技术领域
[0001] 本
发明涉及一种变质岩岩性综合判别方法。特别是涉及一种基于成分-结构分类下的变质岩岩性综合判别方法。
背景技术
[0002] 变质岩可作为重要的油气储层，且已获得了大量的油气发现(黄保纲等，2011；王永刚， 2012；吴智勇等，2001)。变质岩岩性对优质储层的形成具有重要的控制作用(周心怀等，2005；宋柏荣等，2011)，岩性的差异控制了裂缝的发育程度以及矿物溶蚀成储的能
力，因而加强岩性识别对油田勘探开发具有重要的现实意义。
[0003] 我国渤海湾盆地渤海海域在变质岩潜山中获得了丰富的油气发现(刘乐等，2009；邓运华，2015)。锦州25-1南油田、曹妃甸1-6等变质岩油田的发现推动了我国海上油田勘探开发。变质岩岩性识别研究对探索和揭示变质岩潜山优质储层发育机理具有重要价值，对进一步的油气勘探开发具有巨大的指导意义。由于海上钻井取芯成本高昂，取芯资料有限使得直接利用
岩心资料开展岩性校正难以实现，而丰富的
测井资料中蕴含了大量的岩性信息，从测井资料中提取岩性信息成为经济有效的手段。
[0004] 目前变质岩岩性测井识别研究主要侧重于
岩石矿物成分的识别，其方法包括建立已知岩性样本与测井曲线关系，利用常规测井交会图识别岩性(Luo Miao等，2010；
牛一雄等，2004)；选取多条曲线通过多矿物拟合法获取矿物含量剖面，进而确定岩性(黄宏才等，2001)；通过对多条曲线开展
降维处理，并结合
聚类分析等数学手段开展岩性识别(AhmedAmara Konate 等，2015)。这些方法的核心思想均是确定岩石成分与测井曲线的关系，进而建立解释模型，获得岩性解释成果。然而变质岩岩性的定名是岩石成分及其结构共同控制的，仅仅确定岩石成分难以获得精确的定名，例如：条带状混合片麻岩与眼球状混合片麻岩成分相似，均为黑
云母、
石英、斜
长石以及
钾长石，且含量相当，但由于其结构的不同，地质命名具有明显差异，因此，仅仅考虑岩石成分开展岩性识别难以获得准确的结果。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够大大提高岩性识别准确率的基于成分-结构分类下的变质岩岩性综合判别方法。
[0006] 本发明所采用的技术方案是：一种基于成分-结构分类下的变质岩岩性综合判别方法，包括如下步骤：
[0007] 1)建立变质岩成分-结构测井
地质学分类表；
[0008] 2)整合测井数据，即建立常规测井以及成像测井
数据库，对数据库内的测井数据进行集成；
[0009] 3)建立变质岩的岩性成分、结构定量判别标准；
[0010] 4)对需要开展岩石岩性识别的井段分别进行成分与结构的识别，将识别结果对照于成分-结构分类表，最终得出岩石岩性。
[0011] 步骤1)是基于对岩石的岩心描述与对岩石薄片的观察，同时通过岩石全岩实验分析，将变质岩成分划分为
铁镁质、斜长长英质、二长长英质以及钾长长英质；将变质岩结构划分为片麻结构、混合结构以及混合花岗结构。
[0012] 步骤2)中所述的对数据库内的测井数据进行集成，是对采集的常规测井参数
质量进行分析，对由于井眼垮塌导致的曲线变化及异常段予以识别和消除处理，使参数变化能够反映
地层中岩性的变化；然后对处理后的常规测井参数与成像测井参数进行归类，集成测井综合数据库。
[0013] 步骤3)包括：对集成数据进行分析，优选对岩石成分、结构敏感的测井曲线；根据已知岩石岩性样本对所述的测井曲线进行标定，分别建立岩石成分与结构的识别图版；构建钾长石指数与结构非均质性指数两个衍生参数；利用已知岩石岩性样本的钾长石指数与
密度值进行交会得到成分定量判别图版；利用已知岩石岩性样本的结构非均质性指数与成像测井显示模式分别建立岩石结构判别图版；最终建立变质岩岩性判别标准。
[0014] 所述钾长石指数计算公式为：
[0015] Ki＝(GRi-35)/345
[0016] 其中，Ki为井上对应深度点计算得到的钾长石指数，GRi为井上对应深度的自然伽
马值。
[0017] 所述的结构非均质性指数计算公式为：
[0018] DAi＝|Ai+1-Ai|/|Ai-Ai-1|
[0019] 其中，A为所选择计算的测井曲线，i、i-1、i+1分别为计算点、i计算点的上一计算点以及i计算点的下一计算点对应的深度，DAi为利用曲线A计算得到的结构非均质性指数。
[0020] 所述的成像测井显示模式，是通过已知岩石岩性的岩心标定成像测井图像，建立不同结构岩石的成像测井显示模式。
[0021] 步骤4)是将计算出的钾长石指数与密度值投到成分判别图版中，得到岩石成分类型；将结构非均质性指数以及对应深度段的成像测井显示模式结合得到岩石结构类型，进而分别将成分类型与结构类型参照成分-结构分类表，得到目的层段的岩石岩性。
