X射线荧光元素录井技术及展望
X射线元素录井技术应用研究
X射线元素录井技术应用研究作者：孙瑞来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第07期摘要：X射线荧光元素录井技术使得在复杂的钻井新工艺条件下的岩性识别增添了新的手段，也为地质录井向定量化发展提供了新途径。
本文从技术原理、流程、应用方面就X射线元素录井技术进行了研究。
关键词：X射线元素录井技术；应用研究近年来为满足复杂油气藏勘探开发的需要，石油钻井技术迎来了飞速发展。
在各种钻井新技术、新工艺的应用情况下，传统录井技术各方面都得以延伸与发展，但唯独在钻井地质中举足轻重的岩屑录井技术没获得重大突破，一直以来以来还停留在以往通过人的肉眼直接观察或借助光学仪器观察、个人主观描述的阶段。
传统的岩屑录井技术由于录井人员个人专业素养、经验、语言表达能力、责任心等差别，对同一个岩石样品的定名和特征描述有所不同，且描述内容欠规范、描述结果不利于定性分析。
这些非标准的、片面性的描述资料，既不利于进行横向或区域上对比分析，且精确度和可靠性也有限，已经越来越不能满足复杂油气藏勘探开发的需要。
同时，随着钻井新技术的飞速发展如螺杆+PDC的应用、气体钻井以及大位移水平井，井底返出的岩屑已经十分细小，甚至呈粉尘状，以观察岩屑为手段的岩性识别方法已不能适应钻井新工艺的需求，传统岩屑录井技术迫切的需要一项既能满足恶劣现场工作环境又能准确反映地层岩性的新技术出现。
多年来石油地质工作者们都一直在探索和研究新的路径方法，并且做出了很多尝试，其中包括自然伽马分析、扫描电镜分析、X射线衍射分析等。
但这些分析方法针对不同的钻井条件时，存在或多或少问题，难以准确跟踪判断地层特征，直到X射线元素录井技术的出现才使这一情况得以改观。
1 技术原理X射线元素录井是利用电子跃迁方法来确定样品元素含量的。
当用高能X射线轰击样品时，原子核外电子释放出来出现电子空位，这时处于高能态电子会跃迁到低能态来填补电子空位，并释放出特定的X射线（X射线荧光）。
X射线荧光光谱测定矿样中主元素及微量元素分析
X射线荧光光谱测定矿样中主元素及微量元素分析摘要X射线荧光光谱仪是一种现代的分析仪器，其已被广泛应用在环境生态系统的研究和地学研究中，其操作简便、成本低廉、分析速度快并且分析结果精密准确、多元素可以同时测定等优点，这些都符合地质勘测研究的要求，而使用X射线荧光光谱仪对地质样品的勘测和检验采用X射线荧光光谱分析法是一种较为先进的现代检测方法。
关键字材料；检测；限制元素；X射线荧光光谱仪1 什么是X射线荧光光谱法1.1 内涵X射线荧光光谱分析法，简称XRF技术，这种技术是利用X射线来照射待测物质中的原子，让其产生次级X射线，然后对其中的物质成分和化学物态进行分析研究的方法。
这种方法起源于20世纪50年代中期，历经60多年的发展，尤其是现代信息技术及相关软件的发展，已经让XRF技术在各个领域得到了飞速发展，因为X射线荧光光谱分析法不会破坏测试样品的完整性及准確的测试结果，让其在地质样品检测分析中得到广泛的应用。
波的长度和元素是一一对应的关系。
目前我们常用的有三种仪器，一是波长色散型X射线荧光光谱仪，他可以通过检测器的转动角度来确定元素的种类。
二是能量色散型X射线荧光光谱仪，他可以通过通道的能量来判别元素的种类和成分。
三是XRF光谱仪，它是对扫描的图谱进行峰值确定和峰位强度的计算来确定元素的种类。
1.2 基本原理X射线荧光光谱分析法利用X射线照射待检测的样品，通过激发样品中元素原子的芯电子逐出原子引发电子跃迁并释放出该样品元素的特征X射线——即荧光。
当高能X射线与元素原子发生碰撞时，被逐出的原子离开形成空穴，而高能级的电子层中的电子就会跑到空穴这里填补空位，这一过程中释放的能量以辐射能的形式释放出去，这就形成了X射线荧光，高能级电子层与低能级电子层之间的能量差就形成了X射线荧光所具有的能量，这种能量是特有的，而且与元素之间是一一对应的关系。
1.3 分析方法X射线荧光光谱分析法具有两种分析方法：一是定性分析的方法；二是定量分析的方法。
04 元素录井技术应用研究
• 元素曲线在地层界线处都具有较明显的变化。如图，在东营组底部 3855m左右Ti、Cr元素都出现一个异常高点，Ca元素整体呈一个 微小的抬高趋势，Fe元素在整体上呈一个微小的降低趋势。 华北石油局录井公司
地层判别—奥陶系风化面铝土岩特征
• 自4061—4068m，Ti、Mn、Cr、Fe、Al呈明 显异常高值，此段铝元素含量最高到9.53%， 铁元素含量最高到21.58%，换算成氧化物含 量，Al2O3为18.0%，Fe2O3为30.8%。此段 在电测曲线上表现为异常高伽玛值。结合我公 司在鄂尔多斯盆地古风化壳上遇到的类似情况， 以及查阅相关文献资料，得知此段为华北地区 普遍存在的，位于寒武系或奥陶系古侵蚀面上、 赋存于石炭系本溪组中的一水硬铝石型铝土矿。
0
10
20 0
10 0
30
(m)
2780
本 溪 组
2800
马 五 1－4
2820
2840
马 五 5
D87井灰岩、云岩元素曲线特征
2860
岩性解释—曲线法
山 1 段
3
地
0
层
12
Mg
75
Si
200 0
Al
32 2
煤层特征
S
30 0
Cl
30 0
P
10 0
Mn
40
自然电位
密度
2480
Ti
-50
100 深 1
是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属
X射线衍射仪在油田录井方面应用
X射线衍射仪在油田录井方面应用一、综述随着钻井技术的发展，负压钻井、空气钻井进入了实用阶段，大斜度井、水平井等特殊井型成为主流。
