ECS测井在火山岩岩性识别中的应用

火山岩岩性定名与识别是岩相划分、储层综合评价与预测、井网部署、开发方案编制的基础。火山岩岩性与岩石成分、结构、构造和成因有关,岩石类型多,定名和识别难度大。ECS利用快中子与地层中的原子核发生非弹性散射碰撞及热中子被俘获的原理,通过解谱和氧化物闭合模型得到地层中主要造岩元素的相对百分含量,并应用聚类分析、因子分析等方法定量求解地层的矿物含量,从岩石成分的角度较好地解决了火山岩岩性识别的问题。研究区火山岩以SiO2为主,Al2O3、K2O Na2O及Fe2O3次之,CaO和MgO则不发育,Si、Al、Fe、Gd是研究区岩性识别的主要指示元素。研究结果表明从基性玄武岩到酸性流纹岩,Si元素产额和K40含量增大、Al和Fe元素产额则减小;熔结凝灰岩的Gd元素产额比熔岩高;常规测井的GR与ECS测井的Si元素产额正相关,地层密度与Fe元素产额正相关,能谱测井的Th含量则与Fe元素产额负相关。ECS以崭新的测井概念、先进的测井技术,具有广泛的应用前景,但各种误差和价格昂贵的问题则使其推广应用受到一定的限制;常规测井信息丰富,从多个方面提供了识别火山岩岩性的资料和手段;将ECS与常规测井、成像测井相结合,是解决火山岩岩性识别难的有效途径。     

元素俘获测井(ECS) 资料在彩31 井区的应用

ECS 测井是元素俘获测井的简称, 它可以定量提供地层中的Si、Ca、Fe、S、Ti、Gd 等化学元素的含量。利用这些元素与地层岩性之间的相关关系以及提供的岩石矿物含量, 可以确定不同的岩性、进行地层对比, 修订地层的孔隙度、含油饱和度等参数。该方法在彩31 井区的岩性识别方面得到的岩性与钻井取心描述的岩性有较好的一致性; 用ECS 给出的岩性剖面和元素含量, 结合常规测井资料, 能进行更为细致的地层对比; 用ECS 各种元素变化特征识别沉积环境、进行沉积分析等方面获得了较好的认识和成果。     

基于地层组分分析的火山岩岩性识别

在物性分析资料和薄片观察的基础上,确定主要地层组分的常规测井响应值和ECS测井元素含量响应值。根据地层组分分析模型,建立了密度、声波、中子、自然伽马以及铝、硅、钙、铁元素含量的测井响应方程。计算了7种主要地层组分(包括岩石骨架、流体)的相对体积含量,并据此识别火山岩岩性。利用自主研发的测井资料处理解释软件,对三塘湖盆地A区火山岩进行岩性测井识别。识别结论与薄片观察结果进行了对比,表明岩性识别效果好,提高了识别准确率。该方法可为其他地区火山岩、甚至碳酸盐岩等复杂岩性储集层的岩性识别提供一定的参考和借鉴,提出了ECS测井资料的应用新手段。     

火山岩地层测井评价新技术

由于火山岩地层的喷发类型不同、喷发期次多及岩石的结晶程度的差异,导致火山岩地层岩性成分复杂多样,从而进一步导致火山岩岩石物理特性多变,火山岩地层岩石的成分、骨架参数难于确定以及火山岩地层导电机理复杂等.因此,利用常规测井曲线建立准确、可靠的岩石物理模型进行岩性识别和矿物含量计算是非常困难的.基于徐家围子气藏描述成果,提出了火山岩地层测井评价的方法和思路,即:应用元素俘获谱测井(ECS)数据进行岩石成分的分类并得到地层岩石骨架参数;密度测井与核磁共振测井(CMR-PLUS)相结合,并利用ECS得到的岩石骨架参数进行孔隙度计算;将核磁共振T2分布谱转换成毛管压力曲线;在已知自由水界面的基础上利用核磁共振测井得到的毛管压力曲线计算储层流体饱和度.实践证明,应用效果较好.     

