專利名稱：巖屑描述儀及巖屑巖性和含油豐度的定量分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油鉆探巖屑的分析設(shè)備及含油豐度分析方法，特別是涉及一種巖屑描述儀及巖屑巖性和含油豐度的定量分析方法。
二.
背景技術(shù)：
作為開(kāi)采老油田挖潛革新和鉆探新的油氣田，巖屑的巖性以及含油量的分析及其設(shè)備，是石油鉆探評(píng)價(jià)油田的儲(chǔ)量和開(kāi)采價(jià)值必不可少的設(shè)備和技術(shù)，以前我國(guó)石油鉆探行業(yè)普遍使用三牙輪式鉆頭，其鉆探的巖屑顆粒較大，可以依靠人的眼睛來(lái)定性觀察認(rèn)識(shí)巖性和含油豐度，但識(shí)別結(jié)果誤差較大，因?yàn)槭茏R(shí)別者的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)水平高低和責(zé)任心的強(qiáng)弱等主觀因素影響，同時(shí)也易受光線亮度、巖屑潮濕和巖屑顆粒大小等客觀因素干擾。隨著科技的進(jìn)步和探井技術(shù)的逐步提高，三牙輪式鉆頭逐步被PDC鉆頭所代替，PDC鉆頭鉆出的巖屑接近粉末狀，難以用肉眼觀察而確定巖性和含油豐度，迫切尋求一種新手段、新方法來(lái)判斷巖屑的巖性和評(píng)價(jià)巖屑含油豐度。
從上世紀(jì)七十年代起，國(guó)內(nèi)外普遍利用巖屑熱解方法來(lái)快速定量分析評(píng)價(jià)生油巖和儲(chǔ)油巖，評(píng)價(jià)巖屑的成熟度、有機(jī)質(zhì)類型和產(chǎn)油儲(chǔ)量，以及快速評(píng)價(jià)儲(chǔ)油巖的含油氣等級(jí)和及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆井過(guò)程中的油氣顯示，以此作為鉆井后的試油依據(jù)。這種方法獲得數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確，但工作量大，時(shí)間較長(zhǎng)，工作比較繁瑣；CN1157917A，申請(qǐng)?zhí)?6114143公開(kāi)了一種“巖屑定量評(píng)價(jià)儀”，該評(píng)價(jià)儀由微型計(jì)算機(jī)1，樣品箱2，光電掃描器3，白光燈4組成，光電掃描器3與微型計(jì)算機(jī)1用電纜9連接，樣品箱2的上方安裝有光電掃描器3和白光燈4，在白光燈4下方放有樣品盤和標(biāo)樣臺(tái)8，據(jù)介紹可提高巖屑錄進(jìn)技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)巖屑樣品砂巖、泥巖、含油砂巖百分量及含油豐度的定量自動(dòng)檢測(cè)評(píng)價(jià)，提供客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，提高巖屑錄井資料的可靠性、實(shí)用性和可比性。該評(píng)價(jià)儀除了簡(jiǎn)單介紹各部件之間的電量連接關(guān)系，并沒(méi)有完全公開(kāi)評(píng)價(jià)儀的評(píng)價(jià)原理和具體工作步驟，使人研讀后仍無(wú)法了解具體評(píng)價(jià)原理及過(guò)程情況；CN1373357A，申請(qǐng)?zhí)?2116558.0發(fā)明名稱為巖樣觀測(cè)裝置，該裝置比評(píng)價(jià)儀多了在攝像機(jī)目鏡接口多安裝了一臺(tái)顯微鏡，據(jù)說(shuō)可以分辨極細(xì)小巖樣的巖性和含油豐度，定性分析準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)巖樣圖像存儲(chǔ)，節(jié)約巖樣運(yùn)輸和保存費(fèi)用，可實(shí)現(xiàn)巖樣圖像的遠(yuǎn)程傳輸，便于錄井信息的綜合處理。該項(xiàng)申請(qǐng)和巖樣評(píng)價(jià)儀存在類似的不足之處是公開(kāi)不充分，閱讀說(shuō)明書(shū)后不知道該裝置是如何用來(lái)判斷巖性和油氣顯示的。
三.