这些技术大幅度提高了勘探开发效益，但是其应用又导致岩屑十分细碎，甚至呈粉末状，传统的依靠肉眼加放大镜来观察识别岩性的方法已不能适应。
同时，随着油气开发的不断深入，钻探目标逐步转向地质条件相对复杂的地区，岩性变化更加复杂，如昆北地区的复杂砂砾岩，东坪地区的变质岩、花岗岩等，都给现场岩性识别带来了很大的困难。
而荧光录井对于矿物鉴定及岩石定性具有很大的局限性。
针对这些生产实际中存在的难题，Olympus便携式X射线衍射仪BTX可能直接分析出岩石的矿物组成及相对含量，并形成了定性、定量的岩性识别方法，为录井随钻岩性快速识别、建立地质剖面提供了技术保障。
二、X射线衍射仪技术介绍X射线衍射分析(X-ray diffraction，简称XRD)，是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。
将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。
Olympus便携式X射线衍射仪采用透射衍射原理，专利样品振动系统以及二维CCD面探测器获取样品的衍射信息，然后通过信号转换，形成衍射图。
图1 Olympus便携式XRD原理图同时，二维CCD能量敏-位敏面探测器也为样品提供了准确的元素定性分析。
三、矿物鉴定/岩性识别每种矿物都具有其特定的X射线衍射图谱，样品中某种矿物含量与其衍射峰和强度成正相关关系。
在混合物中，一种物质成分的衍射图谱与其他物质成分的存在与否无关，这就是X射线衍射做相定量分析的基础。
X射线衍射是晶体的“指纹”，不同的物质具有不同的X射线衍射特征峰值(点阵类型、晶胞大小、晶胞中原子或分子的数目、位置等)，结构参数不同则X射线衍射线位置与强度也就各不相同，所以通过比较X射线衍射线位置与强度可区分出不同的矿物成分。
录井技术现状及空间拓展探讨
１ 录 井 技 术 现 状
１ １ 岩 屑 录 井 技 术 向微 观 数 字 化 发 展 ．
为解 决 Ｐ Ｃ钻头 、 Ｄ 细齿 三牙轮 、 泡沫 钻井 、 空气
钻井 对岩 屑录井 的影 响 ， 植和借 鉴相 关专业 成果 ， 移
以核 物理学 知识 为 基础 ， 过 对 不 同岩 石 矿 物 中化 通 学元 素的分 析 ， 到准 确 划 分 岩性 的 目的 。岩 屑 自 达 然伽 马（ 括 自然 伽 马能 谱 ） 井 和 Ｘ射 线 荧 光 包 录 录井 （ Ｆ录 井）ｓ已投入 现场 应 用 ， 中岩 屑 自然 ＸＲ Ｉ ］ 其 伽 马录 井是依 据测 量 的 自然伽 马值及 其相 对变化来 判 断砂 泥岩及划 分 砂 泥 岩 与碳 酸 盐 岩界 面 的技术 ， 已进 入推 广 阶 段 。Ｘ Ｆ 录井 是 一 种 近 几 年 发展 起 Ｒ 来 的岩 屑 随钻化 学 元 素分 析 技 术 ， 通过 分 析 探 区不 同岩性 的 ｘ射 线 组 合 ， 以识 别 岩 性 ， 可 据所 分 析 地
方 锡 贤 ， 华 ， 淑 琴 ．录 井 技 术 现 状 及 空 间 拓展 探 讨 ．录 井 工 程 ，Ｏ Ｏ ２ （ ） ２ ～ ３ 王 张 ２ １ ， １ ３ ：８ ２
摘 要 在 介 绍 岩 屑 录 井 微 观 定 量 守 析 、 视 化 ， 关 注 岩 儡 ” 关 注 钻 井 液 ” 化 和 构 建 “ 字 化 井 场 ” 录 井 可 由“ 向“ 转 数 等
录井技术在大牛地气田水平井钻井中的发展及应用,化工范文.doc
录井技术在大牛地气田水平井钻井中的发展及应用,化工-：段旭东王振华摘要：水平井钻井技术是开发建设鄂尔多斯大牛地气田的迫切需要，针对该区水平井施工中地层研磨性强，井眼轨迹控制难的难题，录井技术也在不断发展进步。
随着水平井钻井技术的日趋完善和成熟，我们正不断探索与研究综合录井技术水平井钻井技术在低渗透气田大牛地气田的开发研究。
阐述了录井技术在大牛地气田从初期岩屑录井、气测录井和钻时录井，发展到如今的x射线录井，定录一体等特色录井技术，充分发挥录井地质导向作用，为大牛地气田水平井的顺利、优质施工提供了技术支持和保障。
关键词：大牛地；水平井；综合录井；地质导向一、大牛地气田水平井发展概况大牛地气田已成为中国石化的一个重要的天然气开发基地，而水平井钻井技术已成为该油气开发的主要手段，水平井与直井比较，具有低成本优势。
水平井与直井比较，产量是直井的3～5倍，甚至更高，而钻井投资与直井相比，井深3 000 m为2倍左右；井深1 500 m为2．5倍左右。
二、综合录井在大牛地气田的发展综合录井技术从狭义上讲是随钻技术，是跟踪技术；广义上讲是信息采集处理技术。
它集常规地质录井、气测录井和工程录井为一体，是地面录井技术的最高阶段。
1.岩屑录井岩屑录井在大牛地气田的综合录井发展中一直占着举足轻重的地位，在钻井过程中，随着泥浆一起被带至地面的那些地下岩石碎块叫作岩屑，俗称为“砂样”。
在钻井过程中，按一定的时间顺序、取样间距以及迟到时间，将岩屑连续收集、观察并恢复井下剖面的过程即为岩屑录井。
岩屑录井过程中产生的资料即为岩屑录井资料。
岩屑录井为我们现场录井提供了第一手的地质资料，通过岩屑录井我们现场工作人员可以掌握井下地层层序、岩性、，初步了解钻遇地层的含油、气、水情况如图（1），在水平的施工过程中更好的做到地质导向的作用，为水平井顺利到达A 靶点提供技术支持。
图（1）通过岩屑录井建立多井对比图而岩屑录井具有成本低、简便易行、了解井下地质情况及时、资料的系统性强等优点。
X射线荧光测井关键技术研究的开题报告
X射线荧光测井关键技术研究的开题报告标题：X射线荧光测井关键技术研究研究背景与意义：随着油气勘探开发水平和需求的不断提高，石油勘探技术也在不断升级。
作为油气勘探和开发的重要工具之一，测井技术也在不断发展。