利用地层元素识别沉积岩岩性和矿物含量计算方法

地层元素测井测量得到地层岩石骨架的Si、Ca、Fe、S、Ti、Gd、Mg、K、Mn、Al等10余种元素的含量主要用于确定矿物含量和识别岩性。地层元素的解释方法是根据岩心分析资料确定地层矿物组合模型,利用最优化算法计算地层矿物含量,根据地层矿物含量识别岩性。其局限性是解释中需要根据岩心分析资料先确定矿物组合,再进行矿物计算,在没有岩心分析资料的井中确定矿物组合模型是个难题。以大量岩石物理数据作为研究基础,利用岩石的主要造岩矿物黏土、石英、长石、方解石和白云石含量的大小对沉积岩进行了重新的命名分类;分别建立单元素岩性识别图版和多元素组合岩性识别图版,并给出分类的公式;在岩性分类的基础上,建立元素含量与主要矿物含量的解释模型,从而建立了沉积岩岩性分类标准、元素识别岩性、确定矿物含量一套完整的解决方案。分析表明以上方法精度较高,可配合国产地层元素测井仪器在复杂岩性和非常规油气领域进行应用。     

元素俘获测井(ECS)在尕斯库勒油藏描述中的应用

元素俘获谱测井(ECS)利用定量测得的钙等多种元素的含量,计算岩石的碳酸盐岩含量,进而进行岩性识别和地层对比;利用ECS成果求出孔隙度、渗透率与岩心分析数据有较好的一致性;依据该岩石分类方法,做出单井的岩性剖面图,地层岩性的定性分析对比转化为岩性及其量化(碳酸盐岩含量)的对比划分.利用岩性识别的结果在尕斯库勒油藏区域作了岩性的纵向(剖面)和横向的分布图,为沉积相和储层研究提供了依据.     

ECS元素测井技术在非常规储层评价中的应用

煤岩、页岩等非常规储层岩性复杂、矿物成分变化大,依靠常规测井资料进行岩性评价难度较大。ECS测井技术通过获取地层次生伽马能谱资料,用剥谱分析推导地层的元素信息与岩性信息,从岩石化学成分角度为非常规储层的岩性评价开辟了一条新的道路。系统介绍了ECS元素测井技术在煤层气、页岩气等非常规油气资源评价中的应用,主要包括:划分地层岩性、确定地层元素含量、计算矿物含量、计算岩石骨架参数等。实践表明,ECS元素测井技术在非常规储层评价中具有广泛的应用前景。     

化学元素测井资料在地层界面处的响应特征研究

化学元素测井直接测量地层中的Si、Fe、Ca和Ti等重要元素的含量,这使得准确识别岩性以及岩性界面处的响应特征成为可能.简要讨论了化学元素测井的基本原理,给出了几个化学元素测井资料划分岩性和识别风化壳实例.研究表明,碳酸盐岩风化壳中Ca元素含量降低;Fe元素含量增高;Gd元素含量异常增高.如果风化壳被剥蚀搬运,或在水下被削截引起地层缺失,则在下伏地层顶部不能见到典型的风化壳界面特征,仅能见到岩性的突变.     

酸性火山岩储层岩性与流体识别

针对火山岩储层存在岩性复杂、流体多样、岩性对测井曲线的影响甚至超过了储层流体的影响等测井评价难点,以松辽盆地徐深气田火山岩储层为研究对象,综合利用测井、录井、测试和岩心分析等资料,通过储层“四性”关系的研究,采用常规测井识别岩石组分、成像测井识别岩石结构、构造,并结合ECS测井综合判别火山岩岩性,在此基础上建立了常规测井和特殊测井相结合的流体识别方法。将上述方法应用到该气田天然气探明储量的评价中,取得了良好的效果,这为其他地区类似的火山岩储层评价提供了可借鉴的经验。     

徐深气田深层火山岩测井岩性识别方法

徐深气田深层火山岩储层岩性、流体成分复杂多变，结晶程度较差，酸性岩类成分比较接近，岩石骨架对电阻率的影响超过储层流体的影响，因而在火山岩储层精细测井评价方面存在较大困难。其中准确确定火山岩岩性是开展进一步研究工作的基础和关键。针对该区岩性识别难点，充分发挥元素俘获谱(ECS)、电成像、核磁等测井资料在岩性识别上的优势，制定了组分与结构相结合的岩性识别思路，确定了火山岩岩石分类系统，应用TAS图、图像模式、神经网络等3种方法，实现了对火山岩的测井岩性识别，为火山岩储层精细测井评价打下了坚实的墓础。     

交会图技术在识别三塘湖盆地火成岩岩性中的应用

新疆三塘湖盆地油气区发育大面积、多套火成岩。通过对常规测井和ECS 测井（元素俘获谱测井）资料的分析研究,结合岩石薄片分析和岩屑录井资料,统计出研究区玄武岩、安山岩、凝灰岩、辉绿岩、砂岩及泥岩的测井响应特征（值）。优选出对火成岩岩性反应敏感的物理量和参数进行交会分析,建立一套适合研究区特征的岩性图版,并确定出不同岩性的测井参数范围,从而建立岩性识别标准,为下一步定量计算储集层参数打下基础。     

