于樂丹 徐 波 王凱澤 張鑫君 康萬東

(西安石油大學， 西安 710065)

砂巖分類三角圖繪制方法對比研究

于樂丹 徐 波 王凱澤 張鑫君 康萬東

(西安石油大學， 西安 710065)

砂巖分類三角圖的繪制對巖石的命名和分析非常重要。常用的繪制方法有Grapher軟件繪圖和Excel作圖。在采用這2種方法時，常會出現(xiàn)繪圖數(shù)據(jù)和三角圖端元不對應(yīng)以及沒有對三端元數(shù)據(jù)總和進行100%預(yù)處理的問題，導(dǎo)致所得三角圖錯誤，致使巖石命名和巖性分析錯誤。討論了引起錯誤的根源，提出了應(yīng)用Grapher軟件和Excel繪制三角圖的正確繪圖途徑，對2種方法在使用上常出現(xiàn)的問題進行了總結(jié)。

巖石命名； 砂巖分類三角圖； Grapher繪圖； Excel作圖； 對比研究

砂巖是最重要的油藏巖石類型，它的分類一直備受關(guān)注。前人提出了不同的砂巖分類方案，如克里寧分類方案、Folk分類方案、吉爾伯特分類方案、裴蒂莊分類方案、趙澄林分類方案[1-2]等。在學術(shù)界和應(yīng)用領(lǐng)域廣泛使用的3類方案(趙澄林分類方案、Folk分類方案及迪金森分類方案)中，砂巖分類三角圖是砂巖分類和命名的核心。

砂巖分類和命名是油藏描述的基本內(nèi)容，其結(jié)果應(yīng)用廣泛。在油氣藏描述階段，研究母巖性質(zhì)、巖石的成熟度、地質(zhì)構(gòu)造、儲集體幾何形態(tài)及沉積相。在油氣藏開發(fā)階段，研究儲層沉積巖石微相、儲層物性特征、儲層流體非均質(zhì)及儲層滲流地質(zhì)特征，并制定油藏開發(fā)方案等。

常用的繪制方法有2種：Grapher軟件繪圖和Excel作圖。在采用這2種方法時，常會出現(xiàn)繪圖數(shù)據(jù)系列和三角圖端元不對應(yīng)、坐標數(shù)值大小方向問題以及沒有對三端元數(shù)據(jù)總和進行100%預(yù)處理的問題，導(dǎo)致所得三角圖錯誤，致使巖石命名和巖性分析錯誤。在一些權(quán)威期刊中，有的論文作者繪制的砂巖分類三角圖，在3個坐標軸數(shù)值上出現(xiàn)問題(與行業(yè)標準不同)，但是其繪制的三角圖7個部分巖石名稱又是按照行業(yè)標準來命名的，這個三角圖雖然最終得出的砂巖類型是正確的，但本質(zhì)上是錯誤的。研究討論了引起錯誤的根源，提出正確的繪圖途徑，對2種方法在使用上常出現(xiàn)的問題進行了總結(jié)。同時建議在利用上述2種方法繪制砂巖三角圖并進行砂巖分類研究時，一定要對比行業(yè)標準(SY/T 5579.2 —2008)中的計算結(jié)果，以確保繪圖結(jié)果的準確性。

1 行業(yè)標準

巖石的分類是按照石英、長石、巖屑三者的相對體積比例進行的，分類結(jié)果見圖1及表1。

圖1 砂巖分類三角圖

2 繪制砂巖分類三角圖

通過對某地鑄體薄片資料的分析，將有關(guān)數(shù)據(jù)進行匯總，結(jié)果見表2。

2.1 Grapher繪圖

Grapher軟件繪制三角圖時，三角形3個頂點的數(shù)據(jù)之和必須是1，也就是100%。如果3個數(shù)據(jù)之和沒有標準化為1或當3個頂點的數(shù)之和為100%，則Grapher軟件會自動將其標準化。例如，值為0.50、0.75和0.25時，軟件會分別標準化為0.33、0.50和0.17。

運用Grapher軟件繪制砂巖分類三角圖如圖2所示。砂巖主要分布于第Ⅴ區(qū)域，少量分布于第Ⅳ區(qū)域，所以砂巖類型主要是巖屑長石砂巖，其次為長石砂巖。

Grapher軟件繪圖，三端元組分是軟件自動將其進行了100%處理，但是X、Y、Z軸與巖屑、石英和長石的對應(yīng)關(guān)系必須正確，如果在使用軟件進行繪圖時，三組分與坐標軸的對應(yīng)出現(xiàn)錯誤，就會導(dǎo)致繪制出來的砂巖分類三角圖出現(xiàn)偏差。

表1 砂巖分類表

圖2 Grapher軟件繪制的某地砂巖分類三角圖

有些文獻中繪制的砂巖分類三角圖雖然與按照行業(yè)標準繪制出來的結(jié)果相吻合，但圖中數(shù)值的大小按照順時針方向變大，而行業(yè)標準中砂巖分類圖的數(shù)值按照逆時針方向變大。所以，在繪制砂巖分類三角圖時，確定了三端元位置之后，每個坐標軸上數(shù)值的大小按照逆時針方向變大，X、Y、Z軸分別對應(yīng)的是巖屑、石英和長石。

2.2 Excel繪圖

砂巖分類中Q端元為石英和燧石，F(xiàn)端元為長石，D端元為巖屑+云母和綠泥石。根據(jù)國家標準，砂巖分類三角圖根據(jù)Q的體積分數(shù)以90%和75%為界，再以F和D的體積分數(shù)加以細分，共劃分為7個區(qū)域。Excel中并沒有直接提供三角圖表的類型，此時需要將Q、F、D這3個變量轉(zhuǎn)換為二維坐標系(X，Y)的散點圖數(shù)據(jù)，即以三角形中的F、D邊為X軸、F、D中點為坐標原點O、以Q含量為Y軸來建立坐標系。