X 射线荧光测井技术作为一种无损、高精度的测井技术，被广泛应用于油气勘探和开发中。
本研究拟从核技术、X射线物理学、成像技术等方面研究X射线荧光测井技术，探讨其在油气勘探开发中的关键技术，并结合实际应用情况进行案例分析，以期提高该技术在油气领域的应用效率和成果。
研究内容：1. X射线荧光测井技术的原理及特点分析；2. X射线荧光测井中的成像技术研究；3. X射线荧光测井数据的处理与分析；4. X射线荧光测井技术在地层分析中的应用；5. X射线荧光测井技术在油气勘探中的实际应用案例分析。
研究方法：1. 理论分析法：通过查阅相关文献、资料，并结合实际场地考察了解X射线荧光测井技术的原理及应用情况；2. 实验室研究法：通过对样品的分析研究，探讨X射线荧光测井技术的数据处理方法；3. 统计分析法：对数据及实验结果进行统计分析，评价X射线荧光测井技术在地层分析及油气勘探中的应用效果。
预期研究成果：1. X射线荧光测井技术在油气勘探开发中关键技术的研究；2. 提出X射线荧光测井技术在地层分析及油气勘探中的应用方法；3. 大量的实验数据及分析结果；4. 本研究结果在油气勘探开发、矿产资源开发等领域具有广泛的应用前景。
研究计划：第一阶段（1-6个月）：对X射线荧光测井的理论进行系统性学习，收集相关的文献资料，了解目前该技术的研究进展和应用情况。
第二阶段（7-12个月）：结合收集的资料，开展实验室研究，对样品进行分析和处理，并初步探索X射线荧光测井技术在地层分析中的应用方法。
第三阶段（13-18个月）：通过实际应用案例的分析，综合收集实验数据和借鉴其他研究的成果，在地层分析及油气勘探中进一步改进该技术的应用效果。
第四阶段（19-24个月）：对研究结果进行总结，撰写研究报告，发表相关的学术论文，并在油气勘探开发、矿产资源开发等领域推广该成果。
X射线荧光录井技术在地层划分方面的应用
X射线荧光录井技术在地层划分方面的应用摘要：X射线荧光录井分析技术能够测定岩样中Si、Al、Fe、Ca、K、Mg、Ti、P、Mn、S、Ti、V等12种元素，在潜山界面卡取、潜山淋滤带的判别、标准（标志）层的卡取、地层对比等方面有很好的发展前景，利用X射线荧光分析技术，通过分析元素含量变化判别岩石类型，对地层层位进行准确划分在生产中得到比较好的应用效果。
关键词：录井X射线元素地层划分一、引言在胜利油田油气勘探中，随着勘探难度的加大及钻井工艺技术的进步，欠平衡钻井、PDC钻头等钻井技术日益普及，这些新的钻井技术导致岩屑细小，甚至呈粉末状，录井现场通过人的肉眼直接观察或借助光学仪器观察进行岩性识别已很困难，严重影响录井剖面的建立。
X射线荧光分析技术是一门成熟的测定元素含量的分析技术，具有分析速度快、分析准确度高、无损、与化学状态没有关系、制样简单等特点，因此在冶金、有色、地质、煤炭、造纸、建材、考古、商检等许多领域得到了越来越广泛的应用。
二、X射线荧光光谱分析原理当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时，驱逐一个内层电子而出现一个空穴，使整个原子体系处于不稳定的激发态。
这时处于高能态的电子会跃迁到低能态来填补电子空位，当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收，而是以辐射形式放出，便产生X射线荧光，其能量等于两能级之间的能量差。
因此，X射线荧光的能量或波长是特征性的，与元素有一一对应的关系。
用X射线照射试样时，试样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，以进行定性和定量分析，为此使用的仪器叫X射线荧光光谱仪。
岩石地球化学研究表明，沉积岩的岩石类型较多，其物源复杂，化学成分变化很大。
但它们的主要元素化学成分为O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Ti、C、H、S、Ba、Cl、F、Mn、P等十余种，一般情况下占岩石的99.5%以上，尽管组成岩石的矿物多达上千种，但三大岩类的主要组成矿物（主要造岩矿物）则主要是石英、长石等十多种。
元素录井技术在石油地质上的运用策略
251随着钻井技术、定向井、测井技术的快速发展，各种新工艺新技术被广泛采用，录井技术也需要进行优化和完善，尤其是在特定钻井环境下的岩性识别、碳酸盐岩层地层划分、界面卡取与膏盐岩界面卡取、高盐度咸水层及孔、缝、洞发育段的预先判断等问题上，已成为钻井工程所共同面临的技术难点，因此，原位复合录井受到了严重的挑战。
X射线荧光录井技术的应用，为录井技术的研究增加提高了有力手段，通过分析总结在转型期岩性识别、碳酸盐岩层地层划分、界面卡取、缝、洞发育带预报、潜山风化壳卡取、膏盐岩段盐层地层卡取等领域具有明显的优越性，可有效减少钻井施工的复杂性，为油井地质录井、钻井提速打下坚实的理论与技术支撑。
1 X 射线荧光元素录井技术的定义与流程1.1 定义X射线荧光录井技术的原理是将X射线荧光录井技术原理与岩石地球理论进行有效融合，并做好相应扩展工作。
在钻孔施工过程中，针对钻杆和钻具所携带的岩石等材料，应用X光线荧光元素分析装置上进行微量元素检测，并对其进行结构分析。
从科学角度来看，地球化学就是对地球化学性质、化学成分的分析[1]。
在石油钻井开采工作中，所牵扯到的岩石地球化学属于现代岩石学与地球化学相互结合的结果，以此作为依据综合了岩石元素的相关信息，对在钻井开采中产生的地下岩屑元素信息和地层的成分进行研究和了解，同时还以将施工区块的地质结构和母岩特征等有关的信息为主要内容，从而有效了解施工地区的岩石起源问题和岩石形成的环境问题。
