利用孔隙度差值计算粘土含量的方法技术

本发明专利技术涉及地质勘探测量领域，具体为一种利用孔隙度差值计算粘土含量的方法，包括以下步骤：S1岩心收集；S2对岩心分别开展孔隙度和X衍射全岩分析，以确定岩心的孔隙度和粘土含量；S3利用岩心孔隙度与中子、密度曲线的变化趋势对比实现岩心的深度归位。本发明专利技术的有益效果如下：本发明专利技术克服了传统粘土含量计算方法中因粘土中子、密度值难以确定，粘土矿物含量计算结果精度较差的问题；同时，现场油田中，中子与密度测井普及程度高；因此，可以将本发明专利技术的技术方案广泛运用于现场储层粘土矿物含量的计算。根据新疆油田大量砂岩储层粘土含量计算结果分析表明：利用本发明专利技术确定的粘土矿物含量精度较高，相对误差小于10％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地质勘探测量领域，具体为一种利用孔隙度差值计算粘土含量的方法。
技术介绍
现有技术一的技术方案中子—密度交会法计算粘土含量(雍世和，张超谟.测井数据处理与综合解释.2007)当拥有淡水砂岩刻度的中子(ΦN)和密度孔隙度(ΦD)值时，可以利用中子—密度孔隙度交会图版确定岩石的粘土含量。该方法中确定粘土含量的关键在于明确图版中的三个关键点，分别是骨架点、粘土点和水点。砂砾岩的骨架矿物主要是石英，其次是长石，此外还有约1％的重矿物。长石又主要是抗风化能力强的正长石和微斜长石，而正长石和微斜长石的体积密度为2.57g/cm3，与石英的体积密度2.65g/cm3相差甚小。它们的中子测井值也与石英非常接近。因此，在测井解释中，一般不再区分石英与长石，常以石英代表砂砾岩的骨架矿物。当按砂岩刻度时，石英的中子孔隙度和密度孔隙度为ΦN＝0％和ΦD＝0％。因此，中子—密度交会图版的原点就是骨架点。当假定ΦN＝100％并且ΦD＝100％时，即岩石不含骨架，完全为孔隙水，即为水点。骨架点和水点是理想点，容易确定，它们的连线称之为含水纯砂岩线。若岩石仅仅由骨架和孔隙中的水组成，中子和密度孔隙度的交会点应分布在这条线上，从骨架点到水点，孔隙度逐渐增加。由于粘土矿物中的氢氧根和粘土结晶水、束缚水的存在，粘土会使得岩石的快中子减速长度明显减小，即中子孔隙度明显增大。粘土对密度孔隙度的影响与粘土矿物的密度有关，如果粘土的密度大于骨架密度，会使得密度孔隙度减小。通常情况，受粘土的影响，中子孔隙度大于密度孔隙度，粘土点位于含水纯砂岩下方。骨架点与粘土点的连线称为泥岩线，线上点所代表岩石的孔隙度为0％，从骨架点到粘土点粘土含量逐渐增加。粘土点与水点的连线称为含水粘土线，线上点所代表的岩石由水和粘土组成，没有骨架的成分，从粘土点到水点孔隙度逐渐增大。图版中与含水纯砂岩线平行的一组虚线代表岩石中粘土含量。同一虚线所代表岩石的粘土含量相同，而孔隙度不同。不同虚线之间，所代表岩石粘土含量不同。骨架点、粘土点和水点构成三角形，不同孔隙度与不同粘土含量的砂砾岩所对应的点应该在三角形内部，点到含水纯砂岩线距离的变化代表粘土含量的变化，粘土点到含水纯砂岩线的距离代表粘土含量为100％，距离为0代表粘土含量为0％，经线性刻度可得到不同点对应的粘土含量，具体的计算公式为：Vcl=|φN-φD||φNclay-φDclay|---(1)]]>现有技术一的缺点该方法中：骨架点、水点多为理论值，很容易确定；然而，粘土点的位置难以确定，因为不同地区粘土矿物类型、含量及其结晶水、束缚水存在差异，这些因素均会影响其骨架点值的确定。现有技术二的技术方案中子与密度组合法计算粘土含量(谭廷栋.测井解释粘土矿物.1987)对于中子和密度测井而言，岩石泥质当中的非粘土部分与骨架的性质相似，所以可以将这两种测井方法对应的岩石体积物理模型分为三个部分，分别为骨架、粘土和孔隙。中子测井测量井内岩石含氢量的变化，粘土矿物中的氢氧根及其束缚水、结晶水使得含氢量增加。密度测井测量井内岩石体积密度的变化，当粘土密度小于骨架密度时，粘土引起岩石体积密度降低，反之当粘土密度大于骨架密度时，粘土引起岩石体积密度增加。如果把含氢量和体积密度分别转换成中子孔隙度和密度孔隙度，就可以运用中子与密度组合法求取粘土含量。中子与密度组合法认为骨架不含氢，中子孔隙度由粘土和孔隙中的流体提供。同样，密度孔隙度也是由粘土和孔隙流体引起。综上，中子与密度组合法将建立以下方程组：ΦN=VclΦNcl+VfΦNfΦD=VclΦDcl+VfΦDf---(2)]]>式中ΦN—中子孔隙度，％；ΦD—密度孔隙度，％；Vcl—粘土含量，％；Vf—孔隙流体占整个岩石的体积百分数，即岩石真实孔隙度的大小，％；ΦNcl—粘土中子孔隙度，％；ΦDcl—粘土密度孔隙度，％；ΦNf—孔隙流体中子孔隙度，％；ΦDf—孔隙流体密度孔隙度，％。