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X射线论文


X 射线元素分析在查干凹陷火成岩评价中的应用
宋 兵,刘小红,卢志强,张路 (中原石油勘探局地质录井处)

摘 要:查干凹陷火成岩地层是该凹陷的主要油气勘探层系之一,火成岩
的多期喷发以及平面上发育的不稳定性给现场岩性识别带来很大的困难, 为提高 火成岩段现场岩性识别的准确性,利用 X 射线元素录井对元素变化的敏感性,采 用元素交会法准确识

别火成岩与碎屑岩,并形成三曲线交会直观识别方法、计算 机定量识别方法等,识别方法简单、准确。

关键词: 关键词:火成岩 X 射线 岩性识别 界面确定 0 引言
查干凹陷中生界白垩系下统的苏红图组火成岩广泛分布,主要为基性喷出 岩, 苏红图组的苏二下段有两期火山喷发, 第一期分布广泛, 沉积厚度在 95-675m 之间。苏一段存在六期火山喷发,沉积范围和厚度变化很快。多期火山喷发、火 成岩纵横向发育的不稳定性, 再加上薄层的存在掉块的影响以及岩屑颗粒的细小 造成岩性识别的困难,X 射线录井技术可以在粉碎条件下从元素变化的角度识别 岩性的变化,为解决这一难题提供了新的技术手段。 X 射线元素分析是近几年发展起来的录井技术,它分析岩石中 12 种主要造 岩元素的相对百分含量,对于岩性识别效果较好,已应用到华北油田、新疆、延 长、江汉、冀东、胜利、普光等多个油气田。 射线元素录井火成岩识别方法研究 元素录井火成岩识别 1 X 射线元素录井火成岩识别方法研究 火成岩的主要矿物成分为辉石、角闪石和斜长石,辉石和角闪石等含铁矿物 的大量存在(其分子式⑵如下) ,使火成岩中 Fe 元素的相对含量明显增加,也造 成 K 元素含量的相对减少,另外,国内其它火山岩研究证明,火山岩中含有丰 富的 Ba 元素。 普通辉石: (Na,Ca)(Mg,Fe+2Al+3,Fe+3)〔 (Si,Al)2O6〕 普通角闪石:Ca Na(Mg,Fe)4(Al,Fe)(Si,Al)4O11〕 〔 〔OH〕2 本次从 M5、 M10、 M12、 等 4 口井取岩屑样品 180 包做 X 射线元素分析, L1 分析井段 280m,研究范围包括火成岩与碎屑岩岩性的识别,火成岩顶、底界面
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确定。 1.1 元素交会法 为准确确定地层岩性,薄片鉴定 45 个,应用 4 口井 171 包岩屑的 X 射线元 素数据制作火成岩与沉积岩 X 射线元素交会图,在 Fe-K 和 Ba-Fe 交会图上铁、 钾、钡元素含量对识别火成岩和碎屑岩效果明显,火成岩铁、钡含量都较高,铁 ,钡含量在 3.2%以上,沉积岩铁元素含量一般在 含量一般在 20%以上(21-26%) 20%以下(14-19%) ,钡含量在 4%以下,X 射线元素分析说明火成岩相对沉积岩 地层 K 含量较低,一般在 8%以下。 1.2 曲线交会法 利用 Ba-Fe 和 Fe-K 交会图上三参数与岩性间的关系,以 Ba 的分布区间为 基础,对其它两条曲线进行刻度,根据刻度后三条曲线的交会情况,对火成岩和 沉积岩进行直观识别,例如:Ba 含量分布区间为 2-5%,对应的 Fe 分布区间为 30%-0%(y1 = -10x1 + 50) 分布区间为 12.6%-0%(y 2= 0.42x 2) ,K 。按照固定区 间值火成岩段与沉积岩段三条曲线的分布特征为: 火成岩:三曲线明显分离,从左到右顺序依次是 Fe、K、Ba; 沉积岩:三曲线分离,从左到右顺序依次是 Ba、K、Fe; 如果沉积岩中含有岩浆岩砾石,或者胶结物中有大量的火山碎屑(例如:玄 武质泥岩) ,三曲线重叠或者比较靠近。 1.3 计算机定量自动化识别。为实现计算机对火成岩段岩性的自动解释,利 用 Ba-Fe 交会图的定量解释结果,对 Ba-Fe 解释图版程序化: 当 Fe-(50-10×Ba)≥0 为火成岩, Fe-(50-10×Ba)﹤0 为沉积岩。 该方法的回判符合率为 92.98%,解释失误点多存在于岩性界面处,计算机 自动解释后,根据以下岩性界面确定方法对岩性界面进行人工修正。 2 岩性界面的确定 对 L1 井等 4 口井 5 个火成岩井段混合岩屑样进行连续 X 射线元素分析, 从 分析结果说明, 射线元素分析定性和定量识别方法在火成岩段岩性识别上很有 X 效,并能准确确定火成岩地层的顶底界面。 2.1 火成岩顶界面的确定:L1 井苏一段和 M12 井苏二段 X 射线元素分析结 果说明火成岩的顶界面定在 K 元素相对含量的极大值点,与电性关系吻合较好,
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最大误差一般不超过 2m(向上) ,误差大小取决于岩屑样品分析周期(每 2m 取 样分析一次,最大误差不超过 2m) 。如 L1 井苏一段 2130-2180m 取样,取样段 1m 采集岩屑样品一包,X 射线确定火成岩顶面为 2161m,电性界面为 2162m,误 差 1m。M12 井在苏红图组苏二段火成岩地层 1250-1310m 进行 X 射线元素分析, 确定火成岩顶面深度 1260m,电测解释火成岩顶界面深度 1261.8m,误差 1.8m。 2.2 火成岩底界面的确定:底界面的分界点为 Fe 和 Ba 元素相对含量的极大 值点,X 射线元素分析火成岩底界为 2072.2m,电性界面为 2074.3m,向上误差 2.1m,岩屑样品的取样周期为 2m/1 包,误差值稍大,可能与岩屑没有归位有关 系。 2.3 碎屑岩夹层的识别: M10 井苏一段 2250-2300m 上部 2250-2262m 为安山 岩,中间有 6.5m 厚的泥岩夹层,依据上述火成岩顶底界面识别方法,泥岩夹层 的底界面定在 K 元素相对含量的极大值点, 顶界面在 Ba 元素相对含量的极大值 点,X 射线元素识别泥岩顶界 2260.2m,底界 2268m,电性泥岩顶界 2261.8m, 底界 2268m,顶界面误差 1.6m,底界面误差 0m。

参考文献: ⑴《岩石矿物学》 ,1985 年诸奇等,石油工业出版社; ⑵《岩浆岩及变质岩简明教程》 ,1991 年管守锐等,石油大学出版社; ⑶《岩石学》 ,2005 年武汉地质学院乐昌硕等,地质出版社;

第一作者简介: 第一作者简介 宋 兵,1975 年生,助理工程师,地质专业,一直从事一线录井工 作,现担任中原油田地质录井处一大队综合录井队长。联系电话:13839336825, 通讯地质:457001,邮箱:便于联系,河南省濮阳市地质录井处员工管理站。

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