1.2 流程在实际工作过程中，由于钻井工作开展过程中所携带的岩石碎屑较多，无法做到对岩石碎屑进行全面的测试，只能对各层岩屑进行取样测试和研究。
X射线元素分析所用的试样主要包括钻井岩屑及少量的钻井岩心。
这就要求元素录井技术拥有更多的技术分析能力，而且所取样的岩屑或者岩心要具备一定的代表性，从而提高测试分析的数据的有效性和准确性。
应用X射线荧光元素录井技术对岩屑和岩心进行测量和研究，其具体的工作过程主要包括以下内容：（1）样本收集：钻井工作开展过程中对所生成的岩屑和岩石开展样品采集工作，采用了一种科学和合理的方式来选择样本，从钻头钻孔高度所对应的各种地层中进行取样；（2）样品干燥：在钻井施工过程中，由于井筒当中存在较多的泥浆，导致从地层中取出的岩石屑和岩心并没有完全干燥，湿润的样品无法有效应用于测定和研究工作，因此必须开展干燥工作。
录井技术发展现状分析及发展趋势展望
录井技术发展现状分析及发展趋势展望作者：孙琦来源：《科技创新与应用》2016年第05期摘 ;要：经济的快发展加大了对于能源的需求，为保障我国对于石油能源的需求，近些年来我国加大了对于石油的勘探及开采力度。
录井技术是一种在油气钻探过程中应用较多的一种井筒技术，经过多年的发展与完善，在石油钻探过程中发挥着越来越重要的作用。
录井技术在发展过程中有其自身的优点与特点，在油气资源逐渐枯竭的今天，石油钻探面临着更为复杂的地质情况，文章将对录井技术在未来的发展方向与所面临的困难等进行分析阐述。
关键词：录井技术;趋势;挑战前言录井技术是一种结合电子、信息、化学、为等多种学科为一体的综合性的技术，其主要应用于钻井勘探过程中对于井下数据的收集与分析，从而指导钻井勘探。
随着石油勘探开采的难度越来越大，做好对于录井技术在石油勘探开采中的应用对做好石油的勘探开采有着十分重要的意义。
1 录井技术发展现状在石油勘探开采过程中，相对于其他的物探、测井、试油等技术，录井技术由于各种原因导致其发展相对较为缓慢，在对井下数据的分析过程中仍未能形成较为领先的定量技术以及录井所使用的配套设备和相应的综合应用等。
在现今的录井作业过程中采用较多的是手工录井与综合录井技术同时作业，从而使得录井数据未能加以合理的利用。
致使录井技术在油气资源的勘测过程中不论是在广度上还是深度上都与物探、电测、试油等技术存在着一定的差距。
但是相对于物探、电测、试油等技术，录井技术有其自身的特点与优势，在井下测量数据的第一性与实时性方面有着绝对的优势，应当加强对录井技术的研究与发展，从而使其能够在油气资源的勘探开发中发挥更多的作用。
2 录井技术所面临的挑战2.1 油气资源日益枯竭地质条件更为复杂随着开采的日益深入，一些地质条件相对较好的油田逐步被开发出来，为了获取油气资源，需要在一些地质条件相对复杂的地方来进行油气资源勘探。
同时对于一些老油田，随着开采的深入，勘探的地质条件正在变得复杂，在录井探测过程中录井目的层正逐渐向高泥、高钙、低孔低渗以及高温高压、盐膏层转变，油井所具有的这些特点不仅在深度上同时也在广度上为录井技术增加，由于油层所具有的这些特点，从而使得油气层的发现与评价都存在较大的难度，在一些稠油井中录井技术正发挥着越来越重要的作用，要求录井技术能够针对不同类型的油藏建立起完善的、理论的录井测量体系。
04_元素录井技术应用研究
X射线分析的元素选取
• 选择Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、 Fe、Mn、Ti共12种元素。 • 重点关注Si、 Al、 Fe、 Ca、 Mg、S、K、 Ti共8种元素。
华北石油局录井公司
岩性解释
图谱法
D28-3井不同岩性图谱特征
华北石油局录井公司
岩性解释
图谱法
华北石油局录井公司
最为广泛，因而Ca元
素的含量也最多。
华北石油局录井公司
分析水体变化
华北石油局录井公司
结束语
XRF元素录井能够灵敏地捕捉到地层变化的信息，
在岩性解释、地层判别等方面的研究与应用已日趋
成熟，特别是在灰岩、云岩、火山岩等岩性的识别
上有着其它方法不可比拟的优势。
XRF元素分析所包含的信息非常丰富，还有许多需 要我们去发掘，如岩相古地理、物性分析等方面都 是值得我们深入探索的内容。
出适合地质行业应用的X射线荧光录井仪器，并已
经在内部成功应用。
华北石油局录井公司
X射线录井技术—原理
当高能X射线轰击样品时，原子核外 电子释放出来，出现电子空位。这 时处于高能态电子会跃迁到低能态 来填补电子空位，并释放出来的特 征X射线（X射线荧光）。不同的元 素产生的X射线荧光具有不同能量与 波长，对这些X射线荧光的能量或波 长进行分析就可知道被分析物质的 元素种类与数量。
华北石油局录井公司
11号元素Na到92号元素U
X射线元素录井技术理论基础与试验基础
华北石油局录井公司
X射线技术—岩性解释理论基础
矿物学基础
组成三大岩的主要矿物列表
矿物类别 石英 分子式 SiO2 火成岩 ● 沉积岩 ● 变质岩 ●
长石
X射线荧光元素录井技术在地质上的应用及新进展
X射线荧光元素录井技术在地质上的应用及新进展
王晓阳
【期刊名称】《录井工程》
【年(卷),期】2014(025)002
【摘要】X射线荧光元素录井技术能够检测岩心、岩屑的多种元素含量,获得目标井连续、定量的元素含量数据,为该技术在地质录井中进行多方位的推广应用提供了条件.由于该技术引进到录井行业时间较短,目前主要用来进行岩性解释,并没有充分体现其技术优势.通过介绍“元素含量数据”及其“派生指数”所反映的地质信息,结合沉积岩石学、地球化学等相关学科理论,对该技术在岩性解释、地层划分与对比、沉积相分析和物性评价4个方面的应用进行了探讨,并介绍基于该技术原理的解释评价方法——岩性的数据库比对法、沉积相的元素分析法、页岩元素脆性的回归法等.
