[发明专利]一种利用元素录井特征剖面进行地层划分的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探地质录井资料解释技术领域，尤其涉及一种利用元素录井特征剖面进行地层划分的新方法。

背景技术

元素录井技术(全称为X射线荧光录井技术，通常用英文缩写XRF表示)是近年来兴起的一项新技术，通过化学分析的手段确定样品中元素的含量，其理论基础是X射线荧光分析理论和岩石地球化学理论。元素录井的基本原理为X射线荧光分析射线管发出一次X射线激发样品，使样品所含元素辐射特征荧光X射线，即二次X射线，根据荧光X射线的波长 (能量)和强度对被测样品中元素进行定性和定量分析。

在油气钻井过程中，及时准确地识别地层岩性是正确选择施工参数、确保钻井安全、提高油气勘探效率的重要保证。目前所采用的传统岩性识别方法主要是通过人工或借助简单的光学仪器观察岩屑组成成分定性描述地层岩性。这种方法往往由于现场人员的经验存在差异，对同一个岩屑样品的岩石定名或特征描述会有较大的差别，甚至造成对地层岩性的误判。尤其是随着PDC钻头和气体钻井技术在钻井工程中的广泛应用，钻井过程中产生的岩屑极为细小，使传统的岩性识别方法应用更加困难，且出现误判的概率更大。

X射线荧光元素录井技术尚处于应用研究阶段，尽管已有一些应用的报道，但目前国内很少开展X射线元素录井地层划分的工作，仅有少数油田进行了探索性试验与研究，主要是根据X射线分析结果恢复地层剖面，对该技术的应用研究尚显投入不足。

随着XRF录井技术研究的深入，从X射线荧光分析数值、曲线及元素组合等方面，对比岩性剖面，测井曲线等找寻出许多规律，如何利用这些规律建立有效的X射线荧光录井技术的解释评价方法已成为当务之急。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用元素录井特征剖面进行地层划分的新方法，克服现有技术中岩性识别方法应用更加困难，且出现误判的概率更大的问题。

本发明的技术方案为：

一种利用元素录井特征剖面进行地层划分的新方法，先通过元素录井数据建立特征剖面，然后利用元素录井特征剖面进行地层划分。

七步法建立元素录井特征剖面的泛流程，具体步骤为：

步骤1，认识研究区地质背景：首先了解构造与沉积演化背景，然后了解地层特征；

步骤2，通过均值、方差原理进行数据校正，使同一区块的各井数据校正的同一沉积背景值上去，从而消除由数据录取与人工检测引起的人为因素误差；

步骤3：对所获取的每种已知岩性的所有元素进行两两交会，即：C₁₇²共136种元素组合方式，共136个交会图；

步骤4：通过二元分异筛选法从交会图上提取对岩性解释的敏感元素，当两种元素在横坐标和纵坐标上能区分时就是该岩性解释需要的敏感元素；

步骤5：理论值与标准岩样的校正：使用国家标准岩样元素原子量相对大小，进行换算，得到每种元素的相对含量，利用元素的相对含量标定元素录井仪器测得的元素含量；

步骤6：分段分岩性特征提取：分层段、不同岩性提取各种元素特征；

步骤7：建立全层位的元素录井特征剖面。

所述步骤4中提取敏感元素的方法为利用“二元分异筛选法”对岩屑所采集获得的17种元素进行两两交汇，并总结出不同岩性的四种交汇形态：二元可区分型；一元横轴可区分型；一元纵轴可区分型；混合不可区分型，从而进一步提取出对某岩性或沉积相反应较为敏感的元素。

本发明在已获得研究区大量X射线荧光录井数据的基础上，从正演的角度，经分析处理后总结出不同岩性所揭示的不同元素特征，建立元素录井特征剖面，然后利用元素录井特征剖面进行地层划分，消除了人为因素的影响，使岩性判断结果更加客观，能够提高现场岩性识别、地层划分与对比的准确度和符合率。

根据本发明元素录井特征剖面识别出研究区全区具有对比意义的标志层，分别是沙河街组沙一段的油页岩段和馆陶组底砾岩。建立了渤海油田2个关键地层界面(馆陶组/东营组、沙一段)及16种潜山披覆界面元素组合识别模式及判别方法。

附图说明

图1为均值-方差差异不同正态分布函数特征；

图2为概率累积曲线多个总体示意图；

图3为Si-Al元素交会图；

图4为分段提取特征元素图；

图5为特征剖面图；

图6为一个实施实例中多元素交会图；

图7-a为实例中不同碎屑岩元素含量曲线；

图7-b为实例中新生界不同碳酸盐岩元素含量曲线；