發(fā)明內(nèi)容
(一)本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題利用核技術(shù)、電子電路和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)巖屑描述儀及巖屑巖性和含油豐度的定量分析方法。
(二)本發(fā)明的技術(shù)方案是一種巖屑描述儀，含有電源，箱體，伽瑪射線探測(cè)器，電子處理電路，攝像裝置，巖屑樣品盒，紫外光源，帶有屏蔽結(jié)構(gòu)的伽瑪射線探測(cè)器安裝在箱體的底板上，由閃爍晶體和光電倍增管及高壓模塊組成，巖屑樣品盒安裝在閃爍晶體上端部，在其正上方一定距離內(nèi)安裝有電子攝像裝置和紫外光源，伽瑪射線探測(cè)器所獲得的閃爍脈沖信號(hào)輸入電子處理電路中鑒別放大級(jí)比較器的輸入端，電子處理電路的輸出端通過(guò)接口接計(jì)算機(jī)輸入端，電子攝像裝置的視頻線接計(jì)算機(jī)的視頻接口。
所述屏蔽結(jié)構(gòu)與閃爍晶體和光電倍增管的外部形狀相匹配，屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)外表面可為不銹鋼殼體，兩殼體之間為鉛材料屏蔽層，伽瑪射線探測(cè)器下端通過(guò)彈簧安裝在屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)底面上，探測(cè)器的變截面過(guò)渡段處通過(guò)彈性墊圈與屏蔽結(jié)構(gòu)固緊，在樣品盒上方設(shè)有屏蔽結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)屏蔽蓋板，巖屑樣品盒可為倒“凹”字形或短圓柱形結(jié)構(gòu)，電子攝像裝置的攝像鏡頭到樣品盒上表面之間的距離應(yīng)在該攝像鏡頭的變焦焦距范圍之內(nèi)，電子攝像裝置通過(guò)緊固卡圈固定在支架上，支架固定在箱體壁板上，紫外光源安裝在攝像裝置的攝像頭兩側(cè)的燈架上，燈架固定在箱體壁上，電子攝像裝置可為電子攝像頭和視頻卡組成，或?yàn)殡娮訑?shù)碼攝像機(jī)，或?yàn)閿?shù)碼相機(jī)，或?yàn)橛煞请娮訑z像裝置和掃描儀構(gòu)成的裝置。
在所述樣品盒與電子攝像裝置之間設(shè)有屏蔽結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)屏蔽蓋板，其下表面裝有保持架，架中裝有滾珠，蓋板一側(cè)滾珠與帶有V形槽的導(dǎo)軌配合，另一側(cè)滾珠與帶有凹槽的導(dǎo)軌配合，導(dǎo)軌安裝固定在箱體中間的橫梁上，蓋板前側(cè)裝有操作把手，后側(cè)面上裝有限位銷，電子處理電路的線路板夾持安裝在固定于箱體中的插卡槽中，紫外光源電壓為交流220V，電源向電子攝像機(jī)構(gòu)、高壓模塊提供+5V、±12V直流電源或24V交流電源，伽瑪射線探測(cè)裝置的閃爍晶體可為無(wú)機(jī)晶體粉末，有機(jī)晶體，液體或塑料晶體等。
所述電子處理電路含有鑒別放大級(jí)，整形級(jí)，單片機(jī)及外圍元件，伽瑪射線探測(cè)器輸出的脈沖信號(hào)輸入到電子處理電路中鑒別放大級(jí)比較器LM111的反向端，比較器LM111的同向端接由電源和穩(wěn)壓電路提供的門檻電壓，LM111的輸出脈沖信號(hào)可經(jīng)分頻器分頻后輸入到整形電路芯片4538的輸入端，整形后的輸出信號(hào)經(jīng)芯片40109降壓，輸入單片機(jī)89C51的T1腳進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值由串行口RXD，TXD輸入到收發(fā)器MAX202的輸入端，經(jīng)MAX202輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
在電子處理電路中，比較器還可為L(zhǎng)M319，LM311，整形電路芯片也可用CD4098，單片機(jī)可用31、51、52等系列芯片，或?yàn)镸LU、tm320各系列，也可用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)輸出可經(jīng)鎖存器或收發(fā)器等并行口或串行口輸入計(jì)算機(jī)。
一種巖屑含油豐度的定量分析方法使用電子圖像采集裝置攝像頭和視頻卡，或電子數(shù)碼攝像機(jī)，或數(shù)碼相機(jī)，攝取暗室環(huán)境中紫外燈照射下的巖屑清晰電子熒光圖片，或通過(guò)非電子攝像裝置采集巖屑熒光圖片，用掃描儀將圖片數(shù)字化處理輸入計(jì)算機(jī)，通常以計(jì)算機(jī)獨(dú)立的數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫(kù)文件形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，包括已知含油豐度的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖片庫(kù)和待測(cè)巖屑的系列圖片，待測(cè)巖屑在紫外燈下反映出的熒光面積占分析區(qū)域面積的比例代表待測(cè)巖屑含油豐度，即含油量。
某一巖屑電子圖片在選定的分析區(qū)域，通常以電子圖片中心按比例向外選取區(qū)域，最大為全部，或以矩形或圓形幾何圖形框定的一些區(qū)域的含油豐度，可用所分析選定區(qū)域的位圖點(diǎn)色素計(jì)算出色素值符合規(guī)定條件的位圖點(diǎn)總和所占選定區(qū)域位圖點(diǎn)總數(shù)的比例值表示。
