一种碳酸盐岩中膏盐岩的岩性识别方法与流程

本发明涉及一种碳酸盐岩中膏盐岩的岩性识别方法，属于油气藏勘探开发。

背景技术：

1、碳酸盐岩主要有方解石(caco3)和白云石(camg(co3)2)两种碳酸盐矿物组成，以方解石为主的碳酸盐岩称为石灰岩，以白云石为主的碳酸盐岩称为白云石。在碳酸盐岩中，除上述碳酸盐岩矿物外，还常有一些非碳酸盐的自生矿物，即在沉积环境中生成的非碳酸盐岩矿物，如硬石膏(caso4)、石膏(caso4·2h2o)等。

2、膏盐岩是蒸发岩中的一种主要岩石类型，通常具有很好的封盖能力，属于非常优秀的盖层。分析膏盐岩的分布范围和厚度分布，可以确定膏盐岩盖层的发育情况。膏盐岩包括膏岩和盐岩，两者常共生。膏岩的主要造岩矿物为硬石膏(caso4)，纯净的硬石膏透明、无色或白色，因含杂质而呈灰色，有时又因含有不同矿物而微带红色或蓝色。其主要化学成分是caso4。硬石膏是天然产出的硫酸盐矿物，广泛分布于蒸发作用所形成的盐湖沉积物中。它们有各种颜色，如白灰、淡黄、淡绿、红黑和淡蓝，常以层状、透镜状产出。膏盐岩发育在水体变浅环境，指示蒸发相沉积环境。

3、x射线荧光元素录井技术基本原理为：当高能x射线轰击样品时，原子核外电子释放出来，并出现电子空位，这时处于高能态的电子会跃迁到低能态来填补电子空位，并释放出特征x射线(x射线荧光)。用x射线照射岩屑样品时，岩屑可以被激发出各种波长的特征x射线(x射线荧光)，需要把混合的x射线按波长(或能量)分开，分别测量不同波长(或能量)的x射线的强度，以进行定量分析。目前，元素录井在石油勘探开发中的应用主要是对所钻岩屑进行分析，得到岩石中na、mg、al、si、p、s、cl、k、ca、ti、ba、mn、fe、v、ni、sr、zr、cr这18种主要造岩元素的质量百分比数据。

4、目前针对碳酸盐岩类中膏盐岩的识别方法，主要是基于现场岩屑观察，或者显微镜下的薄片鉴定。x射线荧光元素录井技术目前在碳酸盐岩的识别方面，主要是针对石灰岩和白云岩进行判别区分，没有涉及到膏盐岩的识别。例如，授权公告号为cn104612675b的中国专利文件公开了一种碳酸盐岩地层随钻岩性快速识别方法，是用x射线荧光元素录井技术分析并统计其中ca元素脉冲含量和mg元素脉冲含量，对石灰岩和白云岩进行判断，但是该方法是脉冲含量进行计算，计算过程繁琐，在现场应用难度大，且该发明未涉及到膏盐岩的岩性识别。公开号为cn105888657a的中国专利申请文件公开了利用元素录井进行沉积岩的岩性识别方法，并具体公开了根据元素录井测量数据作为参数，通过分析各种岩性的化学成分和成岩原理建立一套岩性识别模型，解决了元素录井的岩性随钻判别的问题，虽然这种方式适合碳酸盐岩，但是该发明对碳酸盐岩没有细分，对膏岩没有进行详细分类，导致含膏岩屑识别准确率较低，不够精细。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种碳酸盐岩中膏盐岩的岩性识别方法，可以解决目前识别碳酸盐岩中膏岩时精细度较低的问题。

2、为了实现上述目的，本发明的碳酸盐岩中膏盐岩的岩性识别方法所采用的技术方案为：

3、一种碳酸盐岩中膏盐岩的岩性识别方法，包括以下步骤：

4、(1)根据碳酸盐岩中各元素的质量分数以及碳酸盐岩中的矿物类型，计算碳酸盐岩中各类型矿物的质量分数；所述矿物类型主要包括石盐、粘土矿物、白云石、黄铁矿、硬石膏和方解石；如果某类型矿物的质量分数小于0，则将该类型矿物的质量分数调整为0；

5、(2)将各类型矿物的质量分数进行归一化处理，得到各类型矿物在碳酸盐岩中的相对质量分数；

6、(3)根据各类型矿物在碳酸盐岩中的相对质量分数，确定碳酸盐岩中膏盐岩的岩性。

7、本发明的碳酸盐岩中膏盐岩的岩性识别方法，通过碳酸盐岩中各元素的质量分数以及碳酸盐岩中的矿物类型，计算碳酸盐岩中各类型矿物的质量分数，然后进行归一化处理，得到各类型矿物在碳酸盐岩中的相对质量分数，最后根据各类型矿物在碳酸盐岩中的相对质量分数来确定碳酸盐岩中膏盐岩的岩性。本发明的碳酸盐岩中膏盐岩的岩性识别方法，可用于随钻录井或者岩屑复查的快速识别，提供定量方法，提高含膏岩屑识别的准确率，还可用于不同区块、油气田碳酸盐岩地层的精准划分与对比，以及沉积相的精准分析，助力油气藏勘探开发取得更好的地质成果。

