砂岩分类三角图绘制方法对比研究

于乐丹 徐 波 王凯泽 张鑫君 康万东

(西安石油大学， 西安 710065)

砂岩分类三角图绘制方法对比研究

于乐丹 徐 波 王凯泽 张鑫君 康万东

(西安石油大学， 西安 710065)

砂岩分类三角图的绘制对岩石的命名和分析非常重要。常用的绘制方法有Grapher软件绘图和Excel作图。在采用这2种方法时，常会出现绘图数据和三角图端元不对应以及没有对三端元数据总和进行100%预处理的问题，导致所得三角图错误，致使岩石命名和岩性分析错误。讨论了引起错误的根源，提出了应用Grapher软件和Excel绘制三角图的正确绘图途径，对2种方法在使用上常出现的问题进行了总结。

岩石命名； 砂岩分类三角图； Grapher绘图； Excel作图； 对比研究

砂岩是最重要的油藏岩石类型，它的分类一直备受关注。前人提出了不同的砂岩分类方案，如克里宁分类方案、Folk分类方案、吉尔伯特分类方案、裴蒂庄分类方案、赵澄林分类方案[1-2]等。在学术界和应用领域广泛使用的3类方案(赵澄林分类方案、Folk分类方案及迪金森分类方案)中，砂岩分类三角图是砂岩分类和命名的核心。

砂岩分类和命名是油藏描述的基本内容，其结果应用广泛。在油气藏描述阶段，研究母岩性质、岩石的成熟度、地质构造、储集体几何形态及沉积相。在油气藏开发阶段，研究储层沉积岩石微相、储层物性特征、储层流体非均质及储层渗流地质特征，并制定油藏开发方案等。

常用的绘制方法有2种：Grapher软件绘图和Excel作图。在采用这2种方法时，常会出现绘图数据系列和三角图端元不对应、坐标数值大小方向问题以及没有对三端元数据总和进行100%预处理的问题，导致所得三角图错误，致使岩石命名和岩性分析错误。在一些权威期刊中，有的论文作者绘制的砂岩分类三角图，在3个坐标轴数值上出现问题(与行业标准不同)，但是其绘制的三角图7个部分岩石名称又是按照行业标准来命名的，这个三角图虽然最终得出的砂岩类型是正确的，但本质上是错误的。研究讨论了引起错误的根源，提出正确的绘图途径，对2种方法在使用上常出现的问题进行了总结。同时建议在利用上述2种方法绘制砂岩三角图并进行砂岩分类研究时，一定要对比行业标准(SY/T 5579.2 —2008)中的计算结果，以确保绘图结果的准确性。

1 行业标准

岩石的分类是按照石英、长石、岩屑三者的相对体积比例进行的，分类结果见图1及表1。

图1 砂岩分类三角图

2 绘制砂岩分类三角图

通过对某地铸体薄片资料的分析，将有关数据进行汇总，结果见表2。

2.1 Grapher绘图

Grapher软件绘制三角图时，三角形3个顶点的数据之和必须是1，也就是100%。如果3个数据之和没有标准化为1或当3个顶点的数之和为100%，则Grapher软件会自动将其标准化。例如，值为0.50、0.75和0.25时，软件会分别标准化为0.33、0.50和0.17。

运用Grapher软件绘制砂岩分类三角图如图2所示。砂岩主要分布于第Ⅴ区域，少量分布于第Ⅳ区域，所以砂岩类型主要是岩屑长石砂岩，其次为长石砂岩。

Grapher软件绘图，三端元组分是软件自动将其进行了100%处理，但是X、Y、Z轴与岩屑、石英和长石的对应关系必须正确，如果在使用软件进行绘图时，三组分与坐标轴的对应出现错误，就会导致绘制出来的砂岩分类三角图出现偏差。

表1 砂岩分类表

图2 Grapher软件绘制的某地砂岩分类三角图

有些文献中绘制的砂岩分类三角图虽然与按照行业标准绘制出来的结果相吻合，但图中数值的大小按照顺时针方向变大，而行业标准中砂岩分类图的数值按照逆时针方向变大。所以，在绘制砂岩分类三角图时，确定了三端元位置之后，每个坐标轴上数值的大小按照逆时针方向变大，X、Y、Z轴分别对应的是岩屑、石英和长石。