通过上述方程有计算粘土含量的公式如下：Vcl=ΦNΦDf-ΦDΦNfΦNclΦDf-ΦDclΦNf---(3)]]>现有技术二的缺点该方法中：与中子孔隙度、密度孔隙度交会法相似，粘土的中子孔隙度与密度孔隙度难以确定。现有技术三的技术方案自然伽马能谱测井计算粘土含量地下岩石的自然放射性主要由岩石中铀、钍和钾的含量确定的。铀的化学性质较为活泼，其沉积与吸附、还原和有机质作用相关，受风化、运移、富集过程等因素的影响较为复杂，通常不是粘土含量的可靠指示元素。钍的化合物性质稳定，运移以机械风化迁移为主，粘土矿物对钍的选择性吸附以及钍在稳定矿物中的存在是控制沉积岩中钍分布的主要因素，因此钍可以作为粘土矿物指示剂。钾的离子半径较大，极化率高，易于被粘土矿物所吸附，所以钾的含量也可以指示粘土的含量。自然伽马能谱测井计算粘土含量主要是通过实验分析粘土含量与各放射性元素含量之间的回归分析，建立粘土含量的计算模型。此模型可以是粘土含量与钍含量的回归模型，可以是粘土含量与钾含量的回归模型，也可以是粘土含量与铀、钍含量的多元回归模型。对部分地区，铀也可以指示粘土含量，可以建立粘土含量与铀、钍、钾三者之间的多元回归模型。此外，对钍钾比和粘土含量进行相关分析也可以得到粘土含量与钍含量、钾含量、钍钾比三者之间的关系。现有技术三的缺点(1)自然伽马能谱测井成本较高，难以广泛使用。(2)岩石中存在细粉砂、灰泥等粒径与粘土矿物相当的细粒沉积物，这些成分也会吸附一定数量的放射性矿物，使得最终得到的粘土含量偏大。现有技术四的技术方案泥质含量与粘土含量相关法(莫修文.葡西地区油气储层泥质与粘土含量的计算方法研究.2006)粘土作为泥质的一部分，其主要成分是各种粘土矿物，包括蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石及其混合体。泥质中除了粘土以外的其它成分通常近似认为与骨架相一致。因此，粘土的数量及成分是影响泥质性质的最主要因素。对某一特定层位的岩石，粘土的成分及其含水率基本保持不变，粘土的含量随泥质含量的增加而增加。泥质含量与粘土含量相关法会应用大量的岩心粒度分析泥质含量与粘土含量资料，经相关分析得到用泥质含量计算粘土含量的模型。现有技术四的缺点：(1)需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用孔隙度差值计算粘土含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1岩心收集；S2对岩心分别开展孔隙度和X衍射全岩分析，以确定岩心的孔隙度和粘土含量；S3利用岩心孔隙度与中子、密度曲线的变化趋势对比进行岩心的深度归位；S4利用中子曲线，计算视砂岩中子孔隙度；S5利用密度曲线与岩心孔隙度进行线性回归，计算得到储层密度骨架值；基于密度骨架值，利用岩石体积物理模型，计算变骨架密度孔隙度；S6计算视砂岩中子孔隙度与变骨架密度孔隙度的差值；S7粘土矿物含量与孔隙度差值进行回归分析，得到粘土含量计算模型。

【技术特征摘要】
1.一种利用孔隙度差值计算粘土含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1岩心收集；
S2对岩心分别开展孔隙度和X衍射全岩分析，以确定岩心的孔隙度和粘土含量；
S3利用岩心孔隙度与中子、密度曲线的变化趋势对比进行岩心的深度归位；
S4利用中子曲线，计算视砂岩中子孔隙度；
S5利用密度曲线与岩心孔隙度进行线性回归，计算得到储层密度骨架值；基于密度骨架值，利用岩石体积物理模型，计算变骨架密度孔隙度；
S6计算视砂岩中子孔隙度与变骨架密度孔隙度的差值；
S7粘土矿物含量与孔隙度差值进行回归分析，得到粘土含量计算模型。
2.根据权利要求1所述的一种利用孔隙度差值计算粘土含量的方法，其特征在于：S4具体如下：视砂岩中子孔隙度计算公式：ΦCNL＝CNL+1.5，式中：ΦCNL为视砂岩中子孔隙度，％；CNL为以石灰岩刻度的中子测井值，％。将视灰岩中子测井值转变为视砂岩中子孔隙度值需加上砂岩中子骨架值1.5。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用视砂岩孔隙度差值计算粘土含量的方法，其特征在于：S5具体如下：利用密度曲线值与岩心孔隙度线性回归公式：DEN＝-0.017×Φ岩心+2.68；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，瞿建华，张磊，王振林，陈志强，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51