中南测录井公司地质工程师手册之岩石描述方法.doc
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1、中南测录井公司地质工程师手册岩石描述方法1. 岩屑描述的基本方法1.1 岩屑描述前的准备工作1.1.1 资料上的准备。a 地质工程师在开始岩屑描述之前必须认真学习钻井地质设计,熟悉正在施工井将要钻遇的地层层序、组段特征、岩性特征、含油气特征、标志层特征、古生物特征、岩性预测、油气预测、岩屑录井要求等。b 查看邻井及区域地质资料,了解区域构造、地层、断层的展布情况,熟悉施工井区的地层、断层在空间和时间上的变化情况,分析在施工井可能出现的变化。c 收集邻井资料,做好井间地层柱状剖面对比图。d 收集将要描述井段的钻时数据、气测数据及相关钻井参数(包括钻头类型、钻头新旧程度、钻压、排量、起下钻位置、加
2、单根位置、循环钻井液位置等参数)。1.1.2 物资上的准备a 准备好岩屑描述用的岩屑描述薄、2H铅笔、单面刀片、橡皮擦、草稿本。b 准备好做岩石简易实验的稀盐酸(510%)、镁试剂(10%)、氯仿、酒精灯、滤纸。c 准备好装岩屑的盘子、挑岩屑用的镊子、采样用的袋子(大、中、小不同规格)。d 调试好观察岩屑用的双目镜,准备好放大镜(10倍或20倍)、荧光灯及标准对比系列等。1.2 岩屑的粗描工作1.2.1 原始资料收集a 地质工程师每天到达工作岗位后,应首先收集将要描述井段的钻时、气测、工程参数资料(包括钻头类型、钻头新旧程度、钻压、排量、起下钻位置、加单根位置、循环钻井液位置等参数)。b 对照
3、钻井地质设计,了解将要描述井段的岩性特征。c 按照远看大套分层,近看岩性变化的原则,对岩屑进行粗描。通过远看找出大套岩性组合的变化点,确定分层位置和地层界线位置(岩屑未干时,在岩屑晾晒场地进行)。近看就是逐包细查岩屑百分比的变化,确定岩石单包定名。1.3 岩屑细描工作经过在岩屑晾晒场地的粗描,基本上形成了描述段岩性的初步轮廓,但要具体确定每一包砂样的岩性,还需对干燥后的砂样进行细描。a 细描时要认真查看新岩屑出现的位置,仔细检查砂样中不同类型岩石含量的变化情况,进一步落实岩性分层界线的井深,并对大套观察时初步分层界线进行校正。(有时候大套观察所划分的岩性分层界线会比实际界线推后12个捞砂间距)
4、。b 通过观察和借助双目镜、放大镜、小刀和各种化学试剂来判定岩石性质。要观察、描述岩石颜色、矿物成分、结构、构造、含油气性、化石、含有物、孔洞裂隙(缝)发育情况、次生变化等,按照综合定名原则对岩石定名。综合命名通式:颜色+含油气情况+构造+结构+成分。如褐灰色油浸厚层状中粒岩屑长石砂岩。(岩屑、岩心描述时构造不参与定名)。c 通过肉眼观察和借助荧光灯、氯仿等化学试剂以及滴水试验来确定储集岩的含油气性。d 通过湿水、滴酸和手搓来确定泥质岩的吸水性、可塑性以及灰质含量。通过手感及牙咬来确定泥质岩的含砂情况;根据泥质岩的颜色和污手情况来确定其含有机质情况。e 对于不能确定或有疑虑的岩石,先临时定名,
5、再采薄片样品,送实验室鉴定。1.4 关于岩屑百分比岩屑百分比是分包岩石定名的根本依据,因此,在岩屑细描时一定要认真观察砂样中岩屑百分比的变化情况。一般情况下,岩屑百分比与岩性之间存在以下关系:a 一包砂样中新出现的成分代表岩石的换层,一般情况下,新成分出现,并呈现不断增加的趋势,表明进入了一个新岩性层。新岩性的岩屑百分比应大于50%,如果小于50%则要考虑半包定名。b 如果新岩屑出现的比例较低(一般含量低于30%),并且不呈增加趋势,而是一出现就减少并被别的成分代替,说明该新出现成分为薄层或条带。c 一般情况下,单包定名岩性的岩屑百分含量应大于70%,上一层岩屑的拖尾不应该超过两包,正常情况下
