一种泥页岩的分类方法技术

本发明专利技术公开了一种泥页岩的分类方法，包括：从取芯层段泥页岩中采集若干不同深度的泥页岩样品；获取每个泥页岩样品的TOC含量；确定每个泥页岩样品的矿物种类，并获取各种矿物的含量；将每个泥页岩样品中所有隶属于碳酸盐岩矿物的矿物的含量相加得到碳酸盐岩矿物的总含量；对采集的所有泥页岩样品对应的TOC含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量进行Q型聚类，并根据聚类结果对泥页岩进行分类。本发明专利技术能科学地、客观地、定量地对泥页岩分类和研究，体现各种矿物含量和有机质之间的耦合关系，从而挖掘矿物、有机质与沉积环境内在的联系，在页岩油气的勘探和开发中很有理论价值和实际意义。

A classification method of shale

【技术实现步骤摘要】
一种泥页岩的分类方法
本本专利技术涉及石油、地质、矿业勘探和开发
，尤其涉及一种泥页岩的分类方法。
技术介绍
泥页岩中赋存着矿产资源，特别是页岩油气等资源。随着页岩油气勘探开发的迅速发展，泥页岩的分类及研究意义重大。因此，科学地、客观地、定量地对泥页岩进行分类和研究显得十分迫切。目前，泥页岩分类方案主要包括以下两种：基于“三端元”划分原则将页岩分为硅质页岩、钙质页岩、黏土质页岩；将泥页岩划分为纹层状泥质灰岩、纹层-层状泥质灰岩、层-纹层状泥质灰岩和层-块状泥质灰岩。上述第一种分类方案的不足在于：忽略了黄铁矿、钾长石、斜长石等矿物。页岩不仅含有硅质矿物、黏土和碳酸盐岩矿物，还含有黄铁矿、钾长石、斜长石等其他矿物，并且，某些矿物还具有沉积环境的指示意义。另外，其“三端元”划分原则及其依据只是理想模型，缺乏严格的统计学意义，只是人为的将其机械划分，实际上，很多页岩样品硅质矿物、粘土质矿物和钙质矿物很均衡的分布，理论与实际差别较大。上述第二种分类方案的不足在于：缺乏严格的统计学意义，没有考虑到有机碳在泥页岩分类中的作用，难于对不同分类页岩的有机质进行预测。因此，亟需研究一种在考虑硅质矿物、黏土和碳酸盐岩矿物、黄铁矿、钾长石、斜长石等矿物的基础上，体现有机质含量在泥页岩分类的地位的泥页岩分类方法，以进一步挖掘矿物、有机质和沉积环境内在的联系。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的不足，提供了一种泥页岩的分类方法，包括以下步骤：从取芯层段泥页岩中采集若干不同深度的泥页岩样品；获取每个泥页岩样品的总有机碳含量；确定每个泥页岩样品的矿物种类，并获取每个泥页岩样品中各种矿物的含量；将每个泥页岩样品中所有隶属于碳酸盐岩矿物的矿物的含量相加得到每个泥页岩样品中碳酸盐岩矿物的总含量；对采集的所有泥页岩样品对应的总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量进行Q型聚类，并根据聚类结果对泥页岩进行分类。在一个实施例中，在进行Q型聚类之前还包括以下步骤：分别对每个泥页岩样品对应的总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量进行归一化整理，以得到每个泥页岩样品对应的归一化整理后的总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量。在一个实施例中，还包括以下步骤：根据聚类结果分析总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量之间的耦合关系，并挖掘总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量与沉积环境之间的内在联系。在一个实施例中，基于GB/T19145-2003沉积岩中的总有机碳的测定标准获取每个泥页岩样品的总有机碳含量；基于SY/T5163-2010X射线衍射全岩分析标准确定每个泥页岩样品的矿物种类，并获取每个泥页岩样品中每种矿物的含量。在一个实施例中，基于K-means聚类方法对采集的所有泥页岩样品对应的总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量进行Q型聚类。在一个实施例中，所述碳酸盐岩矿物包括方解石、白云石、文石、高铁方解石、铁白云石、菱镁矿、菱铁矿和菱锰矿。在一个实施例中，所述非碳酸盐岩矿物的矿物包括石英、黏土、硬石膏、方沸石、钾长石、斜长石、重晶石、石盐、黄铁矿和云母。在一个实施例中，根据聚类结果将泥页岩分为高碳含硅质黏土质页岩、富碳含黏土质硅质页岩、富碳含硅质黏土质页岩、富碳含硅质黏土质灰质页岩、含碳含硅质黏土质页岩和高碳含黏土质硅质页岩。在一个实施例中，所述高碳含硅质黏土质页岩的沉积环境为深水陆棚，所述高碳含硅质黏土质页岩受陆源物质输入的影响；所述富碳含黏土质硅质页岩的沉积环境为深水陆棚，所述富碳含黏土质硅质页岩中的石英的成因包括生物质成因；所述富碳含硅质黏土质页岩的沉积环境为深水陆棚，所述富碳含硅质黏土质页岩受陆源物质输入的影响；所述富碳含硅质黏土质灰质页岩的沉积环境为深水陆棚，所述富碳含硅质黏土质灰质页岩受碳酸盐岩台地的影响；所述含碳含硅质黏土质页岩的沉积环境为浅水陆棚，所述含碳含硅质黏土质页岩在沉积的过程中有大于预设阈值的硅质和黏土的输入；所述高碳含黏土质硅质页岩的沉积环境为深水陆棚，所述高碳含黏土质硅质页岩中的部分硅质源于生物成因。在一个实施例中，对于总有机碳的含量大于3.0％的泥页岩，其碳酸盐岩矿物的含量小于10％，黄铁矿的含量大于4.5％，其沉积环境为深水陆棚，该泥页岩中的部分硅质源于生物成因。与现有技术相比，本专利技术的一个或多个实施例可以具有如下优点：本专利技术提供的泥页岩分类方法能够科学地、客观地、定量地对泥页岩进行分类和研究，在考虑硅质矿物、黏土和碳酸盐岩矿物、黄铁矿、钾长石、斜长石等矿物的基础上，充分体现机质含量在泥页岩分类的地位，该分类能够充分体现各种矿物含量和有机质之间的耦合关系，从而可以充分挖掘矿物、有机质与沉积环境内在的联系，在页岩油气的勘探和开发中很有理论价值和实际意义。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例的泥页岩的分类方法的流程图；图2为某地区X井取芯层段泥页岩的总有机碳含量和各中矿物含量表；图3为某地区X井取芯层段泥页岩样品Q型聚类的最终聚类中心；图4为某地区X井取芯层段泥页岩样品Q型聚类分类结果及每个聚类结果中的案例数；图5为某地区X井取芯层段泥页岩样品Q型聚类分类结果及聚类成员；图6为本专利技术实施例的泥页岩分类方法与常规的泥页岩分类方法的对比图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。下面以某地区X井为例，对本专利技术的泥页岩的分类方法进行详细说明。图1为本专利技术实施例的泥页岩的分类方法的流程图。如图1所示，可以包括以下步骤S110至S150。在步骤S110中，从取芯层段泥页岩中采集若干不同深度的泥页岩样品。具体地，某地区X井为一口页岩气取芯井，取芯层段为某地区页岩研究评价的核心层段，具有典型性。本实施例分别采集了85个不同深度(深度为3500.8米至3587.3米范围内)的泥页岩样品。在步骤S120中，获取每个泥页岩样品的总有机碳含量。可选地，基于GB/T19145-2003沉积岩中的总有机碳的测定标准获取每个泥页岩样品的总有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥页岩的分类方法，其特征在于，包括以下步骤：/n从取芯层段泥页岩中采集若干不同深度的泥页岩样品；/n获取每个泥页岩样品的总有机碳含量；/n确定每个泥页岩样品的矿物种类，并获取每个泥页岩样品中各种矿物的含量；/n将每个泥页岩样品中所有隶属于碳酸盐岩矿物的矿物的含量相加，得到每个泥页岩样品中碳酸盐岩矿物的总含量；/n对采集的所有泥页岩样品对应的总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量进行Q型聚类，并根据聚类结果对泥页岩进行分类。/n