在分析含油豐度時(shí)先由人工指定或計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定含油點(diǎn)和容差值，取一已知含油豐度的標(biāo)準(zhǔn)巖屑，在暗室環(huán)境、紫外光源下獲取一張巖屑熒光圖片，或選取預(yù)先拍好的標(biāo)準(zhǔn)圖片，人工或計(jì)算機(jī)自動(dòng)在圖片上選取含油點(diǎn)，通常指定或選取熒光最明亮處的那一點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)解析圖片上該點(diǎn)或各位圖點(diǎn)的色素信息，包括紅、綠、藍(lán)分量等，或該點(diǎn)的灰度，存入計(jì)算機(jī)，并以此點(diǎn)的色素值或灰度作為分析含油豐度的基本依據(jù)參數(shù)，容差值的人工指定或計(jì)算機(jī)的自動(dòng)標(biāo)定，在含油點(diǎn)確定的基礎(chǔ)上，通過(guò)反復(fù)設(shè)定逐漸增大或回減，或用計(jì)算機(jī)自動(dòng)逐漸增大或回減，逐次分析出來(lái)的含油豐度值最接近已知標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)的容差值便是分析含油豐度的第二依據(jù)參數(shù)，在上述擁有分析含油豐度的兩個(gè)依據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)取得某一巖屑熒光圖片后，在選定的分析區(qū)，通常以電子圖片中心按比例向外選取區(qū)域，最大為全部，或以矩形或圓形等幾何圖形框定的一些區(qū)域，分析各位圖點(diǎn)的色素值，計(jì)算出各色素值或灰度符合規(guī)定條件的位圖點(diǎn)總和所占選定區(qū)域位圖點(diǎn)總數(shù)的比例，即為含油豐度，也稱含油量。
位圖點(diǎn)的色素值符合規(guī)定的條件是該點(diǎn)色素信息值減去含油點(diǎn)色素信息值的絕對(duì)值應(yīng)小于容差值。
一種利用伽瑪射線判斷巖屑巖性的方法根據(jù)巖屑描述儀測(cè)得的巖屑的伽瑪計(jì)數(shù)值減去純砂巖伽瑪值之差除以本井段純泥巖的伽瑪數(shù)減去本井段純砂巖的伽瑪數(shù)之差所得的商乘以100，即為待測(cè)巖屑的砂巖與巖屑的比例值，泥巖與巖屑的比例值等于100減去砂巖與巖屑的比例值，油巖與砂巖的比例等于含油豐度除以砂巖和巖屑的比例乘以100，以上單位均為％，伽瑪值等于測(cè)量計(jì)數(shù)值減去純砂巖伽瑪值之差除以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)API對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值。
(三)本發(fā)明的積極有益效果1.本發(fā)明使用了伽瑪射線探測(cè)器和電子處理電路，能準(zhǔn)確、直觀、簡(jiǎn)便地在鉆探現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)被檢巖屑的砂泥巖比例，突破鉆井后再將有關(guān)儀器下井補(bǔ)測(cè)的常規(guī)方法，為較準(zhǔn)確地判定巖性提供科學(xué)依據(jù)，并及時(shí)了解鉆井情況，解決鉆井中出現(xiàn)的問(wèn)題。
2.本發(fā)明利用電子數(shù)碼攝像技術(shù)和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)巖屑含油量和巖性分析的定量檢測(cè)，使巖屑分析由目測(cè)定性分析過(guò)渡到由儀器設(shè)備自動(dòng)化定量分析，快捷方便，大大縮短評(píng)價(jià)周期，提高工作效率，大大降低油田鉆探成本，大幅度提高了檢測(cè)精度。
3.本發(fā)明的巖屑描述儀突破傳統(tǒng)的在室內(nèi)定性評(píng)價(jià)方法，可在鉆井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)巖屑巖性和含油量的定量直觀評(píng)價(jià)。
4.本發(fā)明容易實(shí)施推廣，必將促進(jìn)我國(guó)石油鉆探技術(shù)的發(fā)展，為我國(guó)石油工業(yè)做出貢獻(xiàn)。
四.


圖1為巖屑描述儀總體結(jié)構(gòu)示意2為圖1所示的巖屑描述儀的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意3為圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意4為伽瑪射線探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意5為電子攝像裝置結(jié)構(gòu)示意6為紫外光源安裝結(jié)構(gòu)示意7為電源及信號(hào)接口布置示意8為巖屑描述儀工作原理方框示意9為巖屑描述儀的電子處理電路示意10為巖屑描述儀主程序流程方框11為巖屑含油豐度子程序流程方框12為人工標(biāo)定子程序流程方框13為自動(dòng)標(biāo)定子程序流程方框14為資料輸出子系統(tǒng)邏輯流程15為巖屑描述儀拍攝的熒光油砂含油面圖象之一圖16為巖屑描述儀拍攝的熒光油砂含油面圖象之二圖17為巖屑描述儀拍攝的熒光油砂含油面圖象之三五.
