变质岩岩性识别技术综述

5
○3 确定元素含量与岩石骨架属性的关系： 利用元素含量与岩石骨架属性的交会图可以确定元素含量与测井响应的相互关系。下例中，随 着铁、镁、钙、钛、等元素含量的增加，骨架密度、骨架光电吸收截面、骨架中子、骨架俘获截面 的数值增大；随着硅、钾、钠等元素含量的增加而减小。
岩性密度 光电吸收截面 补偿中子 俘获截面
4
3928
3932
GR(API)
200
2
CAL(in)
2 34
2
RS(Ω·m)
20000
0
RT(Ω·m)
20000
140
2
RMLD(Ω·m) 20000
42
Pe(B/e) AC(μs/ft) DEN（g/cm3）
CN(%)
20
测井
40
解释
岩性
3
剖面
-18
3572 3576 3940 3944
3240 3244 3852 3856 3332 3336
黑云斜长片麻条带状混合岩 碱性长石 0～30%，
混合片麻岩类
斜长混合片麻岩 二长混合片麻岩
斜长石 30～60%、黑云母 5%～12%、石英 10%～30% 碱性长石 5%～15% 斜长石 30%～50%、黑云母 5%～15%、石英 10%～20%、 碱性长石 20～40%
斜长混合花岗岩
斜长石 50%～70%、黑云母 0%～5%、石英 20%～40%
花岗岩类
花岗斑岩
斜长石 15%～25%、黑云母小于 5% 石英 25%～30%、 碱性长石 40%～50%
辉绿岩类
辉绿岩
斜长石 50%～60%，辉石 40%～45%
煌斑岩类
闪斜煌斑岩 云斜煌斑岩
角闪石 30%～45%，斜长石 55%～70% 黑云母 30%～45%，30%～45%
2.基于岩石物理的测井响应机理分析技术
究
学
定
造
术的辅助，按照岩石学的分类命名原则（依据矿物组合特
征和结构构造），将变质岩和变质岩密切相关的侵入岩两
大类岩石进行岩石的地质学分类。 u 适用范围：
地质学分类
该技术适用于所有岩性。
u 实例：
按照岩石学的分类命名原则（依据矿物组合特征和结构构造）将某地区岩石岩性划分为两大类
岩石 23 种岩性。
2
长英质粒岩类
黑云变粒岩 角闪变粒岩
斜长石 30～65%、黑云母 20%～40%、石英 10%～30%、 碱性长石 0～30% 斜长石 30～65%、角闪石 20%～40%、石英 10%～30%、 碱性长石 0～30%
角闪质岩类
斜长角山岩 角闪石岩
角闪石 50%～75%，斜长石 30%～40%，石英 5%～10% 角闪石大于 75%，斜长石小于 25%
长英质碎斑岩
长英质矿物 70%～90%，其它 10%～30%
辉长闪长玢岩
斜长石 60%～70%，暗色矿物 30%～40%
闪长岩类
闪长玢岩
斜长石 40%～50%、黑云母 5%～25%、石英 5%～20%、 碱性长石 10%～20%
安山玢岩
花岗闪长玢岩
斜长石 40%～50%、黑云母 5%～10%石英 15%～25%、 碱性长石 15～25%
变质岩岩性识别评价技术
岩性识别技术系列是整个变质岩测井评价技术的基础。
变质岩测井响应特征主要是岩石的矿物成份、孔隙结构、孔隙（包括次生孔隙）及孔隙流体等
综合反映，而变质岩矿物组份的不同，即岩性的不同是测井响应的内在因素。
因变质岩岩石矿物的复杂多样性，准确识别的难度较大，因此从岩矿分析入手，加强变质岩的
硅(Si) 钠(Na) 钾(K)
岩石
混合花岗岩—〉 混合片麻岩—〉
片麻岩—〉 角闪岩
酸性侵入岩—〉 中性侵入岩—〉
基性侵入岩
测井
岩性密度 补偿中子 光电吸收截面 俘获截面
自然伽马
u 适用范围： 该技术适用于所有岩性。
3.岩性测井学分类技术
u 技术定义： 由于测井测量岩石矿物变化精度的限制，测井曲线响应特征尚不能精确地区分岩石矿物成分及
数学、交会图等技术，实现了对岩
性的定性分析、定量评价和自动识 别，达到准确识别岩石的目的。
酸性岩类
中性岩类
基性岩类
1
（一）基于岩石测井响应机理的岩性测井分类技术
1.岩性地质学分类技术
u 技术定义：
进行岩石的识别首先要对地区的岩石类型进行研究，对岩石进行科学的有效的地质学分类。岩
石的地质学分类是岩石岩性识别的基础。
岩石矿物物理特征研究，是用测井资料准确识别变质岩岩性的有效途径。
岩性识别技术系列是以岩心、
岩屑与测井相结合的方法建立了一
套完善的岩石地质分类方案及技术
规范，并以岩石物理学为基础，通
过测井响应机理研究，确定岩石的 测井分类方案，同时综合利用常规
混合岩类
片麻岩类
角闪岩类
测井资料、地层元素测井资料、成
像测井资料，结合神经网络、模糊