【技术特征摘要】
1.一种泥页岩的分类方法，其特征在于，包括以下步骤：
从取芯层段泥页岩中采集若干不同深度的泥页岩样品；
获取每个泥页岩样品的总有机碳含量；
确定每个泥页岩样品的矿物种类，并获取每个泥页岩样品中各种矿物的含量；
将每个泥页岩样品中所有隶属于碳酸盐岩矿物的矿物的含量相加，得到每个泥页岩样品中碳酸盐岩矿物的总含量；
对采集的所有泥页岩样品对应的总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量进行Q型聚类，并根据聚类结果对泥页岩进行分类。


2.根据权利要求1所述的分类方法，其特征在于，在进行Q型聚类之前还包括以下步骤：
分别对每个泥页岩样品对应的总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量进行归一化整理，以得到每个泥页岩样品对应的归一化整理后的总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量。


3.根据权利要求1所述的分类方法，其特征在于，还包括以下步骤：
根据聚类结果分析总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量之间的耦合关系，并挖掘总有机碳含量、碳酸盐岩矿物的总含量以及各种非碳酸盐岩矿物的矿物的含量与沉积环境之间的内在联系。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的分类方法，其特征在于，
基于GB/T19145-2003沉积岩中的总有机碳的测定标准获取每个泥页岩样品的总有机碳含量；
基于SY/T5163-2010X射线衍射全岩分析标准确定每个泥页岩样品的矿物种类，并获取每个泥页岩样品中每种矿物的含量。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的分类方法，其特征在于，基于K-means聚类方法对采集的所有泥页岩样品对应的总...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振恒，腾格尔，李志明，韩志艳，申宝剑，鲍云杰，翟常博，邓模，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11