換算公式[4]：X=(F+D)2-F；Y=Q，并根據(jù)三角圖內(nèi)外框線數(shù)據(jù)(見表3)，繪制出三角圖的內(nèi)外部框線，再根據(jù)某地具體數(shù)據(jù)繪制出三角圖，如圖3所示?？梢钥闯?，坐標點主要分布在第Ⅴ區(qū)域，砂巖類型為巖屑長石砂巖。

表3 三角圖內(nèi)外框線數(shù)據(jù) %

圖3 Excel繪制的某地砂巖分類三角圖

2.3計算結(jié)果

通過對30組數(shù)據(jù)的分析計算，所得長石與巖屑比結(jié)果見表4。

表4 長石與巖屑比計算結(jié)果

由表中的數(shù)據(jù)可知砂巖類型為巖屑長石砂巖。通過表2中的數(shù)據(jù)，計算出長石、石英及(巖屑+云母、綠泥石)的平均值分別為22.90%、36.27%和17.00%，則得出長石與巖屑的比值約為2.13，根據(jù)標準可初步得出砂巖類型為巖屑長石砂巖。

3 對比研究

對比分析Grapher軟件繪圖、Excel作圖以及按照行業(yè)標準計算得到的數(shù)據(jù)。Grapher軟件繪圖得到的砂巖類型主要是巖屑長石砂巖，其次為長石砂巖；Excel作圖得到的砂巖類型為巖屑長石砂巖；按照國家行業(yè)標準計算得到的砂巖類型為巖屑長石砂巖。由此看來，Grapher繪圖所得到的結(jié)果與計算結(jié)果完全一致，而Excel作圖與計算結(jié)果雖然一致，但從繪制的圖形上看有很大的差異。

按照國家行業(yè)標準，根據(jù)計算結(jié)果就可判斷砂巖類型，但是只有通過Grapher繪制三角圖或者 Excel作圖，才能將計算的結(jié)果、點與點的離散狀態(tài)、砂巖類型的具體布局直觀地展現(xiàn)出來。

利用國家標準進行手算得到的結(jié)果對軟件繪制出來的三角圖進行校正，這樣可以保證軟件繪制圖的準確性。雖然通過計算就可以得出砂巖類型，但是圖具有直觀的優(yōu)點，可以從圖中看出點的離散分布情況及砂巖類型，一目了然，而且在數(shù)據(jù)量很大時運用軟件繪圖更高效。

4 結(jié) 語

對于繪制砂巖分類三角圖，給予以下幾點建議：

(1) 在運用Grapher繪制砂巖分類三角圖時，如果出現(xiàn)繪圖結(jié)果與計算數(shù)據(jù)不一致時，要檢查繪圖時X、Y、Z軸所對應(yīng)的數(shù)據(jù)是否正確。

(2) 在繪制砂巖分類三角圖時，確定了三端元位置之后，每個坐標軸上數(shù)值的大小是按照逆時針方向變大，這樣X、Y、Z軸分別對應(yīng)的才是巖屑、石英和長石。只有這樣繪制出來的砂巖分類三角圖才是正確的。

(3) 若無法獲得Grapher軟件，可以采用Excel作圖。利用Excel繪圖時，特別注意看三端元組分的和是否是100%，而Grapher軟件則不用擔心這個問題，該軟件會自動的將其標準化。

(4) 在進行砂巖分類研究時，一定要結(jié)合國家標準進行計算，從而檢驗分類結(jié)果的準確性。

[1] 雷卞軍,闕洪培.砂巖分類新方案[J].西南石油學院學報，2002,24(5):12-14.

[2] 劉吉余.油氣田開發(fā)地質(zhì)基礎(chǔ)[M].第4版.北京：石油工業(yè)出版社，2006:96-97.

[3] 盛軍,孫衛(wèi),劉艷妮,等.低滲透油藏儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)差異對可動流體的影響:以鄂爾多斯盆地姬塬與板橋地區(qū)長6儲層為例[J].地質(zhì)科技情報,2016,9(3):167-168.

[4] 何丹,段新國,朱濤，等.基于Excel的砂巖分類三角圖繪制[J].長江大學學報(自然科學版),2013,10(31):80-81.

Abstract:Drawing a triangle of sandstone classification diagram has important theoretical and practical significance to rock named and lithology analysis. There are two common methods of drawing: the Grapher graphics software and Excel drawing. When using these two methods, there are some problems. The drawing data series are not correspond with the endmember of triangle and the data sum of the endmember have not been pre-processed. It will cause the error of the triangular diagram, and eventually it will lead to the errors of rock named and lithology analysis. This paper discusses the reasons of the error. Through a set of data, this paper presented the correct drawing method by applying the Grapher software and Excel drawing. And there is a summary of the common problems while using the two methods.

Keywords:rock named; triangle classification sandstones; Grapher graphics; Excel drawing; comparative research

ComparisonandResearchabouttheTriangularDiagramDrawingMethodsofSandstoneClassification

YU Ledan XU Bo WANG Kaize ZHANG Xinjun KANG Wandong

(Xi′an Shiyou University, Xi′an 710065, China)

TP391.4

A

1673-1980(2017)05-0021-04

2017-04-23

國家自然科學基金項目“基于多源信息和智能計算的鉆井異常自適應(yīng)預(yù)警方法研究”(51574194)

于樂丹(1992 — )，女，西安石油大學在讀碩士研究生，研究方向為油氣藏描述。