【总页数】4页(P39-42)
【作者】王晓阳
【作者单位】中石化华北石油工程有限公司录井分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE142
【相关文献】
1.X射线荧光元素录井技术应用方法研究 [J], 谢元军;邱田民;李琴;张晋元;周小勇;王晓阳;吴早平
2.X射线荧光岩屑录井技术试验及在水平井地质导向中的初步应用 [J], 杜志强;王飞龙;张国龙;曲成;苏亚楠
3.元素录井技术在鄂尔多斯盆地致密砂岩水平井地质导向中的研究与应用 [J], 阎荣辉;田伟志;鲍永海;武星;杨森;沈柏坪
4.元素录井技术在页岩气井地质导向中的应用——以长宁区块L209H25-1井为例[J], 于翔涛
5.元素录井技术在石油地质上的运用 [J], 边继波
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X射线荧光元素录井技术应用方法研究
⑦数据处理:元素分析数据处理为通用数据格式.
2x射线荧光元素录井岩性识别方法
X射线荧光分析仪器可以测量从Na到U的系
列元素,根据地壳中元素组成及含量,地球化学计算
及岩石命名,仪器的结构配置等,选择了能够满足实
际需要的Si,Al等12种元素,用于X射线元素分析
及解释评价j.
引进到石油钻井地质录井中_】],建立了石油钻井岩
屑X射线荧光元素录井技术流程,为岩屑录井突破
技术瓶颈带来了曙光.目前,通过探索性的研究应
用,寻找规律性,建立有效的x射线荧光录井技术
lx射线荧光庀素录片定义及流程
1.1定义
x射线荧光元素录井技术以x射线荧光分析
理论,岩石地球化学理论为基础,在钻井过程中,通
变化与si元素一致,但变化规律性不强,有些砂岩
含量高,有些砂岩含量低.
2.2.2碳酸盐岩
大牛地气田下古生界奥陶系,岩性有灰岩,白云
岩,石膏层,为验证XRF分析在碳酸盐岩地层的应
用效果提供了很好的物质基础.
D47井XRF分析从井深2140m开始,到井底
2584m结束.分析层位为下石盒子组,山西组,太
原组及下古生界马家沟组.图2是D47井下古生
其最终目的是使地质学实现定量化研究.本项目主
要采用数理统计,相关分析等方法开展地层判别方
法研究.
3.1相关性分析法
岩石的母岩不一样,风化,搬运,沉积,成岩作用
不一样,造成元素的分异方式和结果也不一样,反映
在元素的相互关系上也不一样,即不同组段元素的
相关特征是不一样的,主要表现在斜率和截距的变
化,利用元素之间的相关特征可以进行地层的判别
2.1岩性识别方法的建立
元素录井技术在松辽盆地岩性识别中的应用分析
元素录井技术在松辽盆地岩性识别中的应用分析一、元素录井技术简介元素录井技术是一种利用同步辐射X射线荧光技术，对地下岩石进行元素含量检测和分析的方法。
这种技术通过记录地下岩石的元素含量，可对岩石的成分、性质、烃源岩类型等进行分析，是一种非常有效的地质勘探技术手段。
元素录井技术主要包括核实性X射线荧光技术，其工作原理就是利用X射线对样品进行激发，再测量样品辐射出的物质的特征X射线，最后结合岩心分析仪器进行数据分析。
元素录井技术在地质勘探中应用广泛，尤其在岩性识别方面有着独特的优势和价值。
二、松辽盆地岩性识别现状及问题松辽盆地是我国重要的石油、天然气产区之一，地下的地质构造复杂，岩性多样。
传统的岩性识别方法主要包括岩心分析、测井解释等，虽然可以提供一定的岩性信息，但仍然存在一些问题。
岩心分析受到采样点有限、取样时间较长等因素的制约，且只能提供局部岩性信息；测井解释受到井壁条件、沉积环境等因素的限制，无法对全井段进行准确的岩性识别。
如何在松辽盆地对岩性进行准确识别成为了当前亟待解决的问题。
元素录井技术可以全面地、定量地记录地下岩石的元素含量，实现了对全井段的岩性识别。
相比之下，传统的岩心分析和测井解释只能提供有限的岩性信息，元素录井技术的应用，可以为岩性识别提供更为全面的数据支撑。
元素录井技术在岩性识别中的时间和成本消耗较低。
传统的岩心分析需要进行样品采集、制片、观察等步骤，耗时耗力，而测井解释也需要通过现场测井仪器来获取数据，成本较高。
相比之下，元素录井技术无需离开井口就可以进行数据采集和分析，不仅节约了时间成本，还减少了现场作业风险。
元素录井技术在松辽盆地的岩性识别中有着很好的适用性。
由于松辽盆地地下岩石多样，同时还存在岩性复杂、分布不均匀等特点，传统的岩性识别手段难以满足实际的勘探需要。
而元素录井技术可以通过对地下岩石元素含量的分析，综合判断岩石的性质和类型，对于松辽盆地这样的地质构造复杂的区域来说，有着更好的适用性。
x射线元素录井技术的应用研究
通过 Ｌ ８ ６２井 、 ０ 井 、６ 井 、 Ｘ ３ Ｙ１４ Ｌ ９ Ｙ ２ ０等井 的 ｘ射线元素录 井与 自然伽马能谱测井的 Ｋ元素 曲线的对 比， 发现不论是两者之 射线元素录井能够反映地层元素的变化 ， 具有较好地应用价值。
１ 与 测 井 曲线 的 对 比 ． ２
