层次分析思想在元素分析技术识别火山岩中的应用

2022-06-15闫伟贺

西部探矿工程 2022年5期

闫伟贺

（大庆油田有限责任公司勘探事业部，黑龙江大庆 163000）

在石油天然气的地质勘探中，火山岩储层已经被国内外石油公司广泛关注。近年来，大庆油田在松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩中发现了大气田，火山岩气藏中岩性对储层产能的影响较大，因此岩性识别技术重要程度凸显。然而，由于钻井技术尤其是钻头类型的飞速发展，岩屑实物越来越细小，使得传统依靠观察实现岩性识别的方法失去了效果，元素分析技术已经成为岩性识别的主流，其缺点是元素分析技术单一的交汇图版无法识别多种岩性。

层次分析法是对非定量事件做定量分析的一种有效方法。将分析评价系统层次化，根据系统的性质和总目标，把系统分解成不同的组成因素，并按照各因素之间的相互关系和隶属关系划分出不同的层次组合，构成一个多层次的系统分析结构模型。

经大量数据分析与试验，作者引入层次分析思想，建立了新的火山岩岩性识别方法，解决了火山岩岩性识别问题。

1 基于层次分析思想的应用元素分析识别火山岩方法

层次分析的思想是将所有对象置于一个集合中，按照特有规则将其逐步细分为越来越小的集合，直到每个集合中仅有一个对象。该方法能将复杂的问题分解为多个问题，逐一击破，达到化繁为简的效果。

元素分析识别火山岩的基本理论是岩石矿物学，组成火成岩的矿物种类繁多，但是常见矿物很少，其中主要的造岩矿物13 种（见表1），分为浅色矿物系列和暗色矿物系列，浅色系列主要为石英、长石、云母等。暗色矿物主要是辉石、角闪石、黑云母等Mg、Fe 矿物。这些主要矿物构成了特定的岩石类型。

表1 火山岩的主要矿物列表

基于层次分析思想的元素分析技术识别火山岩主要分两步，一是建立火山岩岩性识别层次分析结构，二是针对建立的识别层次建立合适的识别方法。

2 建立层次分析结构模型

建立火山岩岩性识别标准库，收集已知岩性岩芯样品元素分析数据128块，将收集到的样品通过薄片鉴定，按照火山岩岩性成分分类标准统一定名，保证标准库准确性。针对各元素交汇图版进行相关性分析，优选出相关性高的元素，最终确定了各类火山岩特征元素。

（1）K、Ca、Ti、Si为火山岩与沉积岩识别的特征元素；

（2）Ca、Mg、Al、Si、Ti为火山岩酸、中、基性识别的特征元素；

（3）Na、Fe、Ba、Zr、Y、V、Rb、In为各类火山熔岩与火山碎屑岩识别的特征元素。

根据研究区生产需求和火山岩元素特征，建立层次分析结构模型，将岩性分类为三个层次。第一层次为火山岩与陆相沉积岩大类判别；第二层次为火山岩内部酸中基性大类细分，将火山岩分为酸性火山岩、中性火山岩、基性火山岩；第三层次为各酸、中、基性火山岩内火山熔岩与火山碎屑岩识别，分为酸性火山熔岩、酸性火山碎屑岩、中性火山熔岩、中性火山碎屑岩、基性火山熔岩、基性火山碎屑岩六大类；陆相沉积岩粒度分类为泥岩、砂岩、砾岩三类。依据岩性分类，建立岩性识别层次分析结构模型（图1）。通过三个层次逐级划分，使岩石定名逐渐清晰，再与实物特征结合，可准确识别十六种火山岩岩性。