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一參見(jiàn)圖1～14，圖中1為伽瑪射線探測(cè)器，該探測(cè)器安裝固定在箱體4的底板上，探測(cè)器1由閃爍晶體19和光電倍增管20疊放在一起組成，閃爍晶體19為碘化鈉晶體，探測(cè)器1通過(guò)彈簧25安裝固定在屏蔽結(jié)構(gòu)底部從光電倍增管20接出三根導(dǎo)線A、B、C，從屏蔽結(jié)構(gòu)的下部側(cè)向孔中穿出，分別接電子處理電路中的高壓輸出端、-12V電源、鑒別放大電路中比較器的輸入，屏蔽結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面為不銹鋼殼體22、24，中間為屏蔽材料層鉛23，其形狀大體與探測(cè)器1的外形相匹配，在探測(cè)器1的橫變截面段設(shè)有彈性墊圈27，使探測(cè)器1與屏蔽結(jié)構(gòu)配合更緊密，21為閃爍晶體上部包裝殼體，通過(guò)26固緊螺釘固定在屏蔽結(jié)構(gòu)內(nèi)表面殼體上，18為套裝在閃爍晶體19上部的倒“凹”字型樣品盒，盒體上端敞開(kāi)，用來(lái)裝巖屑用，在樣品盒18的上方安裝有滑動(dòng)屏蔽蓋板3，蓋板外層為不銹鋼殼體，里面裝有屏蔽材料層鉛，蓋板3通過(guò)滾珠和保持架(圖中未畫(huà)出)安裝在前、后滑軌15、16上，電子處理電路板6安裝固定在箱體4的上部右側(cè)夾持架上，9為紫光源鎮(zhèn)流器，11為電子攝像裝置電源，10為前導(dǎo)軌滑槽，12為巖屑描述儀控制開(kāi)關(guān)，13為電源指示燈，12和13安裝在箱體4的前門板上，14為箱體4的支撐腳，17為接觸開(kāi)關(guān)，2為電子攝像裝置，通過(guò)緊固圈31和緊固件29固定在支架30上，支架30固定在箱體上，32為轉(zhuǎn)接筒，33為濾光鏡，28為襯墊，7和8為電源線和視頻線，與計(jì)算機(jī)的視頻卡接口37連接，38為計(jì)算機(jī)串口，39為電源插座，40為接線盒，紫外光燈管5安裝在燈管支架34兩端的燈管座上，燈管支架34固定在反光罩35上，反光罩35固定在燈罩支架36上，或固定在箱體4和支架36之間，紫外燈管5在攝像裝置鏡頭附近左右安裝。
巖屑描述儀的電子處理電路的+5V和±12V電源由開(kāi)關(guān)電源1和2提供，閃爍計(jì)數(shù)器的光電倍增管工作電壓由高壓模塊1A1提供，如圖9所示，高壓模塊1A1的5根引線中的紅線接+12V電源，黑線接地，白線與黑線之間接調(diào)整電阻1R10和1R11，調(diào)節(jié)其大小可改變輸出，黃線為高壓輸出端，連接由探測(cè)器接出的引線A，引線B接-12V電源，引線C輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)濾波電容1C7接電子處理電路中鑒別放大電路的比較器LM111的反向端，LM111的1、4腳接地，5、6、8腳接+12V電源，+12V電源經(jīng)限流電阻1R1和穩(wěn)壓二極管1V1接地，二極管1V1的穩(wěn)壓輸出一路經(jīng)電阻1R3、可變電阻1RP1、電阻1R4串聯(lián)接地，另一路經(jīng)電阻1R2也接入比較器LM111的反向端，同脈沖輸入信號(hào)并聯(lián)，可變電阻1RP1中心抽頭的電壓輸出串接電阻1R5經(jīng)接地電容1C8濾波后接入比較器LM111的同向端，作為門檻電壓將低于此電壓的脈沖信號(hào)去掉，以達(dá)到去除假信號(hào)的目的，LM111的輸出端7腳經(jīng)電阻1R6接+12V電源，同時(shí)將整形放大后的脈沖信號(hào)輸入1D1進(jìn)行分頻，防止脈沖信號(hào)頻率太高發(fā)生重疊形成漏計(jì)，分頻器采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)器CD4040，10(CLK)腳為輸入，9(Q1)腳為輸出，11(RST)腳經(jīng)電阻1R7接地；分頻后的脈沖信號(hào)接入整形電路1D2(采用芯片4538)的4腳，4538的6腳為輸出，4538的2腳經(jīng)電阻1R8接+12V電源，1、2腳間接有電容1C9，3腳接+12V電源，5和7腳短接；由于輸出信號(hào)電壓較高，為便于單片機(jī)計(jì)數(shù)，采用集成電路40109(1D3)將電壓降至+5V，40109的2和16腳接+5V電源，1腳接+12V電源，3腳為輸入，輸出端4腳連接單片機(jī)(1D4)89C51的15腳(計(jì)數(shù)輸入T1)，由單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)，89C51的31腳接+5V電源，+5V電源串聯(lián)電容1C12及電阻1R9接地，1R9和1C12的連接點(diǎn)接入單片機(jī)的9腳作為復(fù)位輸入，時(shí)鐘用內(nèi)接方式，石英晶體振蕩器接入89C51的18、19腳，電容1C10串聯(lián)電容1C11并聯(lián)在石英晶體振蕩器兩端，1C10、1C11的連接點(diǎn)接地，計(jì)數(shù)值輸出由10、11(RXD、TXD)腳經(jīng)收發(fā)器(1D5)輸入計(jì)算機(jī)，收發(fā)器MAX202的9、10腳分別接89C51的10和11腳，MAX202的1、3和4、5腳之間分別接電容1C13和1C14，16腳接+5V電源，2、16腳間接有電容1C15，6和16腳之間接電容1C16、1C17，電容1C16、1C17的連接點(diǎn)接地，15腳接地，7和8為輸出接入計(jì)算機(jī)。