6、为两包,首包拖尾岩屑的百分含量应小于或等于30%,末包拖尾岩屑的百分含量应小于或等于10%。d 半包定名时,其岩屑百分比的含量应在50%左右,一般情况下是新出现岩性含量略少,约4050%,老岩性的含量略高,约占5060%。正常情况下,捞砂间距为1包/1米时,不考虑半包定名,只有特殊层位、标志层、地层分界线处才考虑半包定名。对于捞砂间距大于1包/1米的井段,则可以根据钻时、岩屑百分比及其它参数决定是否半包定名。e 岩屑百分比是一个目估的非精确数字,因此其精度不会太高,在数字上采取5进制即可,如5、10、15、20、25、30等,但特殊矿物是不受此限制的,如充填裂缝、溶洞的结晶方解石、石英,指相矿
7、物黄铁矿、海绿石等以及生物化石、砾石等要用精确的百分数来表示,如用1、2、3、4、5、6、1%等来表示其含量。1.5 分层描述原则a 岩性分层综述优先考虑不同大类岩石之间的组合关系。如泥质岩类包括泥岩、页岩、(含)粉砂质泥岩、(含)砂质泥岩、(含)灰质泥岩、(含)云质泥岩、(含)炭质泥岩等与砂岩类(含过渡性砂质岩)的组合关系;泥质岩类与碳酸盐岩类(灰岩、白云岩及过渡性碳酸盐岩)的组合关系;泥质岩类与火成岩类(岩浆岩、火山岩及沉积火山岩)的组合关系;泥质岩类与变质岩类(板岩、千枚岩、片岩、石英岩、变质砂岩、大理岩、片麻岩、碎裂岩、糜棱岩等)的组合关系;砂质岩类与碳酸盐岩类的组合关系;砂质岩类与变
8、质岩类的组合关系;砂质岩类与火成岩类的组合关系;碳酸盐岩类与变质岩类的组合关系;碳酸盐类与火成岩类的组合关系;火成岩类与变质岩类的组合关系等。b 当不存在异类岩石组合关系时,再考虑同类岩石间的组合关系。如某井段全部为泥岩和灰质泥岩、粉砂质泥岩时,此时才考虑泥岩与灰质泥岩、粉砂质泥岩间的组合关系。再如某井段全部为灰岩,其中有泥晶灰岩和泥晶砂屑灰岩、亮晶砂屑灰岩,此时应考虑这三种灰岩之间的组合关系。c 在描述分层岩石组合关系时,要按下列规定描述:按两种以上不同岩性的单层厚度比来划分:单层厚度比为2:1者称等厚互层;2:1_5:1者称略等厚互层;5:1-10:1者称不等厚互层;10:1者称夹层。对于
9、三层间的组合关系即两层相同岩性中间为一层不同岩性时,其厚度比5:1者,其组合关系为夹层(上、下两层相同者夹中间一层不同者);其厚度比5:1者(指中间层的厚度大,上下层的厚度小),其岩性组合关系为“*岩(中部的岩石),顶、底部为岩”。分层组合中出现两种以上组合关系时,应取其最低层次的组合关系,如出现等厚略等厚互层时,应取略等厚互层。岩性组合呈渐变关系时,即自上而下(或自下而上)岩性的组合关系呈渐变形式,从一种组合关系变成另一种组合关系,而又不好将其分为两层或多层时,可采用复合命名法即采用两种组合关系联合综述。如略等厚不等厚互层、等厚略等厚互层等。特别说明:关于岩性组合关系中各种互层类型另外一种理
10、解是该分层中的一类岩石的最厚层与另一类岩石的最薄层间的厚度比来决定其组合关系类型,而不考虑其相邻层的组合关系。(甲方有要求时,可按此种理解执行)。d 关于岩性分层描述的几种规定或惯例。一般情况下,每个分层的厚度不应超过30m(个别层位、特殊层位分层厚度可以超过30m);所分小层应以砂岩或其它储集岩作底(特殊情况下泥岩也可以作底);参与岩性定名的油气显示层必须单独分层描述,不管其厚度多大;特殊标志层必须单独分层描述;同种岩性中间不能划开;不同的岩石组合特征层应尽可能分开描述;小层分层不能跨地层界线与时代;一个油气显示层中间不能划开;小层分层时应尽可能考虑工区已有划分习惯和油砂组的岩性组合;应尽量
