王力

【摘要】X射線錄井是近幾年石油地質(zhì)錄井興起的新的錄井技術(shù)。傳統(tǒng)錄井對巖性的識別主要靠人的肉眼直接觀察，或借助光學儀器觀察，所獲得資料是定性的觀察描述資料。由于使用PDC鉆頭，造成造成巖屑細小，花崗巖和砂礫巖從肉眼上看，難以區(qū)分。X射線元素錄井技術(shù)對于巖屑細小、混雜等情況下依然能進行快速、準確、定量測定，是其他錄井手段無法替代的。

【關(guān)鍵詞】花崗巖 X射線 元素

1 X射線元素錄井原理

X射線是電磁波譜中的某特定波長范圍內(nèi)（0.005～10nm）的電磁波。一個穩(wěn)定的原子結(jié)構(gòu)由原子核及核外電子組成，其核外電子都以各自特有的能量在各自的固定軌道上運行。當X射線作為高能粒子束轟擊介質(zhì)時，原子的內(nèi)層電子（如K層）在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛釋放出來，電子的逐放會導致該電子殼層出現(xiàn)相應電子空位。這時處于高能量電子殼層的電子（如L層）會躍遷到該低能量電子殼層來填補相應的電子空位。由于不同電子殼層之間存在著能量差距，這些能量上的差以二次X射線的形式釋放出來。

在鉆井過程中，經(jīng)常會鉆遇三大巖類。不同巖類巖石的化學成分特點構(gòu)成了X射線元素錄井進行巖性乃至地層分析的基礎(chǔ)。通過對巖屑Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Ba等12種元素相對含量分析。根據(jù)各元素的組合變化，就能判別巖性，對特殊巖性進行分析。

花崗巖主要組成礦物為長石、石英、黑白云母等，石英含量是10%～50%。長石含量約總量之2/3，分為正長石、斜長石（堿石灰）及微斜長石（鉀堿）。不同品種的礦物成份不盡相同，還可能有含輝石和角閃石。經(jīng)過風化、構(gòu)造作用的形成裂縫、孔洞的花崗巖也可作為良好的油氣儲集空間。

根據(jù)冀東油田多口井的實際應用，發(fā)現(xiàn)鉆遇花崗巖，K、Na元素變化比較明顯。

根據(jù)花崗巖電性特征為高伽瑪、高電阻，這點與常規(guī)砂巖不同，通過模擬伽瑪進行識別（模擬伽瑪?shù)囊罁?jù)是：伽瑪主要測巖石中K及少量U、Th等微量元素的放射性，所以巖石中K的含量越高，放射性越強，根據(jù)沉積巖石學在碎屑巖成巖過程和沉積后的特性可知Si的富集往往是碎屑的表現(xiàn)，因此通過測得K及Si元素的含量通過趨勢化對比及趨勢化基值加權(quán)便可計算出模擬伽瑪值，通過繪制模擬伽瑪曲線可以對巖性進行判斷），此種方法也是元素錄井結(jié)合常規(guī)錄井過程中快而有效的識別花崗巖的方法。

2 實際應用

堡古1井是冀東油田一口以太古界花崗巖潛山為主要目的層的重點風險探井，卡準潛山界面對下步鉆井施工意義非凡。由于花崗巖致密堅硬，抗風化能力強，其中的元素很難流失，因此，可以從較易溶解流失的K元素與極穩(wěn)定的Si元素之間的組合關(guān)系來區(qū)分花崗巖和沉積形成的砂礫巖。如圖1所示，堡古1井4909m以上砂礫巖由于K元素溶解流失，K、Si元素含量差別大，在元素曲線上表現(xiàn)較大的幅差；4909m以下為花崗巖本體，K元素基本沒有流失，在元素曲線上K、Si基本重合，Na元素含量顯著抬升（花崗巖中的鈉長石所致，鉆井取心驗證該段花崗巖，以灰白色為主，非常見的淺棕紅色）。

通過模擬伽瑪測井曲線識別花崗巖，從圖1中可以看出砂巖伽瑪曲線與花崗巖伽瑪曲線明顯不同，較易識別出花崗巖。

3 結(jié)論

X射線熒光錄井在冀東油田多口井的現(xiàn)場應用證實，根據(jù)各元素的組合變化，就能識別出花崗巖，為卡準潛山提供參考資料，解決了目前面臨的錄井難題。