《碳酸盐岩快速识别技术研究及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碳酸盐岩快速识别技术研究及应用（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、碳酸盐岩快速识别技术碳酸盐岩快速识别技术 研究及应用研究及应用汇报提纲汇报提纲一、概述一、概述 二、取得的主要技术成果二、取得的主要技术成果 三、应用及效果评价三、应用及效果评价一、概述一、概述项目来源：项目来源：中原油田科技部，中原油田科技部，20082008年年4 4月月-12-12月月 一）项目来源及目的意义一）项目来源及目的意义目的：目的：针对碳酸盐岩地层岩性识别问题，对实验针对碳酸盐岩地层岩性识别问题，对实验室薄片染色技术进行研究、改进，应用于现场混室薄片染色技术进行研究、改进，应用于现场混合样，结合数字图像技术，形成碳酸盐岩快速识合样，结合数字图像技术，形成碳酸盐岩快速识别技术，实
2、现在别技术，实现在PDCPDC钻井条件下细岩屑的准确、快钻井条件下细岩屑的准确、快速识别。速识别。1 1、现场试验应用、现场试验应用3 3口口井以上井以上 1 1、实验应用、实验应用1010口口井井2 2、岩性识别符合率大于、岩性识别符合率大于90%90% 2 2、岩性识别符合率达到、岩性识别符合率达到93.7%93.7%以上以上 3 3、剖面解释符合率大于、剖面解释符合率大于85%85% 3 3、剖面解释平均符合率、剖面解释平均符合率87.3%87.3% 4 4、技术完善提高、技术完善提高 4 4、3 3项技术改进，项技术改进，3 3项技术创新项技术创新5 5、成果信息应用及时率、成果信息应
3、用及时率90%90% 5 5、成果信息应用及时率、成果信息应用及时率95%95% 二）技术指标二）技术指标合同要求合同要求 实际完成实际完成采集方法研究图像识别技术研究图像分割技术研究用户系统设计图像采集技术研究改进图像采集技术研究改进碳酸盐识别技术研究碳酸盐识别技术研究图像分析应用技术研究图像分析应用技术研究软件系统设计与开发软件系统设计与开发成果推广应用成果推广应用岩石学特征研究岩石学特征研究硬件、软件改进其它识别方法应用研究图像要素与岩性关系研究软件开发专家知识、神经网络建模三）技术路线三）技术路线物理性质化学性质四）完成的主要工作四）完成的主要工作2 2、通过、通过495495个染色样
4、品、个染色样品、325325个薄片及个薄片及20002000多幅图像分析，对采集技多幅图像分析，对采集技术进行研究，形成了适合碳酸盐岩岩屑图像的采集方法。术进行研究，形成了适合碳酸盐岩岩屑图像的采集方法。 1 1、研究并建立了、研究并建立了1111种种具有代表性的碳酸盐岩岩石学特性和识别标准；具有代表性的碳酸盐岩岩石学特性和识别标准；3 3、研究目前、研究目前三种三种碳酸盐岩岩性识别技术：碳酸盐岩含量测定、碳酸盐岩岩性识别技术：碳酸盐岩含量测定、X X射线射线 分析技术、岩屑图像识别技术。对其适用性进行评价、优选后，重点分析技术、岩屑图像识别技术。对其适用性进行评价、优选后，重点 开展了开展了
5、图像识别技术图像识别技术的改进与完善。的改进与完善。4 4、通过普光、通过普光1010口井口井应用，采集图像应用，采集图像49214921张，分析薄片张，分析薄片747747块，分析岩块，分析岩 屑图像屑图像45004500张，完成图像分析综合图张，完成图像分析综合图1010份，形成了成熟的份，形成了成熟的碳酸盐岩快碳酸盐岩快 速识别技术速识别技术。5 5、研发了碳酸盐岩、研发了碳酸盐岩专家解释系统专家解释系统，实现了岩性的智能化鉴定，使岩，实现了岩性的智能化鉴定，使岩 性识别符合率达到性识别符合率达到93.7%93.7%，剖面解释符合率，剖面解释符合率87.3%87.3%，二、取得的主要技术
