于樂丹 徐 波 王凱澤 張?chǎng)尉?康萬東

(西安石油大學(xué)， 西安 710065)

砂巖分類三角圖繪制方法對(duì)比研究

于樂丹 徐 波 王凱澤 張?chǎng)尉?康萬東

(西安石油大學(xué)， 西安 710065)

砂巖分類三角圖的繪制對(duì)巖石的命名和分析非常重要。常用的繪制方法有Grapher軟件繪圖和Excel作圖。在采用這2種方法時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)繪圖數(shù)據(jù)和三角圖端元不對(duì)應(yīng)以及沒有對(duì)三端元數(shù)據(jù)總和進(jìn)行100%預(yù)處理的問題，導(dǎo)致所得三角圖錯(cuò)誤，致使巖石命名和巖性分析錯(cuò)誤。討論了引起錯(cuò)誤的根源，提出了應(yīng)用Grapher軟件和Excel繪制三角圖的正確繪圖途徑，對(duì)2種方法在使用上常出現(xiàn)的問題進(jìn)行了總結(jié)。

巖石命名； 砂巖分類三角圖； Grapher繪圖； Excel作圖； 對(duì)比研究

砂巖是最重要的油藏巖石類型，它的分類一直備受關(guān)注。前人提出了不同的砂巖分類方案，如克里寧分類方案、Folk分類方案、吉爾伯特分類方案、裴蒂莊分類方案、趙澄林分類方案[1-2]等。在學(xué)術(shù)界和應(yīng)用領(lǐng)域廣泛使用的3類方案(趙澄林分類方案、Folk分類方案及迪金森分類方案)中，砂巖分類三角圖是砂巖分類和命名的核心。

砂巖分類和命名是油藏描述的基本內(nèi)容，其結(jié)果應(yīng)用廣泛。在油氣藏描述階段，研究母巖性質(zhì)、巖石的成熟度、地質(zhì)構(gòu)造、儲(chǔ)集體幾何形態(tài)及沉積相。在油氣藏開發(fā)階段，研究?jī)?chǔ)層沉積巖石微相、儲(chǔ)層物性特征、儲(chǔ)層流體非均質(zhì)及儲(chǔ)層滲流地質(zhì)特征，并制定油藏開發(fā)方案等。

常用的繪制方法有2種：Grapher軟件繪圖和Excel作圖。在采用這2種方法時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)繪圖數(shù)據(jù)系列和三角圖端元不對(duì)應(yīng)、坐標(biāo)數(shù)值大小方向問題以及沒有對(duì)三端元數(shù)據(jù)總和進(jìn)行100%預(yù)處理的問題，導(dǎo)致所得三角圖錯(cuò)誤，致使巖石命名和巖性分析錯(cuò)誤。在一些權(quán)威期刊中，有的論文作者繪制的砂巖分類三角圖，在3個(gè)坐標(biāo)軸數(shù)值上出現(xiàn)問題(與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同)，但是其繪制的三角圖7個(gè)部分巖石名稱又是按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來命名的，這個(gè)三角圖雖然最終得出的砂巖類型是正確的，但本質(zhì)上是錯(cuò)誤的。研究討論了引起錯(cuò)誤的根源，提出正確的繪圖途徑，對(duì)2種方法在使用上常出現(xiàn)的問題進(jìn)行了總結(jié)。同時(shí)建議在利用上述2種方法繪制砂巖三角圖并進(jìn)行砂巖分類研究時(shí)，一定要對(duì)比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5579.2 —2008)中的計(jì)算結(jié)果，以確保繪圖結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

巖石的分類是按照石英、長(zhǎng)石、巖屑三者的相對(duì)體積比例進(jìn)行的，分類結(jié)果見圖1及表1。

圖1 砂巖分類三角圖

2 繪制砂巖分類三角圖

通過對(duì)某地鑄體薄片資料的分析，將有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，結(jié)果見表2。

2.1 Grapher繪圖

Grapher軟件繪制三角圖時(shí)，三角形3個(gè)頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)之和必須是1，也就是100%。如果3個(gè)數(shù)據(jù)之和沒有標(biāo)準(zhǔn)化為1或當(dāng)3個(gè)頂點(diǎn)的數(shù)之和為100%，則Grapher軟件會(huì)自動(dòng)將其標(biāo)準(zhǔn)化。例如，值為0.50、0.75和0.25時(shí)，軟件會(huì)分別標(biāo)準(zhǔn)化為0.33、0.50和0.17。

運(yùn)用Grapher軟件繪制砂巖分類三角圖如圖2所示。砂巖主要分布于第Ⅴ區(qū)域，少量分布于第Ⅳ區(qū)域，所以砂巖類型主要是巖屑長(zhǎng)石砂巖，其次為長(zhǎng)石砂巖。

Grapher軟件繪圖，三端元組分是軟件自動(dòng)將其進(jìn)行了100%處理，但是X、Y、Z軸與巖屑、石英和長(zhǎng)石的對(duì)應(yīng)關(guān)系必須正確，如果在使用軟件進(jìn)行繪圖時(shí)，三組分與坐標(biāo)軸的對(duì)應(yīng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)導(dǎo)致繪制出來的砂巖分類三角圖出現(xiàn)偏差。

表1 砂巖分類表

圖2 Grapher軟件繪制的某地砂巖分類三角圖

有些文獻(xiàn)中繪制的砂巖分類三角圖雖然與按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)繪制出來的結(jié)果相吻合，但圖中數(shù)值的大小按照順時(shí)針方向變大，而行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中砂巖分類圖的數(shù)值按照逆時(shí)針方向變大。所以，在繪制砂巖分類三角圖時(shí)，確定了三端元位置之后，每個(gè)坐標(biāo)軸上數(shù)值的大小按照逆時(shí)針方向變大，X、Y、Z軸分別對(duì)應(yīng)的是巖屑、石英和長(zhǎng)石。

