[發(fā)明專利]一種識別頁巖地層礦物質量含量的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410318930.1
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN105221142A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設計）人: 廖東良;張衛(wèi);王衛(wèi);倪衛(wèi)寧;朱祖陽;鄭奕挺
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權代理有限公司 11372
• 代理人: 朱繪;張文娟

本發(fā)明公開了一種識別頁巖地層礦物質量含量的方法，包括以下步驟：基于ECS元素測井獲取頁巖地層中元素的相對含量，并得到頁巖地層中元素的質量絕對含量；構造頁巖地層的礦物模型響應方程，確定礦物模型響應方程的誤差和測量誤差；基于由氧閉合模型得到頁巖地層中元素的質量絕對含量、礦物模型響應方程、響應方程的誤差和測量誤差建立測井解釋的目標函數(shù)；對所述目標函數(shù)進行優(yōu)化處理以求取使所述目標函數(shù)取得最小值的所對應的最優(yōu)礦物質量含量參數(shù)，并繪制最優(yōu)礦物質量含量參數(shù)對應的礦物模型響應正演結果曲線；檢驗所述礦物模型響應正演結果曲線是否與實際元素的質量絕對含量匹配，將匹配的正演結果曲線對應的礦物質量含量參數(shù)作為確定結果。

技術領域

本發(fā)明涉及石油勘探開發(fā)技術領域，具體地說，涉及一種頁巖地層勘探開發(fā)過程中地層礦物質量含量的識別方法。

背景技術

頁巖地層礦物類型多樣、含量復雜，現(xiàn)有技術中有多種方法來確定頁巖地層礦物質量含量。

Harvey(1992年)利用人造巖石通過X熒光分析，得到氧化物的含量與礦物含量之間的轉換關系；Herron(1996年)利用礦物實驗建立頁巖元素與礦物之間的轉換關系，這個轉換關系是地層元素到礦物轉化的基礎；Fang(1996年)用遺傳算法計算測井得到的元素到礦物的轉換；Quirein等(2010年)用優(yōu)化方法直接建立了頁巖地層元素到礦物含量的計算；高楚橋(1999年)用線性規(guī)劃算法對元素測井進行反演，得出沉積巖地層礦物含量；程華國等(2004年)利用ECS資料及氧化物閉合模型和綜合處理解釋結果，確定地層礦物含量；韓琳、潘保芝(2009年)用TAS圖版實現(xiàn)元素到火成巖巖性的解釋；雍世和(1995年)應用優(yōu)化算法實現(xiàn)了用常規(guī)測井資料計算地層礦物含量。

這些求取礦物質量含量解釋方法歸結為兩種：一種是以斯倫貝謝公司為代表的經(jīng)驗解釋方法，另一種是以哈里伯頓公司為代表的優(yōu)化解釋方法。斯倫貝謝公司解釋方法是由經(jīng)驗關系式求取頁巖地層元素相對含量和礦物質量含量；哈里伯頓公司解釋方法是直接由地層元素含量利用優(yōu)化方法反演得到地層礦物質量含量。

斯倫貝謝公司為代表的解釋方法依賴大量的地區(qū)實驗數(shù)據(jù)，對應一些新地層，可能需要重新建立模型，而且建立的模型沒有公開，適用性需要進一步驗證；哈里伯頓公司為代表的解釋方法適應性較強，但反演礦物的誤差大。

要準確確定頁巖地層礦物質量含量，通常用頁巖巖心實驗方法來確定，或者通過多礦物解釋模型來確定。實驗方法巖心數(shù)量有限、實驗結果獲得不夠及時，并且多礦物解釋模型結果往往與實際礦物類型不符、礦物含量計算結果誤差較大。現(xiàn)有技術中還可以直接用元素測井結合其它測井資料評價頁巖地層的體積含量。由于元素測量結果是質量含量，而測井資料結果通常是在體積模型下得出的結果，因此解釋過程中會出現(xiàn)一定的誤差。

基于上述情況，需要一種能夠快速準確識別頁巖地層礦物質量含量的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術問題，本發(fā)明提供一種識別頁巖地層礦物質量含量的方法，包括以下步驟：

基于ECS元素測井獲取頁巖地層中元素的相對含量，并根據(jù)氧閉合模型得到頁巖地層中元素的質量絕對含量；

構造頁巖地層在不同礦物質量含量參數(shù)條件下的礦物模型響應方程，確定礦物模型響應方程的誤差和測量誤差；

基于由氧閉合模型得到頁巖地層中元素的質量絕對含量、礦物模型響應方程、響應方程的誤差和測量誤差建立測井解釋的目標函數(shù)；

對所述目標函數(shù)進行優(yōu)化處理以求取使所述目標函數(shù)取得最小值的所對應的最優(yōu)礦物質量含量參數(shù)，并繪制最優(yōu)礦物質量含量參數(shù)對應的礦物模型響應正演結果曲線；

檢驗所述礦物模型響應正演結果曲線是否與實際元素的質量絕對含量匹配，將匹配的正演結果曲線對應的礦物質量含量參數(shù)作為確定結果。