6、成果二、取得的主要技术成果一）根据碳酸盐岩的化学性质差异性，对实验室一）根据碳酸盐岩的化学性质差异性，对实验室薄片染色技薄片染色技术术进行改进，并应用于进行改进，并应用于现场混合样现场混合样中实现岩性的快速识别；中实现岩性的快速识别；二）对岩屑图像识别技术进行改进、完善，将研究对象由碎二）对岩屑图像识别技术进行改进、完善，将研究对象由碎屑岩扩展到碳酸盐岩，将染色技术、地质技术、图像技术和屑岩扩展到碳酸盐岩，将染色技术、地质技术、图像技术和计算机技术综合应用于碳酸盐岩地层岩性的解释与识别，形计算机技术综合应用于碳酸盐岩地层岩性的解释与识别，形成了成了碳酸盐岩图像识别新技术碳酸盐岩图像识别新技术。
7、三）研发的碳酸盐岩三）研发的碳酸盐岩专家解释系统专家解释系统，从根本上突破了，从根本上突破了岩性智岩性智能化鉴定能化鉴定技术难题，同时实现成果图的技术难题，同时实现成果图的实时传输与打印实时传输与打印。岩石岩石 类型类型矿物成分矿物成分物理性质物理性质化学性质化学性质光学性质光学性质 颜色颜色形态形态光泽光泽方解石方解石CaCO3CaCO3无色或白色，无色或白色， 含各种混合物含各种混合物 时呈不同颜色时呈不同颜色粒状粒状 块状块状玻璃玻璃 光泽光泽遇冷稀盐酸产生剧烈气泡遇冷稀盐酸产生剧烈气泡 遇遇茜素红茜素红溶液溶液变成红色变成红色 遇遇三氯化铁三氯化铁溶液溶液变黄色变黄色一轴晶负光性一轴晶
8、负光性 、高级白干涉、高级白干涉 色、明显的闪色、明显的闪 突起突起白云石白云石CaMgCaMg CO3CO3 无色或白色，无色或白色， 含各种混合物含各种混合物 时呈不同颜色时呈不同颜色粒状粒状 块状块状玻璃玻璃 光泽光泽遇冷稀盐酸反应微弱遇冷稀盐酸反应微弱 遇遇茜素红茜素红溶液溶液不变色不变色 遇遇三氯化铁三氯化铁溶液溶液不变色不变色一轴晶负光性一轴晶负光性 、高级白干涉、高级白干涉 色、明显的闪色、明显的闪 突起突起碳酸盐岩性质特征表碳酸盐岩性质特征表根据灰岩与白云岩的根据灰岩与白云岩的化学差异性化学差异性，将实验室薄片，将实验室薄片染色技术染色技术应用于应用于现现场混合样场混合样，使其
9、呈现出不同特征，借助，使其呈现出不同特征，借助“岩屑显微图像系统岩屑显微图像系统”进行识别进行识别。取得的主要技术成果一取得的主要技术成果一染色技术的改进染色技术的改进1 1、染色原理、染色原理茜素红茜素红溶液与碳酸盐岩反应机理：溶液与碳酸盐岩反应机理：方解石在茜素红溶液中释放方解石在茜素红溶液中释放出的钙离子与茜素磺酸钠作用生成出的钙离子与茜素磺酸钠作用生成红色螯合物红色螯合物茜素磺酸钙，并覆盖茜素磺酸钙，并覆盖在方解石矿物表面而在方解石矿物表面而呈红色呈红色；白云石无钙离子释放或释放出来的量；白云石无钙离子释放或释放出来的量达不到生成茜素磺酸钙的离子浓度，因此白云石不染色。达不到生成茜素磺
10、酸钙的离子浓度，因此白云石不染色。 三氯化铁溶液三氯化铁溶液与碳酸盐岩反应机理：三氯化铁溶液中水解产物与碳酸盐岩反应机理：三氯化铁溶液中水解产物H+H+与方解石反应生成碱性物质与方解石反应生成碱性物质碳酸氢钙碳酸氢钙，并不断，并不断吸附吸附氢氧化铁溶液氢氧化铁溶液中的中的胶体物质氢氧化铁胶体物质氢氧化铁，同时释放出，同时释放出二氧化碳气体二氧化碳气体。这样就在方解。这样就在方解石矿物表面石矿物表面形成了一层黄色或黄褐色物质的薄膜形成了一层黄色或黄褐色物质的薄膜，其颜色深浅与胶，其颜色深浅与胶体物质多少有关，而胶体物质多少与化学反应程度有关。体物质多少有关，而胶体物质多少与化学反应程度有关。染色