在本實(shí)施例中，伽瑪射線探測(cè)器閃爍晶體使用碘化鈉晶體，光電倍增管采用日本濱松公司產(chǎn)品，伽瑪射線檢測(cè)范圍0-300API，樣品誤差小于10％，檢測(cè)周期可為30秒，60秒，90秒，120秒，150秒，180秒等多檔，統(tǒng)計(jì)起伏小于等于3％，巖屑樣品量2.35×105MM3±5％，本底測(cè)量小于待等于20CPS，電子攝像裝置采用日本SONY公司最新CCD成像裝置，水平分辨率大于420射頻線，靈敏度高，最低照度僅需0.0005勒克司(F1.2)，使用市電或AC24V/50HZ或DC12V電源，紫外光源為SZ-A型紫外燈，使用89C51單片機(jī)，串口可選擇使用COM1，視頻口SVHS、AV1、AV2三項(xiàng)，常用AV1，視頻參數(shù)亮度、對(duì)比度、色度、分辨率、視頻制色有三種選擇，通常使用PAL制式。
巖屑熒光圖片的采集和巖屑含油豐度的檢測(cè)首先接好視頻線路，接好串口線，開(kāi)機(jī)調(diào)用本系統(tǒng)分析軟件。系統(tǒng)將以默認(rèn)的參數(shù)啟動(dòng)，此時(shí)可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、修改及標(biāo)定項(xiàng)標(biāo)定的狀態(tài)，重新標(biāo)定或使用以前的標(biāo)定均可，通常應(yīng)一次性標(biāo)定。
打開(kāi)視頻端口，在暗室條件下，打開(kāi)紫光燈，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)電子攝像機(jī)的色度、飽和度、對(duì)比度等參數(shù)以便無(wú)任何外來(lái)光源的影響，在不失真的前提下，攝取的圖片上的色素盡量接近黑色，以后保持上述環(huán)境參數(shù)設(shè)置不變。
分析含油豐度時(shí)，含油點(diǎn)及容差值的人工標(biāo)定含油點(diǎn)的人工標(biāo)定取一含油豐度已知的標(biāo)準(zhǔn)巖屑在上述的環(huán)境下，攝取一張標(biāo)準(zhǔn)巖屑熒光圖片，放大后人工選取含油點(diǎn)，通常指定為熒光斑點(diǎn)中心最亮處的那一點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)程序解析圖片該點(diǎn)色素值，計(jì)算并存入該點(diǎn)的色素信息值(紅、綠、藍(lán)分量等)，計(jì)算機(jī)程序軟件便以此點(diǎn)色素值作為分析巖屑含油豐度的依據(jù)之一；容差值的人工標(biāo)定在含油點(diǎn)已選定基礎(chǔ)上，通過(guò)人工反復(fù)設(shè)定(逐增或回減)或以計(jì)算機(jī)程序逐次分析出來(lái)的含油豐度值盡可能的接近標(biāo)準(zhǔn)值，含油豐度接近已知標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)的容差值便是計(jì)算機(jī)程序分析之后用于其他巖樣的含油豐度的分析依據(jù)之二；參見(jiàn)圖12人工標(biāo)定子程序程序方框圖。
分析含油豐度時(shí)含油點(diǎn)和容差值的自動(dòng)標(biāo)定含油點(diǎn)的自動(dòng)標(biāo)定取一含油豐度已知的標(biāo)準(zhǔn)巖屑，在上述環(huán)境下獲得標(biāo)準(zhǔn)巖屑的熒光圖片，計(jì)算機(jī)解析圖片上各位圖點(diǎn)的色素，自動(dòng)分析出最亮點(diǎn)并獲得該點(diǎn)的色素信息，即灰度，紅、藍(lán)、綠分量值等，計(jì)算機(jī)便以該點(diǎn)的灰度作為分析巖屑含油豐度的基本依據(jù)之一；容差值的自動(dòng)標(biāo)定在含油點(diǎn)自動(dòng)確定的基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)逐增或回減容差值，以使計(jì)算機(jī)逐次分析出來(lái)的含油豐度值盡可能的接近標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算機(jī)計(jì)算出來(lái)的含油豐度最接近已知標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)的容差值即為計(jì)算機(jī)程序分析后面巖屑圖片含油豐度的依據(jù)之二；參見(jiàn)圖13自動(dòng)標(biāo)定子程序方框圖。
