ECS资料在塔里木盆地典型地层中应用.doc

ECS资料在塔里木盆地典型地层中应用
§1确定地层中矿物类型及含量 2
§2连续准确获取地层物性参数 2
§3 ECS测井在沉积相方面的应用 3
§4 ECS在塔河油田奥陶系碳酸盐岩地层的应用 11
§5 ECS应用于改进岩性优化剖面 12
§6 结论与讨论 23
§1确定地层中矿物类型及含量
ECS确定矿物含量的基础是元素含量可以转化为岩石矿物的含量。应用ECS测量到的元素含量,经过分析,选择适当的数学模型就可判断岩石中的矿物类型。. Herron提出的元素含量与矿物含量之间的定量关系,是经过大量岩心的中子活化分析及X衍射分析后提出的。Herron 采用数理统计中的因子分析法得出元素含量与矿物的转换关系为
(1)
式中 Ei 为第i 种元素的含量;Mj 为第j 种矿物的含量;元素转换系数Cij是第j 种矿物中第i 种元素的含量。
Herron 等(1990)在以前研究的基础上,给出了九种矿物的元素转换系数C(表1)。从表中可看出,每种矿物只与一种元素的转换系数较大。求解该方程,就可以得到各种矿物的含量。
表1 转换系数表
矿物
Al
Si
Fe
K
Ti
S
Ca
XS Fe
w(H2O)min/%
长石
10
30
0
10
0
0
1
0
0
石英
0

0
0
0
0
0
0
0
方解石
0
0
0
0
0
0
40
0
0
高岭石
19
22

0

0
0
0
14
伊利石
12
24
8
4

0
0
0
8
蒙脱石


1


0

0
32
黄铁矿
0
0
47
0
0
53
0
0
0
金红石
0
0
0
0
60
0
0
0
0
菱铁矿
0
0
0
0
0
0
0
48
0
注:表中的XS Fe表示剩余铁,W(H2O)min表示矿物中的水百分含量
§2连续准确获取地层物性参数

地层中各种纯净矿物的密度是已知的。由ECS确定了矿物的类型和含量后,就可根据不同矿物的密度来计算岩石矿物骨架密度[38]。公式为
(2)
式中为第i种矿物密度;为第i种矿物含量。值随矿物成分及含量的不同而变化,这样用常规测井方法计算出的孔隙度值就更加准确。

地层的渗透率基本上取决于颗粒大小,分选性和孔隙度。利用ECS计算的矿物类型和含量,能很好的估算地层的渗透率。它不仅考虑了粘土含量,而且还可以确定粘土类型,因为在相同含量条件下,不同类型的粘土,对渗透率的影响是不同的。据研究,蒙脱石引起渗透率减小最大,伊利石次之,高岭石最大。公式如下
(3)
式中为第i种矿物含量;Af为给定层段最高长石含量的函数,它反映沉积岩的成分和结构成熟度;Φ为孔隙度,由矿物百分含量推导的地层岩石骨架密度和测定的体积密度确定。Bi为与矿物有关的常量,一般情况下,对石英、长石是正值,对方解石及碳酸盐岩胶结物质则是负值,对粘土矿物是负值。,。

地层的CEC不断受到粘土类型的影响,同时也受到粘土体积的影响,粘土类型影响远大于粘土体积的影响。不同粘土矿物具有不同的CEC值,常见矿物CEC值列在表2中。研究表明,粘土矿物的CEC值近似为多种矿物含量的线形叠加,表示为
CEC=ΣMi (CEC)i (4)
式中Mi表示地层中第i种矿物含量,(CEC)i表示第i种矿物阳离子交换量。
表2 常见矿物阳离子交换量
矿物类型
阳离子交换量CEC(毫克当量/100g)
高龄石
5
绿泥石
20
伊利石
50
蒙脱石
100
§3 ECS测井在沉积相方面的应用
沉积相是指在一定的沉积环境下形成的岩石组合。这里所指的沉积环境包括:自然地理环境、气候条件、构造条件、沉积介质的物理条件及介质的地球化学条件等。通过研究岩性、沉积构造序列及其它相标志,将复杂地层序列简化为能够反映沉积物沉积规律的简单形式,即沉积相模式,对于沉积环境分析和古地理恢复均有十分重要的意义。通常建立沉积相模式的方法对地层剖面中的各种沉积相标志及其组合进行归纳总结。沉积相的划分则是依据其自然地理条件或地貌特征及沉积物综合特征来进行的。目前人们总是将沉积相划分为三个组,即陆相组、海相组和海陆过渡相组(赵澄林,2001;何镜宇,1987),然后依据这三个组中次级环境及沉积物特征,确定相类型,进而还可以根据各相类型中亚环境、微环境及沉积物特征确定出相应的沉积亚相