[发明专利]用元素含量计算地层岩石矿物成分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算地层岩石矿物成分的方法，尤其涉及一种用元素含量计算地层岩石矿物成分的方法。

背景技术

现有技术中，测井计算地层岩石矿物成分及其体积含量主要采用常规测井资料进行计算，一般使用3孔隙度曲线计算不超过3种岩石矿物成分，大多采用线性方程组求解方法；也有使用不超过8条常规测井曲线，用带约束的最优化方法求解不超过6种岩石矿物成分。其存在的主要问题在于：测井计算地层岩石矿物成分及其体积含量多是采用常规测井资料进行计算的。当地层存在有多种岩石矿物成分的情况下，由于常规测井资料数量不够，将导致计算得到的岩石矿物成分种类偏少，不能反映地层实际，也会导致孔隙度计算结果不准确。

斯伦贝谢、哈里伯顿等国外公司推出了用元素测井资料计算地层岩石矿物成分的处理方法，能计算多种岩石矿物成分，已在国内使用，见到良好效果。但其存在主要问题：当地层存在有多种岩石矿物成分时，由于常规测井资料数量不够，将导致计算得到的岩石矿物成分种类偏少，因为缺少最能反映岩石矿物成分的元素含量资料，因而很难准确计算地层岩石矿物成分。

并且，斯伦贝谢、哈里伯顿等国外公司推出的元素测井处理方法为专用处理方法，只能处理其本公司的元素测井资料，不能处理其他公司的元素测井资料，使用上受到限制；且国外公司的元素测井资料处理技术高度保密，不对外公开，因而，不能了解和掌握元素测井资料处理的关键技术。

发明内容

    本发明的目的在于克服现有技术中测井计算地层岩石矿物成分及其体积含量存在的上述问题，提供一种用元素含量计算地层岩石矿物成分的方法。本发明适用于各种复杂岩性地层岩石矿物成分的确定，能提高岩石矿物成分及孔隙度计算的准确性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用元素含量计算地层岩石矿物成分体积含量的方法，其特征在于：以元素测井得到的地层元素含量曲线、常规测井曲线为输入信息，结合区域地质参数，计算得出复杂岩性地层的岩石矿物成分的体积含量。

所述方法具体包括以下步骤：

a、地层的岩石空间组成为矿物和孔隙，对于岩石空间的测井响应的体积模型为：

                                                           (i=1,2,…m)       （1）

式（1）中：A为系数矩阵，即矿物组分测井骨架响应值；B为测井值，即地层对测井仪器的响应值；X为待求解，即地层岩石矿物成分的体积；m为测井项目数，n为岩石组分个数；

b、通过式（1）得出岩石矿物成分体积：

式（1）的解主要有三种情况：

（1）n>m时，有无穷多个解，无实际意义；

（2）n=m时，有唯一解；

（3）n<m时，超定方程组，有一最优解，最优解即是所求的矿物成分体积含量。

所述方法中，当在有测井得到的地层元素含量的情况下，把地层元素的重量含量加入到式(1)中计算地层组分。

所述方法在岩石矿物成分体积含量计算时，当需要考虑地层中的粘土水部分时，方程组(1)变形展开如下：

  (2)  

式(2)中，分别为地层、自由水、气、石英、白云石、伊利石、粘土水的密度值（g/cm³）；MPill为伊利石中粘土水所占比例（小数）；分别为地层、自由水、气、石英、白云石、伊利石、粘土水的声波时差值（us/ft）；分别为地层、自由水、气、石英、白云石、伊利石、粘土水的中子孔隙度（小数）；WSI、WAL、WCA分别为地层中硅元素、铝元素、钙元素的重量含量（小数）；分别为硅元素、铝元素、钙元素在石英矿物中的重量含量；分别为硅元素、铝元素、钙元素在白云石矿物中的重量含量；分别为硅元素、铝元素、钙元素在伊利石矿物中的重量含量；GR、GRQua、GRDol、GRill分别为地层、石英、白云石、伊利石的自然伽马值（API）；VXWA、VXG、VQTZ、VDOL、VILL分别为地层中自由水、气、石英、白云石、伊利石的体积含量（小数），即为所求的地层岩石矿物成分体积含量。

采用本发明的优点在于：

一、本发明根据元素测井得到的地层化学元素含量资料，用约束最小二乘法、非负约束的奇异值分解法可准确计算出复杂岩性地层的岩石矿物体积，有利于得到更多的岩石矿物类型和提高计算精度，计算速度快，算法易于用计算机语言实现，并且采用本发明一次能确定出多达11种地层岩石矿物成分。