不管用計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定或人工標(biāo)定，在已擁有分析含油豐度的兩個(gè)依據(jù)的基礎(chǔ)上，取得某一待測(cè)巖屑熒光圖片后，在選定的分析區(qū)，通常的做法是以圖片中心按比例向外選取區(qū)域，最大為全部，或以矩形、圓形等幾何圖形框定的一些區(qū)域，分析各位圖點(diǎn)的色素，計(jì)算出色素值符合下列條件即該點(diǎn)色素信息值減去含油點(diǎn)色素信息值取絕對(duì)值應(yīng)小于容差值的位圖點(diǎn)總和占選定區(qū)域位圖點(diǎn)總數(shù)的比例值，即為該巖屑的含油豐度，也稱含油量。
巖屑描述儀從串口采集到一個(gè)周期的伽瑪計(jì)數(shù)值減去純砂巖伽瑪值之差除以泥巖和砂巖伽瑪數(shù)之差然后乘以100，得到砂巖和巖屑比例值，泥巖和巖屑的比例值等于100減去砂巖和巖屑比例值，油巖和砂巖的百分比等于含油豐度除以砂巖和巖屑比例乘以100，以上單位均為％，伽瑪值等于測(cè)得的伽瑪計(jì)數(shù)值減去純砂巖伽瑪值之差除以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)API對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值。參見(jiàn)圖10巖屑描述儀主程序方框圖。
檢測(cè)結(jié)果參見(jiàn)“含油巖屑油砂含量目測(cè)值與儀器檢測(cè)值對(duì)比情況”實(shí)施例二本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，不同之處是，電子攝像裝置采用數(shù)碼像機(jī)，單片機(jī)采用8051，有關(guān)細(xì)節(jié)不再重述。
實(shí)施例三本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，不同之處是，采用非電子攝像裝置，先在暗室環(huán)境中，利用紫外燈光源攝出巖屑的熒光圖片，再用掃描儀將巖屑熒光圖片進(jìn)行數(shù)字化處理，輸入計(jì)算機(jī)，用這種方法處理的熒光圖片，有可能存在失真，單片機(jī)采用8031，有關(guān)細(xì)節(jié)不再重述。
還可以舉出其它的實(shí)施例，在此不再一一列舉。
含油巖屑油砂含量目測(cè)值與儀器檢測(cè)值對(duì)比情況由于地質(zhì)(巖屑)錄井受操作工工作經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)素質(zhì)、技能水平所限，不同操作工對(duì)同一包巖屑的油砂含量目測(cè)，其定性判別的油砂含量值有較大的差別。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作中，一般熒光油砂含量的估側(cè)值是以5％的倍數(shù)增減的，且受人的主觀意識(shí)限制，往往帶有一定的偏差。而“巖屑描述儀”經(jīng)標(biāo)樣標(biāo)定后，選擇合理的工作參數(shù)(容差值、灰度、濾鏡等)，其測(cè)定的油砂含量較客觀、真實(shí)。
以下對(duì)比表反映了三位現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)者，針對(duì)圖15、圖16、圖17所示不同油砂含量樣品觀測(cè)與該儀器檢測(cè)值的對(duì)比情況。由于熒光油砂經(jīng)計(jì)算機(jī)采集，醒目的白色油砂吸引了觀測(cè)者的視線，往往造成觀測(cè)者過(guò)大估測(cè)油砂的含油面積。使得油砂含量描述失真。
人機(jī)檢測(cè)情況對(duì)比表

權(quán)利要求
1.一種巖屑描述儀，含有電源，箱體，伽瑪射線探測(cè)器，電子處理電路，攝像裝置，巖屑樣品盒，紫外光源，其特征是帶有屏蔽結(jié)構(gòu)的伽瑪射線探測(cè)器安裝在箱體的底板上，由閃爍晶體和光電倍增管及高壓模塊組成，巖屑樣品盒安裝在閃爍晶體上端部，在其正上方一定距離內(nèi)安裝有電子攝像裝置和紫外光源，伽瑪射線探測(cè)器所獲得的閃爍脈沖信號(hào)輸入電子處理電路中鑒別放大級(jí)比較器的輸入端，電子處理電路的輸出端通過(guò)接口接計(jì)算機(jī)輸入端，電子攝像裝置的視頻線接計(jì)算機(jī)的視頻接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描述儀，其特征是屏蔽結(jié