页岩地层ECS测井资料解释新方法及其应用

常规测井方法难以准确评价黏土、碎屑岩和碳酸盐等矿物,而ECS测井仪的晶体探测器可测量由中子源和地层矿物碰撞产生的伽马射线,因此依据地层矿物和伽马射线的对应关系,建立了ECS元素测井响应方程,利用优化反演方法确定矿物类型、计算矿物含量、骨架密度及脆性指数。利用该方法对页岩气A区块X井的ECS测井资料进行了解释,选择Si,Al,Fe,Ca,Su和K元素,反演出石英、长石、灰岩、白云岩、伊利石、绿泥石、蒙脱石、黄铁矿、云母和硬石膏等10种矿物中的6~8种及其含量,反演结果与岩心矿物分析结果具有较好的一致性,并根据矿物的含量计算出该井页岩地层的骨架密度为2.65~2.75 g/m3,脆性指数为40~60。这说明利用ECS测井资料可以评价页岩地层的矿物及含量,能据此计算页岩地层的骨架密度和脆性指数,可提供准确的评价结果,从而指导页岩地层的压裂设计与施工。      

X射线荧光录井技术在岩性识别中的应用——以川东北元坝地区YB10井和22井为例

随着川东北元坝地区空气钻、PDC和孕镶钻头+高速螺杆钻井新工艺的大量运用,钻时快、岩屑细碎甚至呈粉末状的特点,给常规录井工艺带来了岩性识别难、地层界线不易判断的问题。X射线荧光录井技术具有完全不受岩屑颗粒直径限制、分析周期短的特点。通过分析岩样中镁、铝、钾、硅、硫、钙、铁等14种元素的含量来判断岩性和识别地层,弥补了常规录井的不足。其中,YB10井在井段702～7155m通过采用X射线荧光录井技术,现场共分析样品4 115个,根据元素含量、曲线变化特征,结合露头岩性资料,对陆相砂、泥岩和海相碳酸盐岩进行井下岩性识别,经与电测资料对比吻合度达92.60%。      

基于QAPM模型的元素俘获谱测井应用

目前,火成岩储层评价建立的QAPM矿物模型较为合理适用,但对应的响应方程组中4类矿物的参数确定存在一定难度。元素俘获谱测井(ECS)是对地层化学元素的反映,可以利用ECS数据,结合CIPW标准矿物法思想实现火成岩中元素到矿物的转化,同时依据QAPM模型思想对矿物进行分类,结合常规测井计算矿物参数。应用上述方法计算了松辽盆地南部深层火成岩储层孔隙度,与岩心分析孔隙度对比结果,二者的相关系数为0.932,说明本文提供的方法是适用的。     

利用对应分析法校正火成岩岩性识别图版——以黄骅凹陷为例

黄骅凹陷火成岩岩性极其复杂多样,如何对该区火成岩岩性进行准确识别一直是个棘手的问题。为此,在岩心观察和薄片鉴定的基础上,建立了基于常规测井曲线的黄骅凹陷火成岩岩性识别图版。由于图版中岩性存在重叠以及可用测井曲线种类相对较少,影响了图版应用的准确性。因此为了更为准确地识别火成岩岩性,首先利用对应分析法分析了测井响应与火成岩岩性的关系,计算出各曲线对火成岩各岩性的敏感系数(以权值形式给出),然后确定各曲线对不同岩性的灵敏度,最后利用对应分析法权值对火成岩岩性识别图版进行了校正,并用实例进行了验证,校正效果较好。     

基于元素俘获谱测井的川东北致密碎屑岩储层参数计算

川东北地区须家河组须三段陆相碎屑岩沉积储集岩石成分和结构复杂、物性条件差、非均质性强,常规测井参数解释模型技术在应用中受到限制。针对川东北地区须家河组储层的特点和难点,建立一套以元素俘获谱测井(ECS)为基础测井评价方法。元素俘获谱测井利用快中子与地层中的原子核发生非弹性散射碰撞及热中子被俘获原理,通过解谱和氧化物闭合模型得到地层中主要造岩元素的相对百分含量,并应用聚类分析、因子分析等方法定量求解地层的各种氧化物含量。在此基础上,建立储层岩石骨架属性、计算孔隙度、饱和度等储层综合评价。该方法在川东北地区须家河组致密砂岩储层评价中具有指导意义。