元素测井资料解释及应用.pdf

8 4 石油仪器P E T R o L E U MI N S T R U M E N I S2 0 1 4 年2 月方法研究元素测井资料解释及应用彭智李国玉(中海油田服务股份有限公司北京)摘要：E C S 元素测井是当前具有代表性的地球化学元素测井技术。文章在介绍E C S 仪器刻度、解谱处理、元素干重及岩性分析等资料处理的基础上，分析了元素测井资料在识别岩性、分析沉积环境、定位套管鞋位置等方面的实际应用。关键词：元素测井；岩性分析；测井解释中图法分类号：P 6 3 1 8+1文献标识码：B文章编号：1 0 0 4-9 1 3 4(2 0 1 4)0 1-0 0 8 4 0 30 引言随着国内页岩气的勘探开发，作为页岩气常规测井项目的地层元素测井越来越受到重视，目前国内已有元素测井仪不断问世，但元素测井资料处理及解释相对比较滞后，处理软件仍以国外软件为主。本文使用斯伦贝谢G e o f r a m e 处理平台，对E C S 元素测井资料进行处理及分析。1E C S 仪器刻度对仪器进行刻度，求取刻度因子(或叫偏移因子)。偏移因子指示全能峰与单逃逸峰之间相对位置的偏移量。不同的仪器，对全能峰与单逃逸峰之间相对位置的能谱响应是不同的，刻度的目的就是确定每支元素仪器对于铁的全能峰与单逃逸峰之间的实际距离。偏移因子主要用于在解谱处理前对元素标准谱进行修正。E C S 刻度有两种方式【1J：(1)主刻度，在S F T-1 7 8 水池里进行。如果测井时没有套管段测井资料，处理过程中一般使用主刻度刻度因子。(2)在套管井段进行测井，用E C S 刻度模块进行处理，得到刻度因子。但前提是必须在套管井段采集累积时间不少于4r a i n 5m i n。处理的A 井，有套管段测井资料，在套管内累积记录时间约4 5 0S，用E C S 刻度模块进行处理。将套管中的累积谱与参考谱进行比较，采用迭代最小化方法求取偏移因子。图l、图2 分别是没使用偏移因子和使用偏移因子的1 7 0 道至2 0 0 道能谱对比图。图中，横坐标为能量道址，纵坐标为归一化的伽玛射线计数率，1 8 9 道附近的峰是铁的全能峰，1 7 8 道附近的峰是铁的单逃逸峰。通过对比可以看出，使用偏移因子后(图2)两个谱的重合性更好。1 0 0 _ L1 7 0S p e c t r u m(G a i na n d O f f s e t A D p l i e d W i t h o u t S h i f t)F i t t e d S p e c m 埘W i t h o u tS h i f t。1 7 51 8 01 8 51 9 01 9 52 0 0道址图1 无偏移因子能谱图图2 有偏移因子能谱图用卡方统计法求取偏移因子，如图3 所示，横坐标为偏移因子，纵坐标为卡方值(K 2)。卡方值越大，表示两者差异越大；卡方值越小，表示两者差异越小，越接近。所以K 2 最小值对应的横坐标就是所求取的偏移因子的值，图3 中求取的偏移因子为0 6 3 5。第一作者简介：彭智，女，1 9 7 8 年生，2 0 0 0 年毕业于石油大学(华东)地球探测与信息技术专业，现在中海油服油田技术研究院从事测井方法研究工作。邮编：0 6 5 2 0 1一一L r姗万方数据2 0 1 4 年第2 8 卷第l 期彭智等：元素测井资料解释及应用8 5 10 80 6毡O 4O 201-0 500 511 52偏移因子图3 偏移因子2 解谱处理测井得到的俘获伽马能谱是由多种核素生成的混合谱，解谱就是从混合谱中将每种核素的贡献分离出来 2 。解谱处理原理就是将现场测量谱与标准谱相匹配，确定标准谱的最佳线性组合，采用最小二乘逆矩阵法，经过数学处理即可得到元素的相对产额。图4 是某深度点地层俘获伽马能谱图，谱线比较稳定，特征元素峰明显，氢峰在第5 5 道址附近。通过解谱处理，可以得到S i、C a、F e、S、T i、G d 等元素相对产额。