tǒng)的薄片鑒定法的鑒定結果一致，表明本發(fā)明識別方法實現(xiàn)對碳酸鹽巖巖性精細描述，能夠自動快速準確判斷地層巖性，對石油天然氣的儲層的發(fā)現(xiàn)和勘探產生有效的指導，提高石油天然氣的開發(fā)效益。