本發(fā)明涉及石油天然氣勘探開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及一種利用巖屑X射線熒光光譜特征進(jìn)行分層卡層的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的巖性識(shí)別技術(shù)主要依靠人工肉眼輔以碳酸鹽巖分析儀和體視顯微鏡等工具進(jìn)行鑒定，但在鉆井新技術(shù)、新工藝大量應(yīng)用的條件下，巖屑的顏色、結(jié)構(gòu)破壞殆盡，加之巖屑混雜，現(xiàn)有的巖性識(shí)別技術(shù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，尤其是薄層標(biāo)志性巖性不易發(fā)現(xiàn)，這對(duì)錄井分層卡層工作帶來困難。
眾所周知，不同物質(zhì)均由不同元素構(gòu)成。同理，不同巖石以及不同沉積環(huán)境的巖石，其元素組成和含量具有一定特征，所以當(dāng)巖性發(fā)生變化時(shí)，其特征元素都具有一定的響應(yīng)性，這是X射線熒光光譜（XRF）巖性解釋的基礎(chǔ)。如作者為李春山，李一超，孫衛(wèi)，任大忠等于2013年在刊名為《西北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版》的期刊上發(fā)表了題名為利用XRF錄井譜圖分析判別巖性的方法的論文文獻(xiàn)，其目的是探究快速、高效判別錄井巖屑巖性的方法。該方法利用XRF錄井譜圖,分析XRF譜圖與巖性的關(guān)系,并應(yīng)用最小二乘法進(jìn)行分析。結(jié)果通過對(duì)鄂爾多斯盆地近3000個(gè)樣品的分析結(jié)果表明,該方法巖性判別符合率達(dá)到70%以上。結(jié)論利用標(biāo)準(zhǔn)巖性譜圖比對(duì)分析,便可判別出測(cè)量樣品的巖性。
但是，以上述文獻(xiàn)為代表的現(xiàn)有巖性識(shí)別技術(shù)存在以下問題：
1、現(xiàn)場(chǎng)巖性鑒定人員的技術(shù)水平嚴(yán)重影響巖性解釋結(jié)果。
2、現(xiàn)有的諸如碳酸鹽巖分析儀和體視顯微鏡等巖性鑒定輔助工具，無法對(duì)混雜巖屑進(jìn)行多成分解釋。
3、現(xiàn)有方法難以對(duì)鉆井新技術(shù)、新工藝條件下的巖屑進(jìn)行綜合解釋，而人為分析判斷的準(zhǔn)確性不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和不足，提供一種利用巖屑X射線熒光光譜特征進(jìn)行分層卡層的方法，本方法克服了鉆井新工藝、新技術(shù)對(duì)現(xiàn)有巖性識(shí)別技術(shù)的限制和鉆井液材料的影響，能客觀準(zhǔn)確反映地層巖性變化特征，實(shí)現(xiàn)了巖性解釋微觀化和定量化。
本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種利用巖屑X射線熒光光譜特征進(jìn)行分層卡層的方法，其特征在于步驟如下：
a、熟悉工區(qū)區(qū)域地層特征和地層劃分標(biāo)準(zhǔn)；
b、確定分層卡層的標(biāo)志層或輔助標(biāo)志層；
c、確定不同巖性的特征元素；
d、建立工區(qū)內(nèi)XRF剖面模型；
e、利用巖屑XRF譜圖特征進(jìn)行巖性的層位歸位；
f、根據(jù)所分析井段巖屑XRF數(shù)據(jù)繪制巖屑XRF剖面圖；
g、利用不同巖性特征元素曲線特征法、曲線交會(huì)法、元素比值法、特征元素法進(jìn)行層位劃分。
所述步驟a，具體是收集工區(qū)內(nèi)鉆井的錄井、測(cè)井資料；以掌握工區(qū)內(nèi)的巖屑巖性及其組合特征以及分層標(biāo)準(zhǔn)為目的。
所述步驟b，具體是確定對(duì)卡層具有指導(dǎo)意義的標(biāo)志層或標(biāo)志性巖性。
所述步驟c，根據(jù)不同巖性的元素組成，選取能表征該巖性的特征元素，如選取Si為砂巖的特征元素，Al、K為泥巖的特征元素，Ca、S為石膏的特征元素，Na、Cl為鹽巖的特征元素，Ca、Mg為灰?guī)r（云巖）的特征元素等。