[0022] 本发明的一种基于成分-结构分类下的变质岩岩性综合判别方法，首次综合考虑岩石成分及其结构，在传统仅利用常规测井资料的
基础上，加入了成像测井资料，保证了结构识别的
精度，并提出了钾长石指数和结构非均质性指数两个衍生参数定量判别岩石类型。本发明的方法对岩性进行解释，大幅提高了岩性解释准确率，具有经济、准确率高等优点，在实际应用中取得了良好效果。
附图说明
[0023] 图1是本发明一种基于成分-结构分类下的变质岩岩性综合判别方法的
流程图；
[0024] 图2是本发明一种基于成分-结构分类下的变质岩岩性综合判别方法的分类方案图；
[0025] 图3是本发明中成分的成分判别图版；
[0026] 图4(a)是本发明中岩性
块状结构非均质性指数图；
[0027] 图4(b)是本发明中岩性片麻结构非均质性指数图；
[0028] 图4(c)是本发明中岩性混合结构非均质性指数图；
[0029] 图4(d)是本发明中岩性混合花岗结构非均质性指数图；
[0030] 图5(a)是本发明中岩性块状结构成像测井显示模式；
[0031] 图5(b)是本发明中岩性斑状混合结构成像测井显示模式；
[0032] 图5(c)是本发明中岩性注入(条带)混合结构成像测井显示模式；
[0033] 图5(d)是本发明中岩性混合花岗结成像测井显示模式；
[0034] 图6是本发明中岩性解释应用实例图。
具体实施方式
[0035] 下面结合
实施例和附图对本发明的一种基于成分-结构分类下的变质岩岩性综合判别方法做出详细说明。
[0036] 本发明的一种基于成分-结构分类下的变质岩岩性综合判别方法，在成分识别的基础上，引入了结构非均质性指数这一结构参数，同时利用成像测井在结构识别中的优势，约束结构识别结果，分别建立了岩性成分、结构判别标准，进一步完善了变质岩岩性识别思路，丰富了资料的应用，大幅提高了岩性解释准确率，在实际应用中取得了良好效果。
[0037] 如图1所示，本发明的一种基于成分-结构分类下的变质岩岩性综合判别方法，包括如下步骤：
[0038] 1)建立变质岩成分-结构测井地质学分类表；
[0039] 是基于对岩石的岩心描述与对岩石薄片的观察，同时通过岩石全岩实验分析，将变质岩成分划分为铁镁质、斜长长英质、二长长英质以及钾长长英质；将变质岩结构划分为片麻结构、混合结构以及混合花岗结构。
[0040] 2)整合测井数据，即建立常规测井以及成像测井数据库，对数据库内的测井数据进行集成；
[0041] 常规测井参数采集主要包括自然伽马GR(API)，井径CAL(in)，密度DEN(g/cm3)，
中子孔隙度CNL(％)，深侧向
电阻率RD(Ω.m)以及
声波时差AC(ft/us)。成像测井参数采集：成像测井参数适用于电成像FMI测井仪器采集到的数据，主要包括所有的电阻率数据，并进行成像处理的图案。以上所述，各测井参数采集，记录步长为0.125m/点。
[0042] 所述的对数据库内的测井数据进行集成，是对采集的常规测井参数质量进行分析，对由于井眼垮塌导致的曲线变化及异常段予以识别和消除处理，使参数变化能够反映地层中岩性的变化；然后对处理后的常规测井参数与成像测井参数进行归类，集成测井综合数据库。
[0043] 3)建立变质岩的岩性成分、结构定量判别标准；
[0044] 包括：对集成数据进行分析，优选对岩石成分、结构敏感的测井曲线；根据已知岩石岩性样本对所述的测井曲线进行标定，分别建立岩石成分与结构的识别图版；构建钾长石指数与结构非均质性指数两个衍生参数；利用已知岩石岩性样本的钾长石指数与密度值进行交会得到成分定量判别图版；利用已知岩石岩性样本的结构非均质性指数与成像测井显示模式分别建立岩石结构判别图版；最终建立变质岩岩性判别标准。其中，[0045] 钾长石指数(K)计算：自然伽马与密度曲线对岩石的成分响应最为敏感，但是密度受储集物性影响较大，选取自然伽马参数定量计算岩石的矿物成分；变质岩主要由石英、黑云母、斜长石以及钾长石组成，而石英与黑云母含量稳定，混合岩化作用主要表现为钾长石交代斜长石，随着钾长石含量明显增加，自然伽马具有明显增加的趋势，通过交会图求取了钾长石含量与自然伽马值的关系，最终建立了钾长石指数的计算公式。
[0046] 所述钾长石指数计算公式为：
[0047] Ki＝(GRi-35)/345
[0048] 其中，Ki为井上对应深度点计算得到的钾长石指数，GRi为井上对应深度的自然伽马值
[0049] 结构非均质性指数(D)计算：曲线的大小值可以反映岩石的成分变化，而曲线的变化趋势及其变化模式则可以反映岩石的结构特征。选择自然伽马曲线，进行曲线变化率的计算，将岩石中成分的均质程度用数值大小的形式定量表达出来，即岩石的结构变化。选择用测量点i+1以及i米深度点的曲线值之差的绝对值|Ai+1-Ai|与i米深度点以及i-1米深度点的曲线值之差的绝对值|Ai-Ai-1|的比值作为反映岩石结构均一化程度的参数，即岩石非均质化指数(D) 表示。