间的数值 ， 还是两者之间的曲线形 态都 十分相似 和接 近 ， 明 ｘ 说 也发生了明显的变化。根据这些变化 ， 依据 区域地质特征 和录井 剖 面， 可依次划分出扇根 、 中、 扇 扇端 、 湖相 等沉积相。
阻率等曲线具有较好的相似性。 初步建立了利用水体指数分析沉积环境的方法， 可以利用元素含量研究岩石成分 的 变化 。初 步建 立 了利 用脆性 指数 、 灰质含 量 、 岩指 数评价 泥 页岩储层 物性 的识 别 、 价 方法 ， 一 步拓 展 了 ｘ 砂 评 进 射 线元 素 录井技 术 的应 用范 围。
．
从 Ｙ ２ ０井 ｘ射线 元 素曲线 与测 井 曲线 对 比图上 看 ， Ｘ３ 有 多条 ｘ射线元 素曲线与 ２５ ．ｍ电阻率 曲线 、自然伽 马曲线具有 较好的对应关 系。 Ｍ 、 ａＦ 等元素 曲线 与 ２５ 电阻率 曲线 如 ｇｃ 、ｅ ． ｍ
呈较好 的反相关 性 ，ｉＫ元素 曲线 与 ２５ ｓ、 ．ｍ电阻率 曲线有 明显 的正相关性 。Ｂ Ｐ 井 ｃ 、 等元素 的 ｘ射线 曲线与测井 电阻 Ｙ １ ａ Ｍｇ 率 曲线具有 较好 的相 似性 ，ｅ Ｋ、 ｌ Ｆ 、 Ａ 等元 素的 ｘ射 线曲线与测
页岩储层评价方面的应用 ， 了其广泛的应用价值 。 显示
１ 与测并资料的对比研究
１ ． 自然 伽 马 能 谱 元 素 曲 线的 对 比 １与
等不 同岩性具有不同的 Ｍ 、 ｅ 素比值 ， 以反映 了不 同的沉 ｎＦ元 可
X射线荧光元素录井在南堡油田潜山卡层中的应用研究
关 键 词 元 素 录 井 潜 山卡 层 风 化 壳 解 释 图 板
中 图分 类 号 ： Ｅ ５ ５ ５ Ｔ Ｐ ７ ． 文 献标 识 码 ： Ａ
０ 引 言
近 年 来 ， 山油 气 藏逐 渐 成 为冀 东 的 南堡 油 田 潜 勘 探开 发工作 的重点 （ 主要 为 奥 陶系 和寒 武 系 碳 酸 盐 岩潜 山 ） 。潜 山储 集 层 类 型 多 为 裂 缝一 洞 型 ， 孔 在
张 国 龙 ， 长青 。 国 庆 。 文 睿 ， 贵 红 。 连 民 ， 旺．Ｘ射 线 荧 光 元 素 录 井在 南 堡 油 田潜 山 卡 层 中 的 应 用研 究 ． 闰 张 赵 沈 平 于 录 井 工 程 。０ ２ ２ （ ）２ —４ ２ １ ， ３ １ ： ０２
摘 要 随 着 Ｐ Ｃ钻 头 、 Ｄ 大位 移 井 和 欠平 衡 井等 钻 井 工 艺 的广 泛 应 用 ， 钻 录 井 中 的岩 屑 变 得 细 小 、 杂 ， 以识 随 混 难 别 ， 卡 准 潜 山界 面 带 来 很 大 困难 。 针 对这 一 现 状 ， ｘ 射 线 荧 光 元 素 录 井技 术 为基 础 ， 南 堡 油 田岩 石 元 素 特 征 给 以 对 进 行 了分析 研 究 ， 合 实 钻 岩 屑 元 素 资 料 ， 作 了岩 性 解 释 图板 ， 分 了 两种 钻 遇 潜 山 类 型 ， 示 了风 化 壳 残 积 层 结 制 划 揭
资料 为基 础 （ 堡 油 田潜 山以 Ｎａ Ｍｇ Ａ１Ｓ 、 Ｓ 南 、 、 、 ｉＰ、 、
Ｃ 、 Ｃ 、 、 Ｃ 、 、 ｅ这 １ ｌＫ、 ａ ＴｉＶ、 ｒ Ｍｎ Ｆ ４种 元 素 为 主 ） 总 ， 结 出一套 适用 于南堡 油 田 的潜 山卡 层新方 法 。该方 法 已在南 堡油 田成 功卡 取潜 山界 面 １ 井 次 ， ２ 卡层 成 功率 达 １ ０ ， 常规 潜 山卡 层 方 法 可 靠 性 有 较 大 ０ 较 提 高 ， 潜 山安 全快 速钻 井方 面起 到 了重 要作 用 。 在
X射线荧光元素录井技术应用方法研究
的分 布 、 配 、 中 、 散 、 生 组合 与迁 移 规律 、 分 集 分 共 演
化历 史 的科学 。岩 石地 球化 学 是近代 岩 石学 和地 球 化学 相互 交 叉所形 成 的一 门边 缘性学 科 。该 学科 通 过对 各类 岩石 中的 主量 元 素 、 量 元 素 和 同位 素 的 微 含量 、 散 与聚集 、 布与演 化 以及 控制 各类 元素 分 分 分 布 与演 化的 各种 因 素 研究 ， 探讨 不 同岩 石 源 区 母 岩 特 征 、 石成 因、 岩 岩石 演化 和岩 石形 成 的构造 环境 等
井 等钻 井 工 艺 的 推广 应 用 所 造 成 的 常规 岩 屑 录 井 方 法 难 以准 确 识 别 岩 性 等 难 题 。 通 过 鄂 尔 多 斯 盆 地 塔 巴 庙 区块 ２ 口井 岩 屑 Ｘ射 线 荧 光 元 素 录 井 技 术 的试 验 性 应 用 ． 步 建 立 了基 本 岩 性 识 别 和 地 层 划 分 的 解 释 评 价 方 法 。 研 ６ 初 究结 果 表 明 ． 素 含 量 变 化 与岩 性 变 化 具 有 很 强 的 相 关 性 ， 射 线 荧 光元 素 分 析 技 术 可 作 为 录 井 岩 性 识 别和 地 层 元 Ｘ 划分 的 新 手 段 ， 时定 量 的 元 素 兮析 数 据 为 岩 性 、 性 、 层 的定 量 解 释 评 价 提 供 了技 术 支 持 。 同 物 地
