地质录井过程中容易混淆的岩性

[摘 要]岩性的判断是地质录井工作中最基本的工作。如果岩性判断能够及时准确，那么对于发现、保护以及开发油气藏都有着重要的意义。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。然而随着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。针对这些问题本文就录井过程中出现的一些相似岩性做一些辨别说明。

[关键词]录井；岩屑；岩性

中图分类号：TE21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0338-01

地质录井作为钻井勘探油气的一项重要手段，地质录井是在参数观察、资料、检测以及分析判断的基础上，建立起来的一种岩石性质与油气检测方法。地质录井通使用最为广泛的几种地质录井方法常包括岩心录井、岩屑录井、钻时录井、钻井液录井、荧光录井以及气测录井等几种类型，其存在的价值在于对地层相关资料的现场录取。对于岩性的判断是地质录井工作中最基本的工作。作为钻井过程中的一种地层实物资料，岩屑可以直接反映出地层岩石中的含油情况，对于识别该油层具有至关重要的作用。该方法比较简便易行，实用性较强。可是在我们实际工作中，有许多岩性具有相似性，容易引起混淆，因此通过对实际工作中，总结出几点辨别岩性的方法。

1、常见相似岩性

1.1 灰质泥岩与石膏质泥岩

灰质泥岩以灰色、灰褐色为主，性软，成岩性差，直照成暗黄色。与5%稀盐酸反应强烈，反应后纸上留下生物残渣。石膏质泥岩以灰色为主，少见灰白色斑块。少含石膏，且分布不均。性较软，吸水，易膨胀，微造浆，成岩性较差，岩屑成团块状。在一般情况下，这两种岩性不容易混淆，灰质泥岩有荧光，且能与盐酸反应。而石膏质泥岩没荧光，不能与盐酸反应，但是有时在泥浆的影响下，石膏质泥岩也会与盐酸反应。

1.2 玄武岩与黑色泥岩

这两种岩性唯一的相似性就是颜色。玄武岩为基性喷发岩，颜色常见黑绿色及灰黑色，成分以斜长石为主，以斑状结构和无斑隐晶质结构为主。物理性质致密坚硬，具有裂缝性，与盐酸不反应。然而风化后的玄武岩，因为与泥浆混搅与5%的稀盐酸也起反应，这时候就要谨慎判断了。黑色泥岩以黑色为主，属于生油岩，成分以各种粘土矿物为主，质不纯，含生物碎屑，性脆，中硬，成岩性较好，岩屑呈片状及块状。然而玄武岩风化后在泥浆的影响下，就不容易辨别了，风化后的玄武岩在泥浆的影响下，性软，成岩性差。而黑色泥岩性脆，成岩性好。

1.3 生物灰岩与白云质灰岩

在录井过程中，这两种岩性最容易混淆，因为它们直照都显暗黄色或黄色，颜色还相近，都是灰褐色或者灰白色。生物灰岩颜色主要以灰色、浅灰色及棕褐色为主，结构为生物碎屑结构，具有空隙、缝洞构造。成分主要为碳酸钙，镜下岩屑表面可见生物碎屑。岩屑表面粗糙，清洁，性脆，中硬，断口不平整，岩屑钻碎后呈碎块状及片状。白云质灰岩颜色一般为白色、灰白色，成分为碳酸钙镁。结构为结晶粒状。与盐酸不反应，加热后与盐酸反应强烈。虽然白云质灰岩与盐酸不反应，但是在泥浆的影响下，有时也会于盐酸反应。因此判断它们时，要把岩屑洗干净，烤干后就容易了，白云质灰岩较生物灰岩硬，加热盐酸反应强烈。

2、岩屑识别依据

2.1 测井快观

测井资料所包含的岩性信息，可以通过分析测井曲线的形态特征及测井曲线值的高低来做定性识别，这是划分岩性较常规的直观解释方法，也称“测井快观解释”。不同岩性测井响应特征不同，据此可对差别明显的那些岩性用常规方法即可

2.2 元素含量与矿物含量

岩石是由矿物组成的，不同岩性的岩石所含的矿物成分及各矿物含量不同，不同的矿物所含的物质不同，亦可通过相应的元素反映出来，例如，石英的主要化学成分是SiO2，反映在元素上是Si和O，因此不同元素的含量可反映出各种矿物的含量。

2.3 岩屑模式识别

作为数字图像处理重要目的之一， 在国际上已产生了聚类分析、神经网络等多种识别方法。其中支持向量机（ Support Vector Machine， 简称SVM）（图1） 由于在处理小样本、非线性问题中表现出独特的优势 ，近些年迅速发展起来， 并已应用于纹理识别、医学诊断、测井、油田开发等多方面。

该方法通过筛选获得的合格样品， 将其送到传送带上， 经CCD 镜头拍摄成像。获得样品图像后首先进行背景去除， 然后边缘提取， 最后是特征提取。特征决定分类的关键， 当分类的目的决定后， 进而进行宏观岩性判别。

3、岩性识别方法的建立

利用XRF 岩屑分析仪测量岩屑样品中各元素的谱图，通过对谱图的处理得到各元素的相对含量。通过大量钻井岩屑的谱图分析发现，不同岩性的XRF 图谱存在差异，并且具有一定的规律性，相同岩性的谱图具有相似特征，亦即各种岩性的XRF 图谱具有一定的指纹效应。根据这一特点可以通过对图谱的对比，对未知岩性的谱图进行分析而判断其岩性。同时，由于在钻井过程中井筒内的岩屑比较混杂，使得捞取的岩屑岩性不纯，也会造成谱图的差异。但是，不同岩性的谱图大致特征还是一致的，因此可利用这一特征来判别岩性。

3.1 XRF 谱图分析

相同岩性的XRF 谱图具有相似特征，通过对已知岩性的样品进行XRF 分析，将这些样品的XRF 谱图存入标准样品谱，根据这一特征对测量品的XRF谱图进行相似性分析，可判别测量品的岩性。这种方法适用于判别各种岩性，但由于岩石具有非均质性，以及井筒内岩屑较为混杂，地层中相同岩性的岩屑在返出井口后通过取样进行XRF 分析的岩屑样品都不尽相同，因此两个谱图完全相似是不可能的。此方法对于XRF 谱图相似性较高的样品其岩性符合率较高，对于相似性极低的样品其岩性符合率就较低，应使用其他方法来判别。

3.3 综合判别方法

使用谱图对比法和泥质含量法可判别岩性，但都有一定的局限性。大量现场资料表明，谱图对比法在相似性系数较高时岩性判别的准确率较高，当谱图的相似系数较小时岩性符合率较低；泥质含量法主要适用于砂泥岩剖面，对于其他岩性不适用，且当泥质含量和砂质含量均不高时此方法的岩性符合率也较低。为进一步提高岩性解释符合率，为此提出综合判别岩性的方法。

4、 结论

地质录井过程中，掌握住各种岩性的特征，运用各种物理的、化学的方法，结合相关方法，就不难准确判断出各种岩性。但对于岩性复杂地区而言，岩性识别是一种非常困难和复杂的研究，需要在详细调研和总结研究区岩性特征基础上，通过提取不同岩性的测井响应特征差异，总结适合研究区岩性的识别方法。