2.2 Excel绘图

砂岩分类中Q端元为石英和燧石，F端元为长石，D端元为岩屑+云母和绿泥石。根据国家标准，砂岩分类三角图根据Q的体积分数以90%和75%为界，再以F和D的体积分数加以细分，共划分为7个区域。Excel中并没有直接提供三角图表的类型，此时需要将Q、F、D这3个变量转换为二维坐标系(X，Y)的散点图数据，即以三角形中的F、D边为X轴、F、D中点为坐标原点O、以Q含量为Y轴来建立坐标系。

换算公式[4]：X=(F+D)2-F；Y=Q，并根据三角图内外框线数据(见表3)，绘制出三角图的内外部框线，再根据某地具体数据绘制出三角图，如图3所示。可以看出，坐标点主要分布在第Ⅴ区域，砂岩类型为岩屑长石砂岩。

表3 三角图内外框线数据 %

图3 Excel绘制的某地砂岩分类三角图

2.3计算结果

通过对30组数据的分析计算，所得长石与岩屑比结果见表4。

表4 长石与岩屑比计算结果

由表中的数据可知砂岩类型为岩屑长石砂岩。通过表2中的数据，计算出长石、石英及(岩屑+云母、绿泥石)的平均值分别为22.90%、36.27%和17.00%，则得出长石与岩屑的比值约为2.13，根据标准可初步得出砂岩类型为岩屑长石砂岩。

3 对比研究

对比分析Grapher软件绘图、Excel作图以及按照行业标准计算得到的数据。Grapher软件绘图得到的砂岩类型主要是岩屑长石砂岩，其次为长石砂岩；Excel作图得到的砂岩类型为岩屑长石砂岩；按照国家行业标准计算得到的砂岩类型为岩屑长石砂岩。由此看来，Grapher绘图所得到的结果与计算结果完全一致，而Excel作图与计算结果虽然一致，但从绘制的图形上看有很大的差异。

按照国家行业标准，根据计算结果就可判断砂岩类型，但是只有通过Grapher绘制三角图或者 Excel作图，才能将计算的结果、点与点的离散状态、砂岩类型的具体布局直观地展现出来。

利用国家标准进行手算得到的结果对软件绘制出来的三角图进行校正，这样可以保证软件绘制图的准确性。虽然通过计算就可以得出砂岩类型，但是图具有直观的优点，可以从图中看出点的离散分布情况及砂岩类型，一目了然，而且在数据量很大时运用软件绘图更高效。

4 结 语

对于绘制砂岩分类三角图，给予以下几点建议：

(1) 在运用Grapher绘制砂岩分类三角图时，如果出现绘图结果与计算数据不一致时，要检查绘图时X、Y、Z轴所对应的数据是否正确。

(2) 在绘制砂岩分类三角图时，确定了三端元位置之后，每个坐标轴上数值的大小是按照逆时针方向变大，这样X、Y、Z轴分别对应的才是岩屑、石英和长石。只有这样绘制出来的砂岩分类三角图才是正确的。

(3) 若无法获得Grapher软件，可以采用Excel作图。利用Excel绘图时，特别注意看三端元组分的和是否是100%，而Grapher软件则不用担心这个问题，该软件会自动的将其标准化。

(4) 在进行砂岩分类研究时，一定要结合国家标准进行计算，从而检验分类结果的准确性。

[1] 雷卞军,阙洪培.砂岩分类新方案[J].西南石油学院学报，2002,24(5):12-14.

[2] 刘吉余.油气田开发地质基础[M].第4版.北京：石油工业出版社，2006:96-97.

[3] 盛军,孙卫,刘艳妮,等.低渗透油藏储层微观孔隙结构差异对可动流体的影响:以鄂尔多斯盆地姬塬与板桥地区长6储层为例[J].地质科技情报,2016,9(3):167-168.

[4] 何丹,段新国,朱涛，等.基于Excel的砂岩分类三角图绘制[J].长江大学学报(自然科学版),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

国家自然科学基金项目“基于多源信息和智能计算的钻井异常自适应预警方法研究”(51574194)

于乐丹(1992 — )，女，西安石油大学在读硕士研究生，研究方向为油气藏描述。