)構(gòu)與閃爍晶體和光電倍增管的外部形狀相匹配，屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)外表面可為不銹鋼殼體，兩殼體之間為鉛材料屏蔽層，伽瑪射線探測(cè)器下端通過(guò)彈簧安裝在屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)底面上，探測(cè)器的變截面過(guò)渡段處通過(guò)彈性墊圈與屏蔽結(jié)構(gòu)固緊，在樣品盒上方設(shè)有屏蔽結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)屏蔽蓋板，巖屑樣品盒可為倒“凹”字形或短圓柱形結(jié)構(gòu)，電子攝像裝置的攝像鏡頭到樣品盒上表面之間的距離應(yīng)在該攝像鏡頭的變焦焦距范圍之內(nèi)，電予攝像裝置通過(guò)緊固卡圈固定在支架上，支架固定在箱體壁板上，紫外光源安裝在攝像裝置的攝像頭兩側(cè)的燈架上，燈架固定在箱體壁上，電子攝像裝置可為電子攝像頭和視頻卡組成，或?yàn)殡娮訑?shù)碼攝像機(jī)，或?yàn)閿?shù)碼相機(jī)，或?yàn)橛煞请娮訑z像裝置和掃描儀構(gòu)成的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的描述儀，其特征是在樣品盒與電子攝像裝置之間設(shè)有屏蔽結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)屏蔽蓋板，其下表面裝有保持架，架中裝有滾珠，蓋板一側(cè)滾珠與帶有V形槽的導(dǎo)軌配合，另一側(cè)滾珠與帶有凹槽的導(dǎo)軌配合，導(dǎo)軌安裝固定在箱體中間的橫梁上，蓋板前側(cè)裝有操作把手，后側(cè)面上裝有限位銷，電子處理電路的線路板夾持安裝在固定于箱體中的插卡槽中，紫外光源電壓為交流220V，電源向電子攝像機(jī)構(gòu)、高壓模塊提供+5V、±12V直流電源或24V交流電源，伽瑪射線探測(cè)裝置的閃爍晶體可為無(wú)機(jī)晶體粉末，有機(jī)晶體，液體或塑料晶體等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的描述儀，其特征是電子處理電路含有鑒別放大級(jí)，整形級(jí)，單片機(jī)及外圍元件，伽瑪射線探測(cè)器輸出的脈沖信號(hào)輸入到電子處理電路中鑒別放大級(jí)比較器LM111的反向端，比較器LM111的同向端接由電源和穩(wěn)壓電路提供的門檻電壓，LM111的輸出脈沖信號(hào)可經(jīng)分頻器分頻后輸入到整形電路芯片4538的輸入端，整形后的輸出信號(hào)經(jīng)芯片40109降壓，輸入單片機(jī)89C51的T1腳進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值由串行口RXD，TXD輸入到收發(fā)器MAX202的輸入端，經(jīng)MAX202輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的描述儀，其特征是在電子處理電路中，比較器還可為L(zhǎng)M319，LM311，整形電路芯片也可用CD4098，單片機(jī)可用31、51、52等系列芯片，或?yàn)镸LU、tm320各系列，也可用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)輸出可經(jīng)鎖存器或收發(fā)器等并行口或串行口輸入計(jì)算機(jī)。
6.一種巖屑含油豐度的定量分析方法，其特征是使用電子圖像采集裝置攝像頭和視頻卡，或電子數(shù)碼攝像機(jī)，或數(shù)碼相機(jī)，攝取暗室環(huán)境中紫外燈照射下的巖屑清晰電子熒光圖片，或通過(guò)非電子攝像裝置采集巖屑熒光圖片，用掃描儀將圖片數(shù)字化處理輸入計(jì)算機(jī)，通常以計(jì)算機(jī)獨(dú)立的數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫(kù)文件形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，包括已知含油豐度的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖片信息庫(kù)和待測(cè)巖屑的系列圖片，待測(cè)巖屑在紫外燈下反映出的熒光面積占分析區(qū)域面積的比例代表待測(cè)巖屑含油豐度，即含油量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分析方法，其特征是某一巖屑電子圖片在選定的分析區(qū)域，通常以電子圖片中心按比例向外選取區(qū)域，最大為全部，或以矩形或圓形幾何圖形框定的一些區(qū)域的含油豐度，可用所分析選定區(qū)域的位圖點(diǎn)色素計(jì)算出色素值符合規(guī)定條件的位圖點(diǎn)總和所占選定區(qū)域位圖點(diǎn)總數(shù)的比例值表示。