11、避免薄的单层岩性分层;油气显示应放在该油气显示所在层的岩性描述之后描述。e 岩屑分层描述的内容包括以下几方面:层号、井深、视厚、层位、分层岩性组合、岩性特征描述(具体描述内容、方法在下节中叙述)、油气显示情况。一般情况下其描述顺序为:砂质岩类(砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩),碳酸盐岩类(灰岩、白云岩及其过渡岩性),火成岩类(侵入岩、喷出岩、火山沉积岩),变质岩类,化学沉积岩类(盐岩、石膏等),泥质岩类。碎屑岩特征描述按照从粗到细的顺序来进行。 f 其它需要描述或标注的内容包括:在对应的采样位置标注采样编号、地层分层界线(在备注栏中注明)、开始描述之前应将施工井的概况、常规地质录井要求等
12、写在最前面。每个组段分层描述结束后,应将组段特征进行总结归纳,描述在该组段最后一层之后。标志层、油砂层组应在岩性描述后加以说明。2碎屑岩描述方法岩屑观察描述过程中应剔去泥皮、掉块等假屑,目估各种岩屑百分含量变化,遵循逐包鉴定,上下对比,大套观察,分层描述的原则。岩性描述的内容包括颜色、矿物成分、结构、构造、含油气性、化石、含有物、孔洞裂隙(缝)发育情况、次生变化、物理化学反应特征等。2.1 颜色描述以干燥、新鲜面为准,要求采用“复合色”的描述方法(主要颜色在后,次要颜色在前,如褐灰色,灰绿色、黄灰色等);两种颜色混杂时,主要颜色放在前面,次要颜色放在后面,如“灰色、灰绿色”,灰色为主要颜色;多
13、种颜色相互混杂时,两种以上的含量相互接近时,用杂色表示。2.2 碎屑岩粒度分级及定名2.2.1 粒级划分标准表1 碎屑岩粒级划分表岩 石 名 称粒 径(mm) 值巨砾(角砾)岩64-6粗砾(角砾)岩16-64-6-4中砾(角砾)岩4-16-4-2细砾(角砾)岩1-4-20粗 砂0.5-11-0中 砂0.25-0.52-1细 砂0.125-0.253-2极细砂0.0625-0.1254-3粗粉砂0.0313-0.06255-4细粉砂0.0157-0.03136-5泥0.015762.2.2 砂岩结构定名方法a. 优势粒级定名法:岩石中某个粒级的含量50%,其它粒级含量均20%,则以50%的那种粒
14、级命名。b. 主、次粒级定名法:岩石中两种粒级的含量均50%,又都35%,则分主次联合命名,次要粒级(量少者)放在前面,主要粒级(量多者)放在后面。c. 不等粒砂岩的命名:岩石中有三种粒级相近,每个粒级含量都50%,但都20%,任何两种粒级含量之和又70%时,则称为不等粒砂岩。d. 砂、泥岩过渡型岩石分类定名如表:表2 砂泥岩过渡岩性分类表岩 石 名 称含 量(%)砂 质泥 质砂 岩95-1005-0含泥质砂岩75-9525-5泥质砂岩50-7550-25砂质泥岩25-5075-50含砂质泥岩5-2595-75泥 岩0-5100-952.2.3 砾岩和角砾岩的分类及命名2.2.3.1 粒度分类
15、:a. 砾石含量50%者称砾岩b. 砾石含量在30-50%之间者称砂砾岩c. 砾石含量在10-30%之间者为砾质砂(泥)岩d. 砾石含量1、10%为含砾砂(泥)岩2.2.3.2 圆度分类砾岩:圆状、次圆状砾石含量50%角砾岩:次棱角状、棱角状砾石含量超过砾石总量的50%。2.2.3.3 成分分类a. 单成分砾(角砾)岩:成分单一,某成分砾石占75%以上,叫砾(角砾)岩。b. 复成分砾(角砾)岩: 砾石成分复杂,由两种或两种以上岩石成分组成,亦统称砾岩(角砾岩)。2.3 碎屑岩成分命名2.3.1 成份分类 a. 按杂基含量分类。杂砂岩:杂基含量15%。(净)砂岩:杂基含量15%。b. 按石英、长
16、石、岩屑相对含量分类(见下图) Q(石英) 100 1 95 2 3 75 4 5 6 7 F(长石) R(岩屑) 100 75 50 25 100 图1 砂岩和杂砂岩按碎屑组分的划分1石英砂岩或石英杂砂岩; 2长石石英砂岩或长石石英杂砂岩; 3岩屑石英砂岩或岩屑石英杂砂岩;4长石砂岩或长石杂砂岩; 5岩屑长石砂岩或岩屑长石杂砂岩; 6长石岩屑砂岩或长石岩屑杂砂岩;7岩屑砂岩或岩屑杂砂岩石英单元Q:石英、燧石、石英岩,其它硅质岩岩屑等,反映成分熟度。长石单元F:各种长石及花岗岩、花岗片麻岩类的长石岩屑。在一定程度上反映气候、风化作用、母岩性质及物源区。岩屑单元R:各种火山岩、板岩、千枚岩、结晶