○1 确定敏感元素： 通过岩心分析测量出岩石所含元素，制作出不同岩性氧化物百分含量交会图，分析岩石中所含 的氧化物之间的相关性，确定反映岩性敏感的元素。 下例中岩石中所含的氧化物 SiO2 与 Fe2O3、FeO、MgO、具有很好的负线性相关性，与 CaO、 TiO 负线性相关性稍差一些；与 K2O+Na2O 有一定的正线性相关，与 Al2O3 的相关性不是很强，但 AL 对中性岩浆岩较敏感，由此确定反映岩性敏感的元素主要有 Si、Fe、Mg、Ti、其次为 Na+K、 Ca、Al（对某些岩性—中性岩浆岩比较敏感）。
u 技术定义： 岩石测井响应机理是测井识别岩性的理论基础，通过该技术建立了岩性与测井响应特征的对应
3
关系。 u 技术原理：
该技术基于岩石物理，通过钻井取芯、井壁取芯、岩屑录井等技术得到第一性的岩石资料，通 过实验室的岩心分析化验，分析岩石中各种氧化物的含量确定出反应岩性敏感的元素，根据敏感元 素在不同岩石中的含量分布规律及含量分布与岩石骨架属性的关系，建立岩性与测井响应特征的对 应关系。 u 技术流程：
按照变质岩及与其密切相关侵入岩的矿物组合、结构 室 岩 岩
矿
内石 心
物
和构造特征的不同，将变质岩及与其密切相关侵入岩的划
与
物
与
组
分为不同的类型。
室理岩 测合
u 技术原理：
外与屑 井和 综岩系 技结
运用室内与室外综合研究的方法，依据岩石物理与岩 合 石 统 术 构
研化 鉴
构
石化学相关原理，结合岩心与岩屑系统鉴定技术和测井技
○4 确定岩石-主要矿物（元素）-测井关系： 下表就是某区块主要岩石-主要矿物（元素）-测井关系表，从表中可以看到岩石-主要矿物（元 素）-测井关系紧密，呈现显著的相关性。
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岩石 测井
矿物 元素
主要 矿物 含量
暗色 矿物
浅色 矿物
元素 含量
黑云母 角闪石 辉石
石英 斜长石类 碱性长石
类
铁(Fe) 镁(Mg) 钛(Ti) 钙(Ca)
④角闪岩类
斜长角闪岩、角闪石岩
花岗岩
⑤酸性岩类
花岗斑岩
岩浆岩
⑥中性岩类
⑦基性岩类
花岗闪长斑岩（玢岩）
闪长玢岩 辉绿岩 闪斜煌斑岩 云斜煌斑岩
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（二）岩性识别技术
变质岩测井响应特征主要是岩石的矿物成份、孔隙结构、裂缝及孔隙的发育程度及孔 隙流体等综合反映，而变质岩矿物组份的不同,即岩性的不同是测井响应的内在因素。
混合岩化黑云（角闪）斜长变粒岩
④角闪岩类
角闪岩 斜长角闪岩
测井曲线形态特征
密度-中子
自然伽玛
“绞合状”
或
中、高“锯齿状”
“正差异”
小的“负差异” 或
“绞合状”
中、高“锯齿状”
小的“负差异” 或
“绞合状”
中、高“锯齿状
大的“负差异”
低 “平直状”
⑤酸性岩浆岩类 花岗岩、花岗斑岩
较大的“正差异” 中、高 “平直状”
含量的较小变化。岩石测井学分类技术的目的是把岩石地质分类确定的各种岩性按测井能识别的精 度进行归类，以达到测井曲线能划分出岩性的要求。所谓测井岩性归类，就是将岩石矿物成分及含 量接近的变质岩岩石或侵入岩岩石进行归类。 u 技术原理：
为建立岩性与测井响应的对应关系，首先根据区块内所有井的测井资料统计出常规测井曲线的 响应类型，然后针对不同的测井响应类型，对钻井取心、井壁取心、岩屑录井等第一性资料进行系 统鉴定，依照鉴定结果（岩石类型及岩矿性质）来标定不同的测井响应特征。进而在岩矿岩性分类 的基础上，对矿物成份相近，测井响应特征等相似的岩性进行归类，建立测井岩性分类方案。 u 技术流程：
地质大类 常规测井分类
主要岩石名称
变质岩
斜长混合花岗岩
二长混合花岗岩
斜长浅粒岩 ①混合花岗岩类
长英质碎裂岩
长英质碎斑岩 长英质碎粒岩
条带状混合岩
②混合片麻岩类
角砾状混合岩 斜长混合片麻岩 二长混合片麻岩
③片麻岩类
黑云斜长片麻岩 角闪斜长片麻岩 黑云（角闪）斜长变粒岩 混合岩化（角闪）黑云斜长片麻岩 混合岩化（角闪）黑云斜长变粒岩
①首先对测井资料进行环境影响校正； ○2 在地质学、岩石物理学研究的基础上，选择自然伽马，补偿中子、岩性密度、声波时差等对 岩性反应敏感的测井项目，根据曲线的形态、特征值及曲线之间的匹配关系进行区块内测井响应特
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征类型划分； ○3 通过岩心等第一性资料的分析数据（岩石定名、矿物含量等）刻度测井曲线的响应特征，对
混合花岗岩类
二长混合花岗岩
斜长石 10%～40%、黑云母 0%～5%、石英 15%～25%、 碱性长石 20%～60%