[發明專利]利用巖屑元素含量評價巖石可鉆性的方法

有效

• 申請號: 201710333203.6
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107180302B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 李春山;李偉;劉瑞文
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 欒瑜

本發明提供了一種利用巖屑元素含量評價巖石可鉆性的方法，涉及地質勘探領域，成本低、操作簡便、實時性強，對鉆頭選型、鉆進參數優選、降低鉆井成本具有重要意義。該利用巖屑元素含量評價巖石可鉆性的方法，具體包括分析巖石的主要化學成分及含量，測量待測地區鉆井巖屑的化學元素組成和含量，篩選與巖性最相關的10?12種元素，繪制地層分層的元素含量與巖性剖面、利用測井資料獲得的巖石可鉆性級值的曲線變化圖；通過曲線變化圖，進一步在上述10?12種元素中篩選出與巖石可鉆性相關的7種元素，根據變化曲線圖的元素含量和可鉆性級值數據進行回歸分析，得出評價巖石可鉆性的計算模型。

技術領域

本發明涉及地質勘探領域，尤其涉及是地下資源鉆采工程領域，具體涉及一種利用巖屑元素含量評價巖石可鉆性的方法。

背景技術

隨著巖石礦物學、巖石力學以及鉆井技術的發展，提出了各種各樣巖石可鉆性的表示方法和鉆速方程來研究巖石可鉆性，歸結起來，獲取巖石可鉆性的方法主要有兩種方法：一是傳統的方法，假定研究的對象是均質的，采用實驗的方法進行測量；另一種方法是近年來迅速發展的數理統計方法確定地層巖石的可鉆性。

具體的，現有的巖石可鉆性的評價方法有以下幾種：(1)壓入硬度法，自50年代以來，我國的石油、地質、礦山等行業中廣泛使用史立涅爾的靜壓入硬度實驗法測試巖石的可鉆性級值；(2)微鉆頭鉆進法，在室內通過可鉆性測定儀來測定地層巖石的可鉆性，利用穿孔速度和牙輪磨損情況，壓痕試驗中確定的壓痕器指數，以及抗壓強度試驗結果，對地層巖石的可鉆性進行綜合評定；(3)鉆速方程反推法，采用通用鉆速方程反求巖石可鉆性的方法比室內巖心實驗求巖石可鉆性的方法更為科學和便利，可節省大量的人力、物力和財力。但是鉆速方程中的各項指數受到地質條件、水力參數、人員操作等因素的影響較大，在計算的過程中還可能引入誤差，它同測量儀器儀表和鉆井過程中的施工參數密切相關，所求取的可鉆性級值不能完全代表地下巖石的真實情況；(4)聲波時差計算法，根據彈性波理論，巖石的聲波時差與巖石的彈性模量、泊松比、巖石的密度等參數有關，巖石聲波時差的大小反映了巖石的強度、彈性及硬度，而地層巖石的可鉆性又與巖石的強度、彈性及硬度等參數密切相關，利用巖屑聲波時差法確定地層巖石的可鉆性應用較廣；(5)巖屑硬度法，是近幾年來提出的一種新方法，通過利用巖屑硬度法測定地層力學參數的研究，來確定地層的力學性質，進而指導鉆井現場的鉆頭選型。

以上幾種預測巖石可鉆性的方法，雖然在實際應用中發揮了一定的作用，但上述方法還有一些不足之處，主要是有些方法需要巖心樣品，而有些方法其數據滯后，數據處理復雜，成本較高且不能實時評價巖石可鉆性，因此，現有的巖石可鉆性評價方法中亟需實時評價巖石可鉆性的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用巖屑元素含量評價巖石可鉆性的方法，成本低、操作簡便、實時性強，對鉆頭選型、鉆進參數優選、降低鉆井成本具有重要意義。

本發明的利用巖屑元素含量評價巖石可鉆性的方法，具體包括以下步驟：

(1)分析火成巖、沉積巖和變質巖的礦物類別，分析上述礦物類別中的化學元素種類以及含量，得出不同巖石的主要化學元素成分及含量；

(2)測量待測地區鉆井巖屑的化學元素組成和含量，篩選與巖性最相關的10-12種元素，繪制地層分層的元素含量與巖性剖面、利用測井資料獲得的巖石可鉆性級值的曲線變化圖；

(3)通過上述曲線變化圖，進一步在上述10-12種元素中篩選出與巖石可鉆性相關的7種元素，根據變化曲線圖的元素含量和可鉆性級值數據進行回歸分析，得出評價巖石可鉆性的計算模型；

(4)利用上述計算模型計算巖石可鉆性級值，通過上述巖石可鉆性級值評價待測地區的巖石可鉆性。

進一步的，步驟(2)中測量待測地區鉆井巖屑的化學元素組成和含量是通過巖屑分析儀器測量。

進一步的，所述評價巖石可鉆性的計算模型如下：