02 0 4 0 6 0 8 01 0 0 1 2 01 4 0 1 6 0 18 02 0 02 2 02 4 01 0 0 0 01 0 0 01 0 01 0102 0 4 0 6 0 8 01 0 01 2 01 4 0 1 6 01 8 0 2 0 02 2 02 4 0图4 地层伽马能谱图3 元素干重及岩性分析1 0 0 0 01 0 0 01 0 01 0l元素产额通过氧化物闭合模型算出元素干重，再基于岩心矿物及矿物化学数据库，将元素干重转换成干重矿物组分，从而分析地层岩性。一般选取S i 作为石英矿物的指示元素，C a 作为灰岩的指示元素，M g 和C a 作为白云岩的指示元素。对于复杂的矿物，则可以选取2 3 种元素作为指示元素，如钾长石可以选取S i、A 1 和K 作为指示元素。对于套管段的处理应该注意，高含量的铁是套管的贡献，所以不能作为菱铁矿来处理，而是要考虑套管补偿，才能求出正确的岩性剖面。4 实际应用(1)识别岩性E C S 测井能确定矿物类型及含量，识别地层岩性。图5 是岩性处理成果图，第1 道是分析的岩性剖面，第2 道是深度和G R 曲线，第3 至第9 道分别是铝、硅、钙、铁(亚铁)、硫、钛、钆的元素干重，第1 0 道是质量控制道。从图中可以看出，硅元素占主导，指示砂泥岩剖面，铝、硅及钙的含量分别与粘土含量、砂岩含量及灰质成分吻合性较好。lC l a yl0-F-MIC a r b o n a t eir 葡i 1D x F ElS i d e n t elD X F Eq m X：R H G EM D圆D W S l l)w I D W T EI o w s u Ip w nlp w o D l5i g +c m J31：2 4 0 f lS I G E0 R G 啄D W A LD W S Il D W C AD W F ED W S UD、I闵览h 攀8 5 些M I j，i i5矿r 盼攀1I蘩 _。O0瑚攀 一攀：。r 孓7 g A P r)：暖_够：强?蘸二：i一j pl：1；鬟=Il o。l|1 澄1=0 5 0 0麓专长、j巨iF翥卜。r：?。瓢1；!”_I_ II I图5 岩性处理成果图A而图6，C a 元素含量明显较高，指示碳酸盐岩，铝、硅、钙及硫的含量可以分析粘土、碳酸盐岩及石膏的相对含量。_ C l a yIQ F Ml 兰竺!堡iD X F EIA n h y G y plD X F EI b f l b 铲R H G ED W A L jD W S IF w c A|D W F ED W S U|D W r l ID W G D t5l“c m】3D 虬D W S II D W C AD W F ED W S UD、”ID W q 丝i of c u l0。潇_b 棚b 酽H 1 b。l 础5I 畦协舻吒盈F瓣I p p t a)册瀣_ 之黪j(l净蔓弓蔓j j。-_：乏kl 卜I：1 0 4 0 0Il 一万方数据8 6 石油仪器P E T R o L E U MI N S T R U M E N I S2 0 14 年2 月(3)定位套管鞋位置图7 是套管鞋段元素相对产额图。从图7 可以看出，套管段F e 元素含量明显较多，能清楚地标识套管鞋位置。5 结论錾匦兰獯F 谲ilF V 2 W一l C0()5E S U 下C SI C0()5F。m可7E C S TT E N SC S lC S AC F E ll c s u LC T Il C G D Il c c mC H Y一2 0(d e g F)1 3 0B SC S IC S Ac F EC S l 且c 1 1C G DC C H LC H Yi n)胃一_噌柏)fp(05O，lo，母5o(p5o(P5)fl l1一_ 十 4-斗+q +_ 一；一抖6 0 0：差I蘸蒸鬻秦匿垂l；鼙攮i二I萎蓑舞莲；：三S 搓王l i；：三i 三三三 苎妻：；i i；丢；!；：习垂l二j嚣拜：i6 5 0瓣黧瓣霎辜鞋鞋群I瓣蘸蒸=i 三；三三 三三：通过本文研究及对实际测井资料的处理，可以得出以下结论：(1)元素测井仪器刻度是元素测井资料处理的基础和前提，只有仪器刻度准确，后续的解谱处理和岩性分析才具有意义。