一种基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法

摘要

本发明提供了一种基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法。该基于XRF计算识别细粒沉积岩岩性的方法包括：根据XRF实测数据，建立不同矿物中各元素的百分含量与各矿物的物质的量的等式关系；建立不同矿物的百分含量与各矿物的物质的量的等式关系；建立不同矿物的百分含量与不同矿物中各元素的百分含量的等式关系，获得各矿物的百分含量；根据不同岩性中各矿物的百分含量建立雷达图图版，依据不同图版形态判识不同岩性，完成对细粒沉积岩岩性的识别。本发明的上述基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法的识别速度快，准确性高，具有广泛适用性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩性的识别方法，尤其涉及一种基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法，属于油气勘探与开发技术领域。

背景技术

细粒沉积岩主要包括泥岩、白云质泥岩、泥质白云岩、灰质泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等，种类繁多，外观相似，难以用肉眼直接准确快速的识别。以往的岩性识别主要依靠薄片分析、扫描电镜分析、QEMSCAN、X衍射分析等方法，这些方法需要首先对样品进行复杂繁琐耗时的制备，之后才可进行分析，在分析过程中薄片鉴定需要丰富的经验，容易受到较多主观因素的影响，扫描电镜分析、QEMSCAN、X衍射分析等分析时间相对较长，不利于现场快速准确确定岩性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种识别速度快，准确性高，具有广泛适用性的细粒沉积岩的岩性识别方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于XRF(X射线荧光光谱)识别细粒沉积岩岩性的方法，该基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法包括以下步骤：

根据XRF实测数据，建立不同矿物中各元素的百分含量与各矿物的物质的量的等式关系；

建立不同矿物的百分含量与各矿物的物质的量的等式关系；

建立不同矿物的百分含量与不同矿物中各元素的百分含量的等式关系，获得各矿物的百分含量；

根据不同岩性中各矿物的百分含量建立雷达图图版，依据不同图版形态判识不同岩性，完成对细粒沉积岩岩性的识别。

在本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法中，优选地，细粒沉积岩包括伊利石、钾长石、钠长石、方解石、白云石和石英。

其中，伊利石化学式为K₂O·3Al₂O₃·6SiO₂，钾长石化学式为K₂O·Al₂O₃·6SiO₂，钠长石化学式为Na₂O·Al₂O₃·6SiO₂，方解石化学式为CaCO₃，白云石化学式为CaMg(CO₃)₂，石英化学式为SiO₂。

在本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法中，优选地，矿物中包括钾元素、铝元素、镁元素、钙元素、硅元素和微量元素。

在本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法中，优选地，根据XRF实测数据，建立不同矿物中各元素的百分含量与各矿物的物质的量的等式关系，具体等式关系如下：

其中，M_K表示XRF实测K元素百分含量，％；

M_A1表示XRF实测Al元素百分含量，％；

M_si表示XRF实测Si元素百分含量，％；

M_Ca表示XRF实测Ca元素百分含量，％；

M_Mg表示XRF实测Mg元素百分含量，％；

M_微表示XRF实测微量元素等物质的百分含量，％；

n_伊利石表示伊利石物质的量，mol；

n_钾长石表示钾长石物质的量，mol；

n_钠长石表示钠长石物质的量，mol；

n_百英表示石英物质的量，mol；

n_方解石表示方解石物质的量，mol；

n_白云石表示白云石物质的量，mol；

m_微表示微量元素的质量，g。

在本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法中，优选地，建立不同矿物的百分含量与各矿物的物质的量的等式关系，具体等式关系如下：

其中，M_伊利石表示伊利石百分含量，％；

M_钾长石表示钾长石百分含量，％；

M_钠长石表示钠长石百分含量，％；

M_百英表示石英百分含量，％；

M_方解石表示方解石百分含量，％；

M_白云石表示白云石百分含量，％。

在本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法中，优选地，建立不同矿物的百分含量与不同矿物中各元素的百分含量的等式关系，具体等式关系如下：

