岩心分析技术简版汇总.docx

岩心分析技术及应用一、X 射线衍射1．X 射线衍射分析技术全岩矿物组分和粘土矿物可用 X 射线衍射〔XRD〕快速而准确地测定XRD 分析借助于 X 射线衍射仪来实现，它主要由光源、测角仪、X 射线检测和记录仪构成由于粘土矿物含量较低，砂岩中一般 3%~15%这时，X 射线衍射全岩分析不能准确地反映粘土组成及相对含量，需要把粘土矿物及其它组分分别，分别加以分析首先将岩样抽提干净，然后碎样，用蒸馏水浸泡， 最好湿式研磨，并用超声波振荡加速粘土从颗粒上脱落，提取粒径小于2μm〔泥、页岩〕或小于5μm〔砂岩〕局部，沉降分别、烘干、计算其占岩样重量百分比粘土矿物 XRD 分析使用定向片，包括自然枯燥定向片〔N 片〕、经乙二醇饱和定向片〔再加热至 550℃〕，或盐酸处理之后自然枯燥定向片粒径大于 2μm 或 5μm 局部则研磨至粒径<40μm 粉末，用压片法制片，上机分析此外还可以直接进展薄片 XRD 分析，它对于鉴定疑难矿物格外便利，并可及薄片中矿物光性特征比照，进展综合分析2．X 射线衍射在保护油气层中应用1〕地层微粒分析地层微粒指粒径小于 37μm〔或 44μm〕即能通过美国 400 目〔或325 目〕筛细粒物质，它是砂岩中重要损害因素，砂岩中及矿物有关地层损害都及其有亲热联系。

地层微粒分析为矿物微粒稳定剂筛选、解堵措施优化供给依据除粘土矿物外，常见其它地层微粒有长石、石英、云母、 菱铁矿、方解石、白云石、石膏等2） 全岩分析对粒径大于 5μm 非粘土矿物局部进展 XRD 分析，可以知道诸如云母、碳酸盐矿物、黄铁矿、长石相对含量，对酸敏〔HF，HCl〕性争论和酸化设计有帮助长石含量高砂岩，当酸液浓度和处理规模过大时，会削 弱岩石构造完整性，并且存在着酸化后二次沉淀问题，可能导致土酸酸化 失败3） 粘土矿物类型鉴定和含量计算利用粘土矿物特征峰 d00l值鉴定粘土矿物类型，表 2-2 列出了各族主要粘土矿物d001值依据消灭矿物对应衍射峰强度〔峰面各或峰高度〕，依据行业标准 SYS5163-87“用 X 射线衍射仪测定沉积岩粘土矿物定量分析方法”求出粘土矿物相对含量表 2-2 各族主要粘土矿物 d001〔10-1nm〕X 射线衍射特征001002003004005蒙皂石绿泥石12~1514.27.14~54.73.532.4~32.8蛭石14.27.14.73.532.8伊利石10.05.03.332.5高岭石7.153.582.37矿 物 d d d d d表 2-3 主要间层粘土矿物类型非膨 云胀 母绿泥石高组分 二 三 岭有序度 八 八石二八面体 三八面体面 面体 体钠板石累水托黑石云 苏托石 柯绿泥石云母 〔羟硅铝母〔Tri-Ch〕近程有序云 石〕 /Ve/母 〔Di-Ch〕 〔Tri-Ch〕蒙/ /S /S皂蛭石石云母/ 蛭长程有序无序石伊利云石母//？？？蒙蛭皂石石云母伊/高利蛭岭石石绿泥石/绿泥石/蒙石/云蒙皂石绿皂石/蒙母泥石/蛭绿泥石/蛭蒙皂/石石皂石蒙石皂石注：Di-二八面体；Tri-三八面体； Ch-绿泥石； S-蒙皂石； Ve-蛭石；Bi-黑云母4〕间层矿物鉴定和间层比计算油气层中常见间层矿物大多数是由膨胀层及非膨胀层单元相间构成。

表 2-3 列出了间层矿物类型，伊利石/蒙皂石间层矿物、绿泥石/蒙皂石间层矿物较常见间层比指膨胀性单元层在间层矿物中所占比例，通常以蒙皂石层百分含量表示由衍射峰特征，依据行业标准 SY/T5983-94“伊利石/蒙皂石间层矿物X 射线射鉴定方法”求出间层矿物间层比及间层类型〔绿泥石/蒙皂石间层矿物间层比标准化计算方法待定〕对间层矿物间层类型、间层 比和有高序度争论有助于提示油气层中粘土矿物水化、膨胀、分散特性 应当指出，XRD 分析不能给出敏感性矿物产状，所以必需及薄片、扫描电镜技术配套使用，才能全面提示敏感性矿物特征4） 无机垢分析XRD 分析技术鉴定矿物力气在地层损害争论中还有广泛应用油气井见水后，可能会有无机盐类沉积在射孔孔眼和油管中，利用 XRD 分析技术就可以识别矿物类型，为预防和解除垢沉积供给依据如大庆油田聚合物驱采油中，生产井油管中无机垢沉积，经 XRD 鉴定存在 BaSO 4此外，XRD 分析还用于注入和产出流体中固相分析，明确矿物成分和相对含量，对于争论解堵措施很有帮助二、扫描电镜1. 扫描电镜分析技术扫描电镜〔SEM〕分析能供给孔隙内充填物矿物类型、产状直观资料，同时也是争论孔隙构造重要手段。