所述步驟d，根據(jù)定量的XRF分析，建立工區(qū)內(nèi)的XRF模型，為所需井的XRF解釋提供模板。
所述步驟e，具體是利用不同的沉積環(huán)境下，同一種巖石中相同元素的含量有不同的原理，根據(jù)XRF分析譜圖特征來決定巖性的層位歸屬。
所述步驟f，將分析井的XRF數(shù)據(jù)繪制成XRF錄井圖；便于XRF曲線趨勢(shì)的判斷和解釋方法的應(yīng)用。
所述步驟g，選取特征元素，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，利用不同的解釋方法進(jìn)行層位的劃分。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果如下：
一、本發(fā)明利用巖性變化與元素含量呈正相關(guān)性的原理，實(shí)現(xiàn)了巖性解釋的數(shù)字化。
二、本發(fā)明通過分析巖石元素參數(shù)，并通過對(duì)元素參數(shù)的數(shù)據(jù)變化，能建立更準(zhǔn)確的巖屑XRF解釋模型，增加了巖性解釋手段。
三、本發(fā)明利用巖屑不同元素的響應(yīng)特征，尋找不同巖性特征元素的變化規(guī)律，能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)巖性識(shí)別和層位劃分。
四、本發(fā)明具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低、易操作、準(zhǔn)確性高的優(yōu)勢(shì)。
五、本發(fā)明不僅適用于直井，也適用于水平井，克服了鉆井新技術(shù)、新工藝對(duì)巖性識(shí)別帶來的影響。
附圖說明
下面將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中：
圖1為本發(fā)明在MX009-X2井龍王廟組固井卡層的XRF錄井圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
作為本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，其公開了一種利用巖屑X射線熒光光譜特征進(jìn)行分層卡層的方法，其步驟如下：
a、熟悉工區(qū)區(qū)域地層特征和地層劃分標(biāo)準(zhǔn)；
b、確定分層卡層的標(biāo)志層或輔助標(biāo)志層；
c、確定不同巖性的特征元素；
d、建立工區(qū)內(nèi)XRF剖面模型；
e、利用巖屑XRF譜圖特征進(jìn)行巖性的層位歸位；
f、根據(jù)所分析井段巖屑XRF數(shù)據(jù)繪制巖屑XRF剖面圖；
g、利用不同巖性特征元素曲線特征法、曲線交會(huì)法、元素比值法、特征元素法進(jìn)行層位劃分。
所述步驟a，具體是收集工區(qū)內(nèi)鉆井的錄井、測(cè)井資料；以掌握工區(qū)內(nèi)的巖屑巖性及其組合特征以及分層標(biāo)準(zhǔn)為目的。
所述步驟b，具體是確定對(duì)卡層具有指導(dǎo)意義的標(biāo)志層或標(biāo)志性巖性。
所述步驟c，根據(jù)不同巖性的元素組成，選取能表征該巖性的特征元素，如選取Si為砂巖的特征元素，Al、K為泥巖的特征元素，Ca、S為石膏的特征元素，Na、Cl為鹽巖的特征元素，Ca、Mg為灰?guī)r（云巖）的特征元素等。
所述步驟d，根據(jù)定量的XRF分析，建立工區(qū)內(nèi)的XRF模型，為所需井的XRF解釋提供模板。
所述步驟e，具體是利用不同的沉積環(huán)境下，同一種巖石中相同元素的含量有不同的原理，根據(jù)XRF分析譜圖特征來決定巖性的層位歸屬。
所述步驟f，將分析井的XRF數(shù)據(jù)繪制成XRF錄井圖；便于XRF曲線趨勢(shì)的判斷和解釋方法的應(yīng)用。
所述步驟g，選取特征元素，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，利用不同的解釋方法進(jìn)行層位的劃分。
實(shí)施例2
