[发明专利]利用岩屑元素含量评价岩石可钻性的方法

说明书

本发明提供了一种利用岩屑元素含量评价岩石可钻性的方法，涉及地质勘探领域，成本低、操作简便、实时性强，对钻头选型、钻进参数优选、降低钻井成本具有重要意义。该利用岩屑元素含量评价岩石可钻性的方法，具体包括分析岩石的主要化学成分及含量，测量待测地区钻井岩屑的化学元素组成和含量，筛选与岩性最相关的10‑12种元素，绘制地层分层的元素含量与岩性剖面、利用测井资料获得的岩石可钻性级值的曲线变化图；通过曲线变化图，进一步在上述10‑12种元素中筛选出与岩石可钻性相关的7种元素，根据变化曲线图的元素含量和可钻性级值数据进行回归分析，得出评价岩石可钻性的计算模型。

技术领域

本发明涉及地质勘探领域，尤其涉及是地下资源钻采工程领域，具体涉及一种利用岩屑元素含量评价岩石可钻性的方法。

背景技术

随着岩石矿物学、岩石力学以及钻井技术的发展，提出了各种各样岩石可钻性的表示方法和钻速方程来研究岩石可钻性，归结起来，获取岩石可钻性的方法主要有两种方法：一是传统的方法，假定研究的对象是均质的，采用实验的方法进行测量；另一种方法是近年来迅速发展的数理统计方法确定地层岩石的可钻性。

具体的，现有的岩石可钻性的评价方法有以下几种：(1)压入硬度法，自50年代以来，我国的石油、地质、矿山等行业中广泛使用史立涅尔的静压入硬度实验法测试岩石的可钻性级值；(2)微钻头钻进法，在室内通过可钻性测定仪来测定地层岩石的可钻性，利用穿孔速度和牙轮磨损情况，压痕试验中确定的压痕器指数，以及抗压强度试验结果，对地层岩石的可钻性进行综合评定；(3)钻速方程反推法，采用通用钻速方程反求岩石可钻性的方法比室内岩心实验求岩石可钻性的方法更为科学和便利，可节省大量的人力、物力和财力。但是钻速方程中的各项指数受到地质条件、水力参数、人员操作等因素的影响较大，在计算的过程中还可能引入误差，它同测量仪器仪表和钻井过程中的施工参数密切相关，所求取的可钻性级值不能完全代表地下岩石的真实情况；(4)声波时差计算法，根据弹性波理论，岩石的声波时差与岩石的弹性模量、泊松比、岩石的密度等参数有关，岩石声波时差的大小反映了岩石的强度、弹性及硬度，而地层岩石的可钻性又与岩石的强度、弹性及硬度等参数密切相关，利用岩屑声波时差法确定地层岩石的可钻性应用较广；(5)岩屑硬度法，是近几年来提出的一种新方法，通过利用岩屑硬度法测定地层力学参数的研究，来确定地层的力学性质，进而指导钻井现场的钻头选型。

以上几种预测岩石可钻性的方法，虽然在实际应用中发挥了一定的作用，但上述方法还有一些不足之处，主要是有些方法需要岩心样品，而有些方法其数据滞后，数据处理复杂，成本较高且不能实时评价岩石可钻性，因此，现有的岩石可钻性评价方法中亟需实时评价岩石可钻性的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用岩屑元素含量评价岩石可钻性的方法，成本低、操作简便、实时性强，对钻头选型、钻进参数优选、降低钻井成本具有重要意义。

本发明的利用岩屑元素含量评价岩石可钻性的方法，具体包括以下步骤：

(1)分析火成岩、沉积岩和变质岩的矿物类别，分析上述矿物类别中的化学元素种类以及含量，得出不同岩石的主要化学元素成分及含量；

(2)测量待测地区钻井岩屑的化学元素组成和含量，筛选与岩性最相关的10-12种元素，绘制地层分层的元素含量与岩性剖面、利用测井资料获得的岩石可钻性级值的曲线变化图；

(3)通过上述曲线变化图，进一步在上述10-12种元素中筛选出与岩石可钻性相关的7种元素，根据变化曲线图的元素含量和可钻性级值数据进行回归分析，得出评价岩石可钻性的计算模型；

(4)利用上述计算模型计算岩石可钻性级值，通过上述岩石可钻性级值评价待测地区的岩石可钻性。

进一步的，步骤(2)中测量待测地区钻井岩屑的化学元素组成和含量是通过岩屑分析仪器测量。

进一步的，所述评价岩石可钻性的计算模型如下：