(2)元素测井能直接分析岩石矿物成分及含量，准确识别岩性，划分地层岩性剖面。(3)元素测井直接测量地层元素，因此在研究沉积环境和沉积相方面具有独特的优势。参考文献 1】S c h l u m b e r g e r E C S P r o c e s s i n g U s e r s G u i d e 2 0 0 6(资料)【2 黄隆基核测井原理东营：中国石油大学出版社，2 0 0 8(收稿日期：2 0 1 3 1 0 2 4 编辑：姜婷j图7 元素测并定位套管鞋祭搴零鹕恭祭零零秘秘a 孓葶迎祭祭零苔蛆孓努她薄努弛孓葶遍皋牙她薄芬墟薄葶迎器葶迎潞努弛黔芬弛孓芬挑芦笞迎器芬弛孓雾迎薄岔迎潞牙弛芦(上接第8 3 页)4 V a i l，W B，M o m i i，S T，a n dD e w a n，J T，T h r o u g h 2】S i n g e rB S，F a n i n iO，S t r a c kK-M，e t，a 1 T h r o u g h C a s i n gc a s i n gr e s i s t i v i t ym e a s u r e m e n t sa n dt h e i ri n t e r p r e t a t i o nf o rh y R e s i s t i v i t y：2-Da n d3-DD i s t o r t i o n sa n dC o r r e c t i o nT e c h n i d r o c a r b o ns a t u r a t i o n s，S P E 一3 0 5 8 2，i nA n n u a lt e c h n i c a lc o n q u e s T r a n s a c t i o n so f t h eS P W L A3 6 t hA n n u a lL o g g i n gS y m f e r e n c ea n de x h i b i t i o np r o c e e d i n g s，V o m e g a，F o r m a t i o np o s i u m 19 9 5e v a l u a t i o na n dr e s e r v o i rg e o l o g y：S o c i e t yo fP e t r o l e u mE n g i 一 3】V a i lw B M e t h o d sa n dA p p a r a t u sf o rM e a s u r e m e n to fE l e c-n e e r s，19 9 5t r o n i cP r o p e r t i e so fG e o l o g i c a lF o r m a t i o nt h r o u g hB o r e h o l eC a s i n g P a t e n t N o 4 8 8 2 5 4 2 N o v e m b e r2 1，U S，1 9 8 9(收稿日期：2 0 1 3 1 0 _ 3 1 编辑：姜婷)广告索引石油仪器(封面)万瑞(北京)科技有限公司(封二)天擎科技牡丹江天擎科技有限公司(插1)北京紫贝龙科技股份有限公司(插2、3)瑞致西安永兴科技发展有限公司(插4、5)鹏联科技(插6、7)A X P 测井软件北京华脉世纪石油科技有限公司(插8)北京华德广研密封件有限公司(插9)西安力高电子科技有限公司(插1 0)保定宏声声学电子器材有限公司(插1 1)中国电子科技集团公司第二十二研究所(插1 2，封三)西安世强电子科技有限公司(封四)万方数据元素测井资料解释及应用元素测井资料解释及应用作者：彭智，李国玉作者单位：中海油田服务股份有限公司 北京刊名：石油仪器英文刊名：Petroleum Instruments年，卷(期)：2014,28(1)本文链接：