扫描电镜通常由电子系统、扫描系统、信息检测系统、真空系统和电源系统五大局部构成，它是利用类似电视摄影显象方式，用细聚焦电子束在样品外表上逐点进展扫描，激发产生能够反映样品外表特征信息来调制成象有些扫描电镜配有 X 射线能谱分析仪，因此能进展微区元素分析扫描电镜分析具有制样简洁、分析快速特点分析前要将岩样抽提清洗干净，然后加工出颖面作为观看面，用导电胶固定在样品于桩上，自然晾干，最终在真空镀膜机上镀金〔或碳〕，样品直径一般不超过1cm近年来，在扫描电镜样品制备方面取得了显著进展临界点枯燥法可以具体地观看原状粘土矿物显微构造，背散射电子图象使用能够在同一视域中直接识别不同化学成分各种矿物2．扫描电镜在保护油气层中应用1〕油气层中地层微粒观看扫描电镜分析能给出孔隙系统中微粒类型、大小、含量、共生关系资料越靠近孔、喉中心微粒，在外来流体和地层流体作用下越简洁失稳测定微粒大小分布及在孔喉中位置，能有效地估量临界流速和速敏程度，便于有针对性地实行措施防止或解除因分散、运移造成损害2〕粘土矿物观测粘土矿物有其特别形态〔表 2—4〕，借此可确定粘土矿物类型、产状和含量如孔喉桥接状、分散质点状粘土矿物易及流体作用。

对于间层矿物，通过形态可以大致估量间层比范围3〕油气层孔喉观测扫描电镜立体感强，更适于观看孔喉形态、大小及及孔隙连通关系对孔喉外表粗糙度、弯曲度、孔喉尺寸观测能提示微粒捕集、拦截位置及难易程度，对争论微粒运移和外来固相侵入很有意义4〕含铁矿物检测当扫描电镜配有 X 射线能谱仪时，能对矿物供给半定量元素分析，常用于检测铁元素，如碳酸盐矿物、不同产状绿泥石含铁量，由于在盐酸酸 化时少量铁很简洁形成二次沉淀，造成油气层损害5） 油气层损害监测利用背散射电子图象，岩心可以不必镀金和镀碳就能测定，在敏感性 (或工作液损害)评价试验前后都可以进展直观分析对于无机和有机垢晶 体形态、排布关系观看，还可以为抑垢除垢、筛选处理剂、优化工艺措施 供给依据表 2-4 主要粘土矿物及其在扫描电镜下特征构造族 矿物 化学式d001单体形 集合体类型 10－1nm 态 形态1：1高岭高岭 石Al (Si O)(OH)7.1~7.2,假六方板状书页状蠕虫状手风琴石 地开石4 4 1083.58 鳞片状状板条状塔晶微小棒埃洛埃洛Al (Si O )(OH)10.05针管状状石石44 108巢状蒙脱弯片状蒙皂 R (AlMg) (Si O ) Na~12.99 蜂窝状石x24 10皱皮鳞石(OH) 4H O2 2Ca~15.50絮团状皂石片状伊利2：1石鳞片状水云KAl((AlSi )O )3 10蜂窝状海绿10碎片状母 (OH) ．mH O 丝缕状石22毛发状蛭石薄片状玫瑰花各种FeMgAl 层状硅酸 14 , 7.14,2：1： 绿泥 鳞片状 状绿泥 盐，同形置换普 4.72,1 石 针叶片 绒球状石 遍 3.55状 叠片状2：1Mg Al (Si O )10.40,海泡山软2 28 20丝状层链(OH)23.14 ,棕丝状石木纤维状状 (OH ) ·m(H O) 2.592 4 2 4三、薄片技术1.薄片分析技术薄片技术是保护油气层岩相学分析三大常规技术之一，也是最根底一项分析。

应用光学显微镜观看薄片，由铸体薄片获得资料比较牢靠制作铸体薄片样品最好是成形岩心，不推举使用钻屑薄片厚度为0.03mm，面 积不小于 15mm×15mm未取心状况除外，建议少用或不用钻屑薄片，由于岩石总是趋于沿弱连接处裂开，胶结致密岩块则能保持较大尺寸，这样会对孔隙发育及胶结状况得出错误生疏2. 薄片分析技术在保护油气层中应用1） 岩石构造及构造薄片粒度分析给出粒度分布参数可供设计防砂方案时参考，固然应以筛析法和激光粒度分析获得数据为主要依据争论颗粒间接触关系、 胶结类型及胶结物构造可以估量岩石强度，推想出砂趋势对砂岩中泥质 纹层、生物搅动对原生层理破坏也可观看，当用土酸酸化时，这些粘土溶 解会使岩石构造稳定性降低，诱发出砂2） 骨架颗粒成分及成岩作用沉积作用、压实作用、胶结作用和溶解作用猛烈地影响着油气层储集性及敏感性了解成岩变化及自生矿物晶出挨次对测井解释、敏感性 推想、钻井完井液设计、增产措施选择、注水水质把握格外有利3） 孔隙特征薄片分析获得孔隙成因、大小、形态、分布资料，用于计算面孔率及微孔隙率争论地层微粒及敏感性矿物在孔隙和喉道中位置及及孔喉尺寸 匹配关系，可以推断油气层损害缘由，并用于综合分析潜在油气层损害， 提出防治措施。

例如，低渗—致密油气层使用高分子有机阳离子聚合物粘 土稳定剂时，虽可有效地稳定粘土，但由于孔喉细小，处理剂分子尺寸较 大，它同时又损害油气层4） 不同产状粘土矿物含量估量XRD 和红外光谱均不能给出粘土矿物产状及成因，薄片分析则可说明同一种类型粘土矿物几种产状〔成因〕相比按例这一点很重要，由于只有 位于孔隙流淌系统中粘土矿物才对外来工作液性质最敏感此外，薄片分 析还用于粘土总量校正，如泥质岩屑存在可能引起粘土总量上升，争论中 应。