在本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法中，优选地，依据不同雷达图图版的形态判识岩性时，依据样品雷达图图版与各岩性标准雷达图图版的相似程度判定岩性，相似最好的则为样品岩性。相似最好是指样品的雷达图形态在标准岩性雷达图版之中各条线基本平行。

本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法，具体包括以下步骤：

根据XRF实测数据和不同矿物的化学分子式建立各元素百分含量与各矿物物质的量的等式关系：

建立不同矿物百分含量与各矿物的物质的量的等式关系；

根据以上两个等式关系，建立不同矿物百分含量与各元素百分含量的等式关系，进而计算各矿物的百分含量：

根据不同岩性中各矿物的百分含量建立雷达图图版，进而可依据不同图版形态判识不同岩性。

本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法是一种计算识别细粒沉积岩岩性的方法，利用手持XRF测量仪所测量的各元素的百分含量进行不同矿物百分含量的计算，进而建立不同岩性各矿物百分含量分布的雷达图版，以此计算和识别细粒沉积岩岩性。

建立各元素百分含量与各矿物分子量的关系式，各矿物分子量与各矿物百分含量的百分含量的关系式，利用以上两个关系式来建立各矿物百分含量与各元素百分含量的关系式，进而完成对一整块样品从元素百分含量向矿物百分含量的转换运算；建立不同岩性的矿物百分含量判别雷达图版，达到高效识别细粒沉积岩岩性的效果。

本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法可以应用于细粒沉积岩发育的地层，用于研究和快速识别目的地层的岩性，提高野外露头特别是岩心的高效准确识别，服务于油气勘探与开发。

本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法的计算速度快，准确性高，具有广泛的适用性；可以高效判别细粒沉积岩岩性，为致密油气的储层研究提供了重要的技术支撑。

附图说明

图1是实施例1的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法流程图。

图2a是实施例1的不同岩性(泥岩)矿物分布雷达图图版。

图2b是实施例1的不同岩性(白云质泥岩-泥质白云岩)矿物分布雷达图形态。

图2c是实施例1的不同岩性(灰质粉砂岩)矿物分布雷达图形态。

图2d是实施例1的不同岩性(白云质粉砂岩)矿物分布雷达图形态。

图2e是实施例1的不同岩性(灰质泥岩)矿物分布雷达图形态。

图2f是实施例1的不同岩性(粉砂质泥岩)矿物分布雷达图形态。

图2g是实施例1的不同岩性(泥质粉砂岩-粉砂岩)矿物分布雷达图形态。

图3a是实施例1的实测岩性(泥岩)雷达图形态。

图3b是实施例1的实测岩性(白云质泥岩-泥质白云岩)雷达图形态。

图3c是实施例1的实测岩性(灰质粉砂岩)雷达图形态。

图3d是实施例1的实测岩性(白云质粉砂岩)雷达图形态。

图3e是实施例1的实测岩性(灰质泥岩)雷达图形态。

图3f是实施例1的实测岩性(粉砂质泥岩)雷达图形态。

图3g是实施例1的实测岩性(泥质粉砂岩-粉砂岩)雷达图形态。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：根据XRF实测数据和不同矿物的化学分子式建立各元素百分含量与各矿物物质的量；

步骤102：建立不同矿物百分含量与各矿物的物质的量的等式关系；

步骤103：根据以上等式建立各矿物与各元素百分含量的等式关系；

步骤104：根据不同岩性中各矿物的百分含量建立雷达图图版，进而可依据不同图版形态判识不同岩性；

下面结合应用实例对本发明的实施例作进一步详细描述。

应用实例为准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组地层，为重要的致密油产层，该套地层以泥岩、白云质泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、白云质粉砂岩和粉砂岩等细粒沉积岩类为主，岩石类型复杂，矿物种类多，但仍以伊利石、钾长石、钠长石、方解石、白云石、石英为主，不同的岩性具有不同的生烃能力和油气储集性能，因此高效准确的识别该套地层的岩性对储层研究和油气勘探开发具有重要的现实意义，样品主要来自吉305井。