11、技术的改进染色技术的改进2 2、染色剂的优选、染色剂的优选三氯化铁染色三氯化铁染色三氯化铁染色三氯化铁染色茜素红染色茜素红染色云质灰岩云质灰岩- -薄片薄片云质灰岩云质灰岩- -薄片薄片染色技术的改进染色技术的改进茜素红染色茜素红染色白云岩白云岩- -原样原样灰岩灰岩- -原样原样三氯化铁染色规律：三氯化铁染色规律：灰岩呈黄色，上色均灰岩呈黄色，上色均匀，染色后视觉效果匀，染色后视觉效果突出。白云岩不变色突出。白云岩不变色。茜素红染色规律：茜素红染色规律：灰灰岩呈紫红色，染色效岩呈紫红色，染色效果受岩石本色影响，果受岩石本色影响，上色不均匀、不明显上色不均匀、不明显。白云岩不变色。白云岩不变色
12、。优选视觉效果明显的优选视觉效果明显的三氯化铁试剂进行样三氯化铁试剂进行样品处理分析。品处理分析。三氯化铁溶液浓度三氯化铁溶液浓度5%5%三氯化铁溶液浓度三氯化铁溶液浓度10%10%三氯化铁溶液浓度三氯化铁溶液浓度20%20%三氯化铁溶液浓度三氯化铁溶液浓度50%50%三氯化铁溶液浓度三氯化铁溶液浓度5%5%三氯化铁溶液浓度三氯化铁溶液浓度10%10%三氯化铁溶液浓度三氯化铁溶液浓度20%20%三氯化铁溶液浓度三氯化铁溶液浓度50%50%不同浓度三氯化铁染色效果图不同浓度三氯化铁染色效果图3 3、三氯化铁浓度的确定、三氯化铁浓度的确定染色技术的改进染色技术的改进染色时间染色时间2020秒秒染色
13、时间染色时间3030秒秒染色时间染色时间5050秒秒染色时间染色时间1 1分钟分钟染色时间染色时间2 2分钟分钟染色时间染色时间5 5分钟分钟不同染色时间效果图不同染色时间效果图4 4、 三氯化铁染色时间的确定三氯化铁染色时间的确定染色技术的改进染色技术的改进5 5、岩屑掉色现象分析、岩屑掉色现象分析染色技术的改进染色技术的改进混合样薄片结论：主要为云质灰岩，少量泥质灰岩，白云石含量高达混合样薄片结论：主要为云质灰岩，少量泥质灰岩，白云石含量高达40%40%左右，分布均匀。因此掉色现象是左右，分布均匀。因此掉色现象是岩性不纯岩性不纯和和结构结构共同导致的。共同导致的。云质灰岩云质灰岩- -薄片
14、薄片泥质灰岩泥质灰岩- -薄片薄片云质灰岩云质灰岩- -混合样混合样6 6、结论、结论染色技术的改进染色技术的改进 三氯化铁染色剂识别灰岩、白云岩效果突出；三氯化铁染色剂识别灰岩、白云岩效果突出； 10% 10%的三氯化铁的溶液浓度染色效果最佳；的三氯化铁的溶液浓度染色效果最佳； 30-50 30-50秒的染色时间染色效果最稳定；秒的染色时间染色效果最稳定； 掉色现象是岩性不纯和结构共同导致。掉色现象是岩性不纯和结构共同导致。根据碳酸盐岩的化学差异性，首次将根据碳酸盐岩的化学差异性，首次将三氯化铁三氯化铁染色技术染色技术应用于应用于现场混合样现场混合样，取得了理想的效果，该技术不受样品和，取得
15、了理想的效果，该技术不受样品和操作工艺的制约，比薄片鉴定技术更具操作工艺的制约，比薄片鉴定技术更具时效性时效性。将PDC钻头条件下的 岩屑分为四个四个粒级进行粒级进行 分析：分析： 0.9-0.45mm0.9-0.45mm和和 0.45-0.15mm0.45-0.15mm粒级岩屑多粒级岩屑多 呈棱角状，真岩屑所占呈棱角状，真岩屑所占 比例大（比例大（PDC+PDC+螺杆时部螺杆时部 分分也呈层理状或浑圆状也呈层理状或浑圆状 ）。经稀盐酸处理后可）。经稀盐酸处理后可 清晰还原其真实特征。清晰还原其真实特征。 0.9mm0.9mm层理状岩屑层理状岩屑0.9mm0.9mm浑圆状岩屑浑圆状岩屑取得的主要技术成果二取得的主要技术成果二采集技术的改进采集技术的改进1 1、样品代表性分析、样品代表性分析0.9-0.45mm0.9-0.45mm0.45-0.15mm0.45-0.15mm 粒度形态特征0.9mm0.9mm以上以上 0.9-0.45mm 0.45-0.15mm0.9-0.45mm 0.45-0.15mm 粒度岩性一致性分析粒度岩性一致性分析灰岩灰岩膏质云岩膏质云岩白云岩白云岩采集技术的改进采集技术的改进采用采用0.9-0.45mm0.9-0.45mm粒径岩屑建立的图粒径岩屑建立的图像剖面，