8、优选地，所述碳酸盐岩中石盐、粘土矿物、白云石、黄铁矿、硬石膏和方解石的质量分数之和不小于90％。

9、优选地，所述矿物类型还包括除了石盐、粘土矿物、白云石、黄铁矿、硬石膏和方解石之外的其他矿物。

10、可以理解的是，所述碳酸盐岩中其他矿物的质量分数低于10％。

11、优选地，所述元素的类型主要包括na、mg、al、si、p、s、cl、k、ca、ti、ba、mn、fe、v、ni、sr、zr、cr。

12、优选地，基于碳酸盐岩中各元素的质量分数，根据元素守恒的原理，计算确定各类型矿物的质量分数。

13、计算各类型矿物的质量分数时，为了方便计算，可以根据各类型矿物的主要化学物质的化学式确定各矿物质量分数的计算顺序，即石盐、粘土矿物、白云石、黄铁矿、硬石膏、方解石、其他矿物。本发明中，石盐的主要组成化学物质为nacl，白云石的主要组成化学物质为camg(co3)2，黄铁矿的主要组成化学物质为fes2，硬石膏的主要组成化学物质为caso4、方解石的主要组成化学物质为caco3，而粘土矿物种类复杂，是组成粘土岩和土壤的主要矿物，粘土矿物是主要含铝、镁等的含水硅酸盐矿物，主要包括高岭石族、伊利石族、蒙脱石族、蛭石族以及海泡石族等矿物，由于粘土矿物在不同区块分布不同，需要先确定粘土矿物类型。当粘土矿物为常见的白云母时，其主要组成化学物质为k2o·3a12o3·6sio2·2h2o。

14、计算各矿物的质量分数时，假设元素na、mg、al、si、p、s、cl、k、ca、ti、ba、mn、fe、v、ni、sr、zr、cr在碳酸盐岩中的质量分数分别依次为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9、x10、x11、x12、x13、x14、x15、x16、x17、x18，石盐中cl元素的质量分数为k1，粘土矿物中al元素的质量分数为k2，粘土矿物中mg元素的质量分数为k3，白云石中mg元素的质量分数为k4，粘土矿物中fe元素的质量分数为k5，黄铁矿中fe元素的质量分数为k6，黄铁矿中s元素的质量分数为k7，硬石膏中s元素的质量分数为k8，粘土矿物中ca元素的质量分数为k9，白云石中ca元素的质量分数为k10，硬石膏中ca元素的质量分数为k11，方解石中ca元素的质量分数为k12，则石盐的质量分数y1＝x7/k1，粘土矿物的质量分数y2＝x3/k2，白云石的质量分数y3＝(x2-y2×k3)/k4，黄铁矿的质量分数y4＝(x5-y2×k5)/k6，硬石膏的质量分数y5＝(x6-y4×k7)/k8，方解石的质量分数y6＝(x9-y2×k9-y3×k10-y5×k11)/k12，其他矿物的质量分数y7＝1-y1-y2-y3-y4-y5-y6。

15、优选地，所述碳酸盐岩中各元素的质量分数由碳酸盐岩的元素录井数据得到。

16、优选地，某一类型矿物在碳酸盐岩中的相对质量分数等于该类型矿物在碳酸盐岩中的质量分数占所有类型矿物在碳酸盐岩中的质量分数之和的百分比。例如，石盐、粘土矿物、白云石、黄铁矿、硬石膏、方解石和其他矿物在碳酸盐岩中的质量分数分别依次为y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7，则石盐、粘土矿物、白云石、黄铁矿、硬石膏、方解石和其他矿物在碳酸盐岩中的相对质量分数分别依次为y1/y总、y2/y总、y3/y总、y4/y总、y5/y总、y6/y总、y7/y总，y总＝y1+y2+y3+y4+y5+y6+y7。

17、优选地，当硬石膏的相对质量分数＞80％，且方解石的相对质量分数<10％，白云石的相对质量分数<10％，岩性为膏岩；

18、当硬石膏的相对质量分数为75％～90％，白云石的相对质量分数为10％～25％，且白云岩的相对质量分数大于方解石的相对质量分数，白云岩的相对质量分数大于粘土矿物的相对质量分数，岩性为含云膏岩；

19、当硬石膏的相对质量分数为75％～90％，粘土矿物的相对质量分数为10％～25％，且粘土矿物的相对质量分数大于方解石的相对质量分数，粘土矿物的相对质量分数大于白云石的相对质量分数，岩性为含泥膏岩；

20、当硬石膏的相对质量分数为50～75％，白云石的相对质量分数为25％～50％，岩性为云质膏岩；

21、当硬石膏的相对质量分数为50～75％，粘土矿物的相对质量分数为25％～50％，岩性为泥质膏岩；

22、当方解石、白云石、粘土矿物、硬石膏和石盐的相对质量分数均小于50％，且硬石膏的相对质量分数最大，白云石的相对质量分数次之时，岩性为云膏岩。

23、当识别结果显示岩性为膏岩时，说明碳酸盐岩中膏盐岩的沉积环境为强烈蒸发环境；当识别结果显示岩性为含云膏岩、含泥膏岩时，说明碳酸盐岩中膏盐岩的沉积环境为中等强度的蒸发环境；当识别结果显示岩性为云质膏岩、泥质膏岩时，说明碳酸盐岩中膏盐岩的沉积环境为较弱蒸发环境；当识别结果显示岩性为云膏岩时，说明碳酸盐岩中膏盐岩的沉积环境为弱蒸发环境。