(1)建立各元素百分含量与各矿物的物质的量的等式关系

依据不同矿物的化学式可以建立各元素百分含量与各矿物的物质的量的等式关系，其中伊利石化学式为K₂O·3Al₂O₃·6SiO₂，钾长石化学式为K₂O·Al₂O₃·6SiO₂，钠长石化学式为Na₂O·Al₂O₃·6SiO₂，方解石化学式为CaCO₃，白云石化学式为CaMg(CO₃)₂，石英化学式为SiO₂，据此可以建立如下等式：

其中，M_K表示XRF实测K元素百分含量，％；

M_A1表示XRF实测Al元素百分含量，％；

M_si表示XRF实测Si元素百分含量，％；

M_Ca表示XRF实测Ca元素百分含量，％；

M_Mg表示XRF实测Mg元素百分含量，％；

M_微表示XRF实测微量元素等物质的百分含量，％；

n_伊利石表示伊利石物质的量，mol；

n_钾长石表示钾长石物质的量，mol；

n_钠长石表示钠长石物质的量，mol；

n_百英表示石英物质的量，mol；

n_方解石表示方解石物质的量，mol；

n_白云石表示白云石物质的量，mol；

m_微表示微量元素的质量，g。

(2)建立不同矿物百分含量与各矿物的物质的量的等式关系

其中，M_伊利石表示伊利石百分含量，％；

M_钾长石表示钾长石百分含量，％；

M_钠长石表示钠长石百分含量，％；

M_百英表示石英百分含量，％；

M_方解石表示方解石百分含量，％；

M_白云石表示白云石百分含量，％。

(3)建立不同矿物百分含量与各元素含量的等式关系

根据以上两个等式关系，建立不同矿物百分含量与各元素百分含量的等式关系，进而计算各矿物的百分含量。

(4)建立各岩性雷达图识别图版

根据不同岩性中不同矿物百分含量的关系，建立不同岩性的雷达图图版，如图2a、图2b、图2c、图2d、图2e、图2f、图2g所示。对于泥岩图版，石英含量最高，主要因为泥岩粒度十分细，而石英稳定性极高，几乎不发生化学溶解作用，一般只发生机械破碎作用，因此在泥岩中相对富集，伊利石含量第二高，而抗风化能力较弱的方解石、白云石、钾长石和钠长石则含量最低。对于白云质泥岩-泥质白云岩图版，白云石和方解石含量较高，而表示粒度较粗的钠长石、钾长石和石英含量较低，符合实际地质情况。对于灰质粉砂岩，方解石含量最高，钠长石相对较高，符合灰质岩定名和相对较粗岩性矿物的特征。对于白云质粉砂岩，白云石含量最高，其次方解石含量较高，石英和钠长石含量相对较高，符合云质岩定名和相对较粗岩性矿物的特征。对于灰质泥岩方解石含量最高，稳定的石英含量第二高，伊利石含量第三高，而白云石、钠长石和钾长石含量最低。对于粉砂质泥岩，对于泥质粉砂岩-粉砂岩图版，伊利石、方解石和白云石含量较低，钠长石和钾长石这些化学稳定性较差的矿物含量相对较高，表明岩石搬运距离相对泥岩较短，粒度较粗。

根据铸体薄片，XRD等资料确定吉305井芦草沟组样品岩性，对这些样品利用手持XRF测量仪进行实际测量，对测量结果利用以上公式进行不同矿物含量的计算，表1为不同岩性的XRF测量结果及计算结果。图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f、图3g为依据各样品中各矿物含量绘制的雷达图。依据所获得的雷达图图版图3a图3g与图2a图2g的各岩性雷达图版进行对比，可以准确快速的判别岩性，其判别结果与铸体薄片，XRD等资料确定的样品岩性基本一致。

以上实施例说明，本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法可以高效判别细粒沉积岩岩性，具有广泛的适用性。

以上实施例说明，本发明的基于XRF识别细粒沉积岩岩性的方法可以高效判别细粒沉积岩岩性，为致密油气的储层研究提供了重要的技术支撑。