曲线 具 有 极 强 的负 相 关 性 ； ｅ ＴｉＡ１Ｍｎ Ｓ Ｃ 、 Ｆ 、 、 、 、 、 １Ｐ
⑥ 样 品分析 ： Ｘ射线 荧光 分析 。 ⑦ 数据 处理 ： 元素分析数据处理为通用数据格式 。
２ ｘ射 线 荧 光 元 素 录 井 岩 性 识 别 方 法
Ｘ射 线荧 光分 析仪 器可 以测 量从 Ｎａ到 Ｕ 的 系
xrf元素分析技术在录井现场应用探讨
TECHNOLOGY 技术应用>〉〉X R F元素分析技术在录井现场应用探讨摘要：岩屑录井是地质录井工作的重要内容，随着PDC钻头结合扭力冲击器等新型钻井条件的出现，钻井岩屑变得更加细碎，对于火山岩等复杂岩性，现场通过肉眼或借助显微镜难以准确识别定名。
为了提高岩屑录井质量，论文研究了X射线焚光元素分析技术（X R F)在录井岩屑识别中的应用，通过系统分析不同岩性岩石化学组成，进行统计学研究，建立基于统计结果的元素分析图版，结合元素分析曲线，实现在录井现场快速、准确识别岩性，对于提升录井现场岩屑识别技术水平意义重大。
关键词：X R F元素分析；岩屑录井；图版法；曲线法-Jut___i—_、刖目地质录井在油气勘探开发中发挥重要作用，岩屑录井是 地质录井的重要工作内容，随着钻井提速，PDC钻头等新型 钻井工具得到了大量应用，在钻井提速的同时，造成岩屑细 碎，给岩屑录井带来了难题w。
此外，相较于砂泥岩，火山 岩成分更加复杂，火山岩识别的难点表现在岩石种类多，包 括火山碎屑岩、火山熔岩、熔岩-火山碎屑岩过渡类型，火 山岩化学成分、矿物组成、岩石结构、构造等比砂泥岩更为 复杂®。
常规的岩屑识别手段，如通过肉眼识别或镜下薄片 识别，需要根据区分岩石主矿物、副矿物、岩石结构、构造、结晶程度、颜色、含有物等，受到PD C钻井条件影响，岩屑 颗粒细碎，在空气钻井条件下，岩屑颗粒甚至达到了粉末状，岩石的矿物成分、组成结构、构造特征、含有物等都遭到破坏。
肉眼观察描述需要有深厚的岩石矿物学专业知识和丰富实践 经验，对于砂泥岩识别相对容易，对于火山岩，由于其种类多、成分结构复杂，在录井现场实践经验不足很难完全掌握岩性，导致岩屑难以准确识別，岩屑剖面建立的准确性受到影响。
借助显微镜等传统的录井手段，也难以很好地识别岩性，薄 片鉴定、化学分析等识别技术虽然准确率相对较高，但操作 繁琐、分析周期长、费用高，在录井现场大规模使用不切实际，难以满足录井现场对岩屑快速识别的要求。
X射线衍射仪在油田录井方面应用
X射线衍射仪在油田录井方面应用一、综述随着钻井技术的发展，负压钻井、空气钻井进入了实用阶段，大斜度井、水平井等特殊井型成为主流。
这些技术大幅度提高了勘探开发效益，但是其应用又导致岩屑十分细碎，甚至呈粉末状，传统的依靠肉眼加放大镜来观察识别岩性的方法已不能适应。
同时，随着油气开发的不断深入，钻探目标逐步转向地质条件相对复杂的地区，岩性变化更加复杂，如昆北地区的复杂砂砾岩，东坪地区的变质岩、花岗岩等，都给现场岩性识别带来了很大的困难。
而荧光录井对于矿物鉴定及岩石定性具有很大的局限性。
针对这些生产实际中存在的难题，Olympus便携式X射线衍射仪BTX可能直接分析出岩石的矿物组成及相对含量，并形成了定性、定量的岩性识别方法，为录井随钻岩性快速识别、建立地质剖面提供了技术保障。
二、X射线衍射仪技术介绍X射线衍射分析(X-ray diffraction，简称XRD)，是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。
将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。
Olympus便携式X射线衍射仪采用透射衍射原理，专利样品振动系统以及二维CCD面探测器获取样品的衍射信息，然后通过信号转换，形成衍射图。
图1 Olympus便携式XRD原理图同时，二维CCD能量敏-位敏面探测器也为样品提供了准确的元素定性分析。
三、矿物鉴定/岩性识别每种矿物都具有其特定的X射线衍射图谱，样品中某种矿物含量与其衍射峰和强度成正相关关系。
在混合物中，一种物质成分的衍射图谱与其他物质成分的存在与否无关，这就是X射线衍射做相定量分析的基础。
X射线衍射是晶体的“指纹”，不同的物质具有不同的X射线衍射特征峰值(点阵类型、晶胞大小、晶胞中原子或分子的数目、位置等)，结构参数不同则X射线衍射线位置与强度也就各不相同，所以通过比较X射线衍射线位置与强度可区分出不同的矿物成分。
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X射线荧光元素录井技术及展望
付海赵思光（西部钻探吐哈录井工程公司，新疆吐鲁番838202）
在录井领域，X射线荧光元素录井技术现在还并没有得到普遍的推广和使用。
然而，随着信息技术的不断发展和钻井技术的不断前进，X射线荧光元素录井技术必将会在录井领域大展拳脚。
