[发明专利]一种识别页岩地层矿物质量含量的方法

说明书

本发明公开了一种识别页岩地层矿物质量含量的方法，包括以下步骤：基于ECS元素测井获取页岩地层中元素的相对含量，并得到页岩地层中元素的质量绝对含量；构造页岩地层的矿物模型响应方程，确定矿物模型响应方程的误差和测量误差；基于由氧闭合模型得到页岩地层中元素的质量绝对含量、矿物模型响应方程、响应方程的误差和测量误差建立测井解释的目标函数；对所述目标函数进行优化处理以求取使所述目标函数取得最小值的所对应的最优矿物质量含量参数，并绘制最优矿物质量含量参数对应的矿物模型响应正演结果曲线；检验所述矿物模型响应正演结果曲线是否与实际元素的质量绝对含量匹配，将匹配的正演结果曲线对应的矿物质量含量参数作为确定结果。

技术领域

本发明涉及石油勘探开发技术领域，具体地说，涉及一种页岩地层勘探开发过程中地层矿物质量含量的识别方法。

背景技术

页岩地层矿物类型多样、含量复杂，现有技术中有多种方法来确定页岩地层矿物质量含量。

Harvey(1992年)利用人造岩石通过X荧光分析，得到氧化物的含量与矿物含量之间的转换关系；Herron(1996年)利用矿物实验建立页岩元素与矿物之间的转换关系，这个转换关系是地层元素到矿物转化的基础；Fang(1996年)用遗传算法计算测井得到的元素到矿物的转换；Quirein等(2010年)用优化方法直接建立了页岩地层元素到矿物含量的计算；高楚桥(1999年)用线性规划算法对元素测井进行反演，得出沉积岩地层矿物含量；程华国等(2004年)利用ECS资料及氧化物闭合模型和综合处理解释结果，确定地层矿物含量；韩琳、潘保芝(2009年)用TAS图版实现元素到火成岩岩性的解释；雍世和(1995年)应用优化算法实现了用常规测井资料计算地层矿物含量。

这些求取矿物质量含量解释方法归结为两种：一种是以斯伦贝谢公司为代表的经验解释方法，另一种是以哈里伯顿公司为代表的优化解释方法。斯伦贝谢公司解释方法是由经验关系式求取页岩地层元素相对含量和矿物质量含量；哈里伯顿公司解释方法是直接由地层元素含量利用优化方法反演得到地层矿物质量含量。

斯伦贝谢公司为代表的解释方法依赖大量的地区实验数据，对应一些新地层，可能需要重新建立模型，而且建立的模型没有公开，适用性需要进一步验证；哈里伯顿公司为代表的解释方法适应性较强，但反演矿物的误差大。

要准确确定页岩地层矿物质量含量，通常用页岩岩心实验方法来确定，或者通过多矿物解释模型来确定。实验方法岩心数量有限、实验结果获得不够及时，并且多矿物解释模型结果往往与实际矿物类型不符、矿物含量计算结果误差较大。现有技术中还可以直接用元素测井结合其它测井资料评价页岩地层的体积含量。由于元素测量结果是质量含量，而测井资料结果通常是在体积模型下得出的结果，因此解释过程中会出现一定的误差。

基于上述情况，需要一种能够快速准确识别页岩地层矿物质量含量的方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种识别页岩地层矿物质量含量的方法，包括以下步骤：

基于ECS元素测井获取页岩地层中元素的相对含量，并根据氧闭合模型得到页岩地层中元素的质量绝对含量；

构造页岩地层在不同矿物质量含量参数条件下的矿物模型响应方程，确定矿物模型响应方程的误差和测量误差；

基于由氧闭合模型得到页岩地层中元素的质量绝对含量、矿物模型响应方程、响应方程的误差和测量误差建立测井解释的目标函数；

对所述目标函数进行优化处理以求取使所述目标函数取得最小值的所对应的最优矿物质量含量参数，并绘制最优矿物质量含量参数对应的矿物模型响应正演结果曲线；

检验所述矿物模型响应正演结果曲线是否与实际元素的质量绝对含量匹配，将匹配的正演结果曲线对应的矿物质量含量参数作为确定结果。