17、片岩等变质岩、沉积岩及云母、绿泥岩等岩屑 。F/R的比率既反映物质来源,又反映大地构造状况。2.3.2 综合命名通式颜色+含油气情况+构造+结构+成分。如灰白色油斑块状细粒长石石英砂岩。钻井地质中构造不参加定名,但需描述。a. 以某粒级含量50%为基本名称。如:细粒石英砂岩b. 某填隙物含量25-50%,应参加定名。如泥质细砂岩c. 特殊矿物:如海绿石、铜等,也应参加定名。如含铜砂岩d. 岩屑砂岩中,某一种单一岩屑含量75%时应将岩屑名称参加定名。如:玄武岩质岩屑砂岩、安山岩质岩屑砂岩。e. 当砾岩或砂岩由三种粒级组成,各粒级含量都25%而50%时,称不等粒砂(砾)岩。若一种粒级25%,另两种
18、粒级都25%而50%时,两种占优势的粒级参加定名,多者放后。如砂岩细砂级占35%,中砂级占20%,粉砂级占45%,称细-粉砂岩。2.4 磨圆及分选2.4.1 颗粒形状:根据岩石颗粒磨蚀圆化程度划分为四级a. 棱角状:棱角明显。b. 次棱角状:部分棱角明显。c. 次圆状:部分磨圆良好。d. 圆状:磨圆良好。2.4.2 颗粒分选程度分为三级a. 分选好:某一粒级含量75%。b. 分选中等:某一粒级含量为50%-75%。c. 分选差:两种以上粒级含量都50%。2.5 胶结物、胶结类型及程度2.5.1 胶结物的成分常见的有泥质(粘土质)、灰质、白云质、铁质、硅质、石膏质等。一般可用简易试验鉴定。2.5
19、.2 胶结类型及程度胶结类型可分基底式、孔隙式、接触式及其过渡类型,大都需在放大镜下判定。现场可观察胶结程度,一般分为四级:a. 松散:多为泥质胶结,且胶结物含量少,常呈粒状。b. 疏松:一般为泥质(粘土 )胶结,岩石容易捻碎。c. 较疏松:胶结物含量较多,主要为泥质,有时少量灰质胶结,岩石用手可以捻碎成颗粒状,但较困难。d. 致密:胶结物含量多,多为灰质、白云质、铁质或硅质胶结,岩石不能用手捻成颗粒。3. 泥质岩的描述方法一般描述颜色、质纯性、吸水性、可塑性、造浆性、硬度、加酸反应等,结核、化石、有机质丰度分布特征、岩层倾角、接触关系等也要详细描述。泥质岩的物理性质如下:3.1软硬程度a.
20、软:用指甲可刻动。b. 较硬:用小刀可刻画。3 硬:用小刀用力才能刻画。3.2可塑性a. 好:吸水后可揉成细条而不易断裂。b. 中等:吸水后可揉成细条而易断裂。c. 差:吸水后不能揉成细条。3.3 断口:受外力敲击后发生的断裂面a. 平坦状:断口平坦,但不均匀,无一定方向。b. 贝壳状:断面呈圆滑的曲面,有的还有同心圆纹,似贝壳的内膜。c. 参差状:断面粗糙,参差不齐。d. 鱼鳞状:断面呈参差状断口,并可呈小片剥落。e. 锯齿状:断口象锯齿。4. 煤的描述方法4.1 煤的描述内容一般描述颜色、光泽、断口、可燃性等。4.2 煤的分类及各种煤的特征煤主要按级别和物理结构分类,前者主要根据煤的变质程
21、度分类,后者主要是生物岩石学分类。目前煤的常用分类有:褐煤、烟煤、无烟煤、烛煤及藻煤等,其主要特征如下:(1)、褐煤:褐色或褐黑色、光泽暗淡、断口粗糙、燃烧快、火焰带烟,通常具木质构造残留。(2)、烟煤:黑色、半金属光泽,具贝壳状断口,燃烧快,火焰带烟,常具明暗相间的纹层。(3)、无烟煤:亮黑色、半金属光泽,具贝壳状断口,燃烧略慢,火焰高,少烟,热量大。(4)烛煤及藻煤:灰灰黑色,油脂光泽,具贝壳状断口,易燃,火焰长、带烟,无层理。其中烛煤常由孢子、树脂木片等微小碎屑及暗煤组成。藻煤则常含大量油质海藻。其中烟煤有四种变种:镜煤、亮煤、暗煤、丝煤。其特征如下: 镜煤:亮黑色、半金属光泽,具贝壳状
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