2.2 Excel繪圖

砂巖分類中Q端元為石英和燧石，F(xiàn)端元為長(zhǎng)石，D端元為巖屑+云母和綠泥石。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，砂巖分類三角圖根據(jù)Q的體積分?jǐn)?shù)以90%和75%為界，再以F和D的體積分?jǐn)?shù)加以細(xì)分，共劃分為7個(gè)區(qū)域。Excel中并沒有直接提供三角圖表的類型，此時(shí)需要將Q、F、D這3個(gè)變量轉(zhuǎn)換為二維坐標(biāo)系(X，Y)的散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)，即以三角形中的F、D邊為X軸、F、D中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O、以Q含量為Y軸來建立坐標(biāo)系。

換算公式[4]：X=(F+D)2-F；Y=Q，并根據(jù)三角圖內(nèi)外框線數(shù)據(jù)(見表3)，繪制出三角圖的內(nèi)外部框線，再根據(jù)某地具體數(shù)據(jù)繪制出三角圖，如圖3所示?？梢钥闯?，坐標(biāo)點(diǎn)主要分布在第Ⅴ區(qū)域，砂巖類型為巖屑長(zhǎng)石砂巖。

表3 三角圖內(nèi)外框線數(shù)據(jù) %

圖3 Excel繪制的某地砂巖分類三角圖

2.3計(jì)算結(jié)果

通過對(duì)30組數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，所得長(zhǎng)石與巖屑比結(jié)果見表4。

表4 長(zhǎng)石與巖屑比計(jì)算結(jié)果

由表中的數(shù)據(jù)可知砂巖類型為巖屑長(zhǎng)石砂巖。通過表2中的數(shù)據(jù)，計(jì)算出長(zhǎng)石、石英及(巖屑+云母、綠泥石)的平均值分別為22.90%、36.27%和17.00%，則得出長(zhǎng)石與巖屑的比值約為2.13，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可初步得出砂巖類型為巖屑長(zhǎng)石砂巖。

3 對(duì)比研究

對(duì)比分析Grapher軟件繪圖、Excel作圖以及按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)。Grapher軟件繪圖得到的砂巖類型主要是巖屑長(zhǎng)石砂巖，其次為長(zhǎng)石砂巖；Excel作圖得到的砂巖類型為巖屑長(zhǎng)石砂巖；按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到的砂巖類型為巖屑長(zhǎng)石砂巖。由此看來，Grapher繪圖所得到的結(jié)果與計(jì)算結(jié)果完全一致，而Excel作圖與計(jì)算結(jié)果雖然一致，但從繪制的圖形上看有很大的差異。

按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果就可判斷砂巖類型，但是只有通過Grapher繪制三角圖或者 Excel作圖，才能將計(jì)算的結(jié)果、點(diǎn)與點(diǎn)的離散狀態(tài)、砂巖類型的具體布局直觀地展現(xiàn)出來。

利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行手算得到的結(jié)果對(duì)軟件繪制出來的三角圖進(jìn)行校正，這樣可以保證軟件繪制圖的準(zhǔn)確性。雖然通過計(jì)算就可以得出砂巖類型，但是圖具有直觀的優(yōu)點(diǎn)，可以從圖中看出點(diǎn)的離散分布情況及砂巖類型，一目了然，而且在數(shù)據(jù)量很大時(shí)運(yùn)用軟件繪圖更高效。

4 結(jié) 語

對(duì)于繪制砂巖分類三角圖，給予以下幾點(diǎn)建議：

(1) 在運(yùn)用Grapher繪制砂巖分類三角圖時(shí)，如果出現(xiàn)繪圖結(jié)果與計(jì)算數(shù)據(jù)不一致時(shí)，要檢查繪圖時(shí)X、Y、Z軸所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)是否正確。

(2) 在繪制砂巖分類三角圖時(shí)，確定了三端元位置之后，每個(gè)坐標(biāo)軸上數(shù)值的大小是按照逆時(shí)針方向變大，這樣X、Y、Z軸分別對(duì)應(yīng)的才是巖屑、石英和長(zhǎng)石。只有這樣繪制出來的砂巖分類三角圖才是正確的。

(3) 若無法獲得Grapher軟件，可以采用Excel作圖。利用Excel繪圖時(shí)，特別注意看三端元組分的和是否是100%，而Grapher軟件則不用擔(dān)心這個(gè)問題，該軟件會(huì)自動(dòng)的將其標(biāo)準(zhǔn)化。

(4) 在進(jìn)行砂巖分類研究時(shí)，一定要結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，從而檢驗(yàn)分類結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[1] 雷卞軍,闕洪培.砂巖分類新方案[J].西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2002,24(5):12-14.

[2] 劉吉余.油氣田開發(fā)地質(zhì)基礎(chǔ)[M].第4版.北京：石油工業(yè)出版社，2006:96-97.

[3] 盛軍,孫衛(wèi),劉艷妮,等.低滲透油藏儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)差異對(duì)可動(dòng)流體的影響:以鄂爾多斯盆地姬塬與板橋地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層為例[J].地質(zhì)科技情報(bào),2016,9(3):167-168.

[4] 何丹,段新國(guó),朱濤，等.基于Excel的砂巖分類三角圖繪制[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)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

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于多源信息和智能計(jì)算的鉆井異常自適應(yīng)預(yù)警方法研究”(51574194)

于樂丹(1992 — )，女，西安石油大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向?yàn)橛蜌獠孛枋觥?/p>