[0050] 所述的结构非均质性指数计算公式为：
[0051] DAi＝|Ai+1-Ai|/|Ai-Ai-1|
[0052] 其中，A为所选择计算的测井曲线，i、i-1、i+1分别为计算点、i计算点的上一计算点以及i计算点的下一计算点对应的深度，DAi为利用曲线A计算得到的结构非均质性指数。
[0053] 所述的成像测井显示模式，是通过已知岩石岩性的岩心标定成像测井图像，建立不同结构岩石的成像测井显示模式。
[0054] 4)对需要开展岩石岩性识别的井段分别进行成分与结构的识别，将识别结果对照于成分 -结构分类表，最终得出岩石岩性。
[0055] 是将目的层段计算出的钾长石指数与密度值投到成分判别图版中，得到岩石成份类型；根据结构判别标准，将结构非均质性指数以及对应深度段的成像测井显示模式结合得到岩石结构类型，进而分别将成分类型与结构类型参照成分-结构分类表，得到目的层段的岩石岩性。
[0056] 本发明在锦州25-1S、渤中26-1、锦州20-2等构造的10多口井进行应用，解释岩性与取芯段以及薄片解释段符合率在85％以上，值得推广使用。
[0057] 图2为本发明的成分-结构分类方案图。根据矿物成分及其元素响应差异，将变质岩成分划分为铁镁质、斜长长英质、二长长英质以及钾长长英质四类；结合岩心观察，将岩石结构划分为块状结构、片麻结构、混合结构以及混合花岗结构，其中混合结构中可进一步划分为斑点状混合结构以及条带状混合结构。
[0058] 图3为本发明的成分判别图版。本图版给出的情况都是比较理想的状态下的不同岩石成分的图形显示，其中岩石成分分4种情况给出，其一是铁镁质岩石区，其二为斜长长英质区，其三为二长长英质区，其四为高钾长英质区。其中铁镁质岩区具有钾长石指数、高密度特征，其钾长石指数往往低于20，密度高于2.7g/cm3；斜长长英质区钾长石指数小于20，密度介于 2.5g/cm3-2.7g/cm3；二长长英质区钾长石指数高于20，低于65API，密度小于
2.7g/cm3；高钾长英质区钾长石指数大于65，密度小于2.57g/cm3。
[0059] 图4为本发明的岩石结构非均质性指数图。(a)为侵入
花岗岩块状构造的结构非均质性指数，其值在垂向上变化不大，值往往小于5；(b)片麻结构，其值在垂向上变化亦不大，同时值往往小于5，但自然伽马值大于侵入花岗岩；(c)为混合结构，结构非均质性指数值往往位于5-20之间，具有锯齿状特征；(d)为混合花岗结构，结构非均质性指数值在垂向上变化最大，值往往位于15-30之间。
[0060] 图5为本发明的岩石结构成像测井显示模式。(a)为块状结构(侵入花岗岩)，在成像测井图版上，图像均匀，无突出亮块；(b)为斑状混合结构，成像测井图版上为相对暗色图纹中亮色斑点悬浮特征；(c)条带状混合结构，在成像测井图版上，为条带状亮色与条带状暗色互层；(d)为混合花岗结构，在成像测井图版上，为大量亮色图像，局部夹暗色背景。
[0061] 图6为应用本方法进行的判别实例分析。2003.75m-2205.8m,2044.6m-2059.4m，3
2070.8m-2072.9m，2084.25m-2099.75m具有高的钾长石指数值大于65，密度低于2.7g/cm ，成分判别为钾长长英质；结构非均质性指数大于15，同时成像测井图案上具有大量的亮色图案，少夹暗色背景，结构为混合花岗结构，对应于“成分-结构”分类方案为混合花岗岩特征。 1988.65m-2003.75m，2025.80m-2044.6m段钾长石指数值大于20，低于65，密度低于
3
2.7g/cm ，成分判别为二长长英质；结构非均质性指数多介于5-15之间，同时成像测井图案上为相对暗色图纹中亮色斑点悬浮特征，结构为斑点状混合结构，对应于“成分-结构”分类方案为斑状混合片麻岩。2059.4m-2070.8m,2072.9m-2084.25m，2099.75m-2110m段钾长石指数值大于20，低于65，密度低于2.7g/cm3，成分判别为二长长英质；结构非均质性指数多介于10-20之间，部分可达到30，同时成像测井图案上为条带状亮色与条带状暗色互层特征，结构为条带状混合结构，对应于“成分-结构”分类方案为条带状混合片麻岩。将识别结果与岩心对比，结果具有较好的一致性。
[0062] 以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本
说明书后对上述实施例做出的各种
修改，都属于本发明所保护的范围。