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的分析方法，其特征是在分析含油豐度時(shí)先由人工指定或計(jì)算機(jī)自動(dòng)標(biāo)定含油點(diǎn)和容差值，取一已知含油豐度的標(biāo)準(zhǔn)巖屑，在暗室環(huán)境、紫外光源下獲取一張巖屑熒光圖片，或選取預(yù)先拍好的標(biāo)準(zhǔn)圖片，人工或計(jì)算機(jī)自動(dòng)在圖片上選取含油點(diǎn)，通常指定或選取熒光最明亮處的那一點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)解析圖片上該點(diǎn)或各位圖點(diǎn)的色素信息，包括紅、綠、藍(lán)分量等，或該點(diǎn)的灰度，存入計(jì)算機(jī)，并以此點(diǎn)的色素值或灰度作為分析含油豐度的基本依據(jù)參數(shù)，容差值的人工指定或計(jì)算機(jī)的自動(dòng)標(biāo)定，在含油點(diǎn)確定的基礎(chǔ)上，通過(guò)反復(fù)設(shè)定逐漸增大或回減，或用計(jì)算機(jī)自動(dòng)逐漸增大或回減，逐次分析出來(lái)的含油豐度值最接近已知標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)的容差值便是分析含油豐度的第二依據(jù)參數(shù)，在上述擁有分析含油豐度的兩個(gè)依據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)取得某一巖屑熒光圖片后，在選定的分析區(qū)，通常以電子圖片中心按比例向外選取區(qū)域，最大為全部，或以矩形或圓形等幾何圖形框定的一些區(qū)域，分析各位圖點(diǎn)的色素值，計(jì)算出各色素值或灰度符合規(guī)定條件的位圖點(diǎn)總和所占選定區(qū)域位圖點(diǎn)總數(shù)的比例，即為含油豐度，也稱含油量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分析方法，其特征是位圖點(diǎn)的色素值符合規(guī)定的條件是該點(diǎn)色素信息值減去含油點(diǎn)色素信息值的絕對(duì)值應(yīng)小于容差值。
10.一種利用伽瑪射線判斷巖屑巖性的方法，其特征是根據(jù)巖屑描述儀測(cè)得的巖屑的伽瑪計(jì)數(shù)值減去純砂巖伽瑪值之差除以本井段純泥巖的伽瑪數(shù)減去本井段純砂巖的伽瑪數(shù)之差所得的商乘以100，即為待測(cè)巖屑的砂巖與巖屑的比例值，泥巖與巖屑的比例值等于100減去砂巖與巖屑的比例值，油巖與砂巖的比例等于含油豐度除以砂巖和巖屑的比例乘以100，以上單位均為％，伽瑪值等于測(cè)量計(jì)數(shù)值減去純砂巖伽瑪值之差除以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)API對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種巖屑描述儀及巖屑巖性和含油豐度的定量分析方法。該巖屑描述儀含有電源，箱體，伽瑪射線探測(cè)器，電子處理電路，攝像裝置，巖屑樣品盒，紫外光源，帶有屏蔽結(jié)構(gòu)的伽瑪射線探測(cè)器安裝在箱體的底板上，巖屑樣品盒安裝在探測(cè)器閃爍晶體上端部，在其上方安裝有電子攝像裝置和紫外光源，探測(cè)器所獲得的脈沖信號(hào)輸入電子處理電路鑒別放大級(jí)比較器的輸入端，電子處理電路的輸出接計(jì)算機(jī)，電子攝像裝置的視頻線接計(jì)算機(jī)的視頻接口。通過(guò)確定待測(cè)巖屑熒光圖片的熒光面積占分析區(qū)域面積的比例來(lái)檢測(cè)巖屑含油豐度，采用伽瑪探測(cè)器獲得的伽瑪脈沖計(jì)數(shù)處理，判定砂泥巖比例數(shù)。本發(fā)明成本低、快捷、高效，必將促進(jìn)我國(guó)石油鉆探技術(shù)的發(fā)展。
文檔編號(hào)G01V5/12GK1441244SQ03118719
公開(kāi)日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2003年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月1日
發(fā)明者孟憲禮, 張社民, 馬興啟, 崔中峰, 謝暉, 趙景波, 張 成, 劉鶴齡, 苑淮, 張予生, 李三明, 高李清, 牛書(shū)立, 李士鑫, 陳鵑, 吳方平, 汪暢 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所, 中國(guó)石化集團(tuán)河南石油勘探局地質(zhì)錄井公司