參照說明書附圖1，MX009-X2井位于磨溪構(gòu)造西高點(diǎn)的一口以龍王廟組為目的層的大斜度開發(fā)井，與MX9井、MX12井、MX13井、MX20井相鄰，設(shè)計(jì)要求進(jìn)龍王廟組20m（垂厚3m）下7″套管固井。受加里東運(yùn)動(dòng)影響，該井所處區(qū)域寒武系剝蝕不均，普遍缺失洗象池組，局部已剝蝕至高臺(tái)組底部，所以，在鉆井新技術(shù)新工藝條件下，該井寒武系剝蝕程度的不確定性，是龍王廟組固井卡層的難點(diǎn)。
發(fā)明專利實(shí)施步驟
1、熟悉區(qū)域地層特征和分層標(biāo)準(zhǔn)。
涉及本井固井卡層的地層主要包括梁山組、洗象池組、高臺(tái)組和龍王廟組，其中梁山組以泥（頁）巖為主，洗象池組主要為云巖，底部夾薄層砂質(zhì)云巖，高臺(tái)組為云巖、云質(zhì)砂巖互層，龍王廟組為質(zhì)純?cè)茙r。地層分層標(biāo)準(zhǔn)方面，梁山組以頁巖或鋁土質(zhì)泥巖與下伏洗象池組云巖分層，洗象池組以云巖與下伏高臺(tái)組的云質(zhì)砂巖分層，高臺(tái)組以云質(zhì)砂巖與下伏龍王廟組云巖分層。
2、確定分層卡層的標(biāo)志層或輔助標(biāo)志層。
根據(jù)已鉆井錄井資料分析，高臺(tái)組巖性為云巖、云質(zhì)砂巖，夾薄層砂質(zhì)云巖，以云巖與云質(zhì)砂巖間互為其巖性組合特征，尤其以高臺(tái)組底部云質(zhì)砂巖分布廣泛，厚度穩(wěn)定為特征，故龍王廟組固井卡層以高臺(tái)組為輔助標(biāo)志層，以高臺(tái)組底部云質(zhì)砂巖為標(biāo)識(shí)巖性。
3、確定不同巖性的特征元素。
由區(qū)域巖性特征可知，該井固井卡層所涉及層位的巖性主要有砂巖、云巖以及泥（頁）巖，根據(jù)不同巖性的元素組成，選取Al、Fe為泥（頁）巖特征元素，Si為砂巖的特征元素，Ca、Mg為云巖的特征元素。
4、建立工區(qū)內(nèi)XRF剖面模型。
前期通過磨溪12、13、16、17、19、21、22、201以及高石10、11、17、26、28井梁山組—燈影組XRF分析，建立了磨溪—高石梯構(gòu)造奧陶系—寒武系地層的XRF剖面，為后期驗(yàn)證井的應(yīng)用提供了可靠的參考。
5、利用巖屑特征元素的XRF譜圖特征確定巖性的層位歸屬。
前已述及，該井寒武系剝蝕程度的不確定性，是龍王廟組固井卡層的難點(diǎn)。洗象池組和龍王廟組巖性均為云巖，故梁山組以下云巖的層位歸屬不僅是決定龍王廟組固井卡層是否成功的關(guān)鍵，而且還是影響軌跡控制的因素之一。由于洗象池組和龍王廟組沉積微相的不同，所以沉積物中同一元素的含量差異明顯，根據(jù)巖性組合特征，選取Si元素的譜峰變化特征為參考，判斷云巖的層位歸屬。根據(jù)該區(qū)域XRF分析，洗象池組云巖Si元素譜峰一般在1448～2897脈沖/S，高臺(tái)組云巖Si元素譜峰一般在2897～4345脈沖/S，龍王廟組云巖Si元素譜峰一般小于1448脈沖/S，即Si元素譜峰具有高臺(tái)組云巖最高，洗象池組云巖次之，龍王廟組云巖最低的特征。
6、根據(jù)所分析井段巖屑XRF數(shù)據(jù)繪制巖屑XRF剖面圖。
將分析所得的XRF數(shù)據(jù)及時(shí)繪制成圖，根據(jù)XRF曲線變化趨勢(shì)判斷巖性變化。
7、利用不同的解釋方法進(jìn)行層位劃分。
該區(qū)域洗象池組、高臺(tái)組、龍王廟組主要巖性為砂泥巖和云巖，且其巖性分層標(biāo)準(zhǔn)均以云巖與砂泥巖分界。根據(jù)這一區(qū)域地質(zhì)特征，選取Si、Al元素作為砂泥巖特征元素，Ca、Mg元素作為云巖特征元素。為有效反映砂泥巖與云巖含量的相對(duì)大小，分別定義Si/(Si+Al+Ca+Mg)和Ca/(Si+Al+Ca+Mg)作為砂泥巖與云巖含量的特征參數(shù)，Si/(Si+Al+Ca+Mg)越大說明砂質(zhì)含量越高，Ca/(Si+Al+Ca+Mg)越大說明云質(zhì)含量越高，并將Si/(Si+Al+Ca+Mg)作為砂巖曲線，Ca/(Si+Al+Ca+Mg)作為云巖曲線繪制成交會(huì)圖，運(yùn)用曲線交會(huì)法進(jìn)行高臺(tái)組頂?shù)捉绲膭澐帧?/p>
通過本發(fā)明專利的應(yīng)用，本井高臺(tái)組底界XRF分層為4872m，電測(cè)分層為4871m，兩者相符，成功卡取了龍王廟組固井層位。