标签：元素录井；光谱分析；录井技术；X射线
在油气钻井过程中，及时准确地识别地层岩性极为重要。
那么随着新钻井工艺的前进和发展，X射线荧光元素录井技术可以有效的解决这些问题。
因此，将来若干年内X射线荧光元素录井技术将会在录井领域的岩性识别方面有极为重要的用途和极好的发展前景。
1 X射线荧光元素录井的含义
X射线荧光元素录井技术就是地層中的一些元素在X射线照射下会产生X 射线荧光，而不同元素产生的荧光的特点不同，不同元素的对应产生荧光有特征标志的波长和能量，那么就可以利用X射线来区分这些不同的地层元素。
经过大量的实践证明了，不同的岩性、不同的地层中的元素组合是有规律的，那么就可以用X射线来区分岩样中的元素组合，进而判别出岩屑的岩性，当然也就可以区分不同的地层了。
这就是X射线荧光元素录井技术。
X射线荧光元素录井技术分析岩屑中各元素的含量。
分析的元素包括Mg、Al、Si、Ca、Fe、Mn、K、CI、S、Ti、P、Ba等12种元素，这些元素占地壳物质总量的99.48%以上，因此具有代表性。
这些元素基本反映了石油地层中主要矿物的指示元素。
当矿物的化学成分稳定时，矿物元素含量基本保持不变。
通过分析荧光的光谱来区分不同的元素及其的含量，再通查表找出不同的元素及其的含量对应的不同岩性，这就是X射线荧光元素录井技术的核心思想。
2 X射线荧光元素录井的分析方法
X射线荧光元素录井技术的荧光分析流程。
X射线荧光元素录井技术流程有如下主要有以下几步：样品采集，样品干燥，挑选样品，粉碎样品，粉末压片，样品分析，X射线荧光分析；数据处理，元素分析数据处理为通用数据格式。
其中的数据处理是非常重要的一个环节，而元素定量分析的关键就是基体效应的校正。
基体效应是物质的多种元素在X射线的照射下会产生的一种效应，这种效应会影响对荧光光谱分析的准确性。
基体效应是指基体化学组成和物理、化学状态对荧光光谱强度分析的影响。
只有在消除基体效应的影响的前提下，这种方法才比较可靠。
通过这几步，得到X射线荧光光谱图，利用X射线荧光光谱图来分析岩样中的各种地层元素的种类和含量，进而推出岩屑的岩性。
3 X射线荧光元素录井分析原理
定性的原理：特征X射线内层电子能级之间的跃迁，所以反应了该原子结构特征与元素的种类有关。
每一种元素的特征X射线其谱线的波长和强度是确定。
不同元素的同名谱线，其波长随原子序数的增大而减少。
定量的原理：在指定的波长下，X射线的荧光强度与其对应的元素的含量成正比，即X射线的荧光强度越强对应的元素的含量也就越多。
则根据这俩条原理就可以X射线的荧光强度定性和定量地分析了。
具体的分析过程如下：
元素录井是利用X射线荧光岩屑分析仪测量岩屑样品中各元素的谱图，通过分析仪器所得到的谱图，在利用相关的软件，处理谱图，的到各元素的类别和它们对应的含量。
还有一个最重要的原因就是由于井底清洁度引起的，井底不清洁，导致上返的岩性并不是对应层位的岩屑，这导致的谱图差异，无法避开。
4 X射线荧光元素录井可行性和展望
X射线荧光元素录井这一技术在一些生产实践证明，判别岩性的准确度均大于65%。
这说明了利用X射线荧光元素录井技术来识别岩性是可行的。
随着钻井工艺不断革新，比如PDC钻头、空气钻井等的兴起，那传统的岩屑录井方法将会受到更大的挑战，也将会越来越难以适应钻井工艺的要求。
X射线荧光元素录井技术和传统的岩性录井技术相比较。
这项技术避免了认为人为的经验所造成的对岩屑岩性判别的误差；而且能够灵敏地捕捉到地层变化信息，在岩性判断、层位卡取等方面是常规录井手段的有益补充，特别在碳酸盐岩、膏岩等特殊岩性等的方面和传统的录井技术相比有非常大的优势。
这项技术是从定量的角度来分析的。
就像现场荧光录井技术一样由过去的定性到现在的定量。
当然这项技术还有许多需要改进的地方，现在还需要不断地对它进行完善，从而适用于现场录井的各种情况。
现代信息技术的三大支柱是传感仪表技术、网络通信技术和计算机技术。
而我们的录井方面的信息技术的缺陷是非常大的，现场许多的数据的测量都是只用到简单的传感器的相关技术，而比较少的将录井技术与新兴的各种网络和计算机技术相结合。
以至于各种新的新兴的录井技术难以发展，而现在的一些录井新技术也是从国外引进过来的。
所以，现在的录井越来越难以满足钻井工艺的要求，以至于录井技术与工程在石油行业越来越难以立足并成了理所当然了。
所以当下之急不仅要加强录井方面理论的建立，以利于录井的稳定发展，另一方面，很重要的就是要加强对录井新技术的研究和发展。
而这里所提到的X射线荧光元素录井技术就是其中的一项新兴的技术，我们应该要不断的对其进行应用和完善。
只有在加强录井方面理论建立的同时，还不忘发展新的录井技术。
只有这样录井才能扎根石油行业，体现出录井作为石油开采的眼睛的正真的作用，取得测井等所无法取代石油开采过程中产油评价和安全监控等的重要地位。
参考文献：
[1]吴征铠.分子光谱学专论[M].北京：科学技术出版社，1999.
[2]卡特钦科夫.岩石的光谱分析[M].北京：中国工业出版社，1965.。