第2章 岩心分析
岩心分析
原理：该技术是运用高速细电子束作 为荧光X射线的激发源进行显微 X射线光谱分析。
二、孔隙结构分析：
定义：孔隙结构分析主要基于前述的铸体薄片 和孔隙铸体分析，并结合岩心毛细血管 压力曲线的测定，从而确定孔隙类型、 孔隙类型、喉道大小及分布规律. 应用：研究地层微粒在岩石孔隙中的运移规律 研究外来固相堵塞油气层的机理 完井液的设计
岩心分析
• 岩心分析的意义： 完井工程中钻开生产层之前必须通过岩心 分析来全面了解产层岩石的基本情况，如 岩石的地质结构、化学组成、孔隙结构、 压力和流体性质，为了选择合理的钻井液 完井液体系和井底结构奠定基础。
• 岩心分析的定义：
岩心分析是指利用能揭示岩石本质的 各种仪器设备来观察和分析油气层一切特 性的技术总称。 · 岩心分析样品：可以是成形的圆柱体，井壁 取心或钻屑。
三、黏土矿物分析
定义：用矿物分析中的各种手段确定黏土的矿 物成分及其含量，进而确定黏土在砂岩 中的分布特点。 依据： 油气层中黏土矿物的组、含量、产状和 分布特征不仅直接影响储集层性质的好 坏和产能的大小，而且也是决定敏感性 特征的最主要的因素。
四、粒度分析 定义：粒度分析是指确定岩石中不同粗细 质点的含量 应用：广泛应用于研究沉积岩的成因和沉 积环境、储集层岩石分类和评价， 粒度参数还是疏松弱胶结储层砾石 充填完井设计的重要参数和评价储 层均质性好坏的重要依据
（2）薄片分析——（测量岩石中骨架颗粒、基质和胶结物的
组 成和分布，描述孔隙类型、性质及成 因） 理： 该技术将岩心磨制成薄片，然后置于光学显微镜 下，观测其内部结构。 注意事项：a. 薄片分析直观、试验费用低、故常安排在X射线 衍射和扫描电镜之前进行 b. 该方法只有选择有代表性的岩心，分析结果才有 实际价值 原
岩心分析技术
三、岩心分析的主要方法
X-Ray Diffraction (XRD) X射线衍射; Scanning Electron Micrograph(SEM) 扫描电镜; Slice Technique 薄片技术; Mercury Injection Method for Rock Capillary
2、作用原理：
三大常规技术之一，它应用光学显微镜观察薄片
3、功用：
直接观察储层孔喉大小、分布、连通情况、地层微 粒、地层敏感性矿物、地层胶结情况等
-- --- mm
0.03mm 10 20
长:20—40mm
制作方法： 将岩心按需要方向切磨成厚度为 0.03mm，能让可视光通过薄片，进行岩石学分 析的技术
3）粘土矿物类型鉴定和相对含量计算
X-射线衍射在石油工业中应用的最主要内容。 利用粘土矿物 特征峰的d值，鉴定粘土矿物的类 型，利用出现矿物对应的衍射峰的强度，定量分 析粘土矿物的相对含量。
常见的粘土矿物：蒙脱石、伊利石、绿泥石、高 岭石
相对含量计算
对全晶质样品，利用在所有样品中普遍存在的矿 物-----石英作为标准，根据下列公式计算各矿物 的相对含量：
样品要求
尺寸大小适中(标准岩心) <f33×100mm； 有良好的导电性； 观察面清洁新鲜；
局限性：
只能作形态观察； 不能确定矿物含量； 不能给出矿物化学成分；
泥浆污染
三、薄片技术(Slice Technique of Rock)
1、薄片技术的基本概念
铸体薄片厚度为0.03mm , 面积不小于15*15mm，一 般用储层岩心磨制而成
《岩心分析方法》课件
地球物理探测
利用物理方法探测地下岩 层的分布和性质，为岩心 采集提供指导。
岩心采集的设备
钻机
钻井取心的主要设备，用 于钻孔和取心作业。
岩心筒
用于存放和保护岩心的容 器，通常由金属材料制成 。
井下电视设备
包括摄像头、照明灯、图 像采集和处理系统等。
岩心采集的注意事项
地层适应性
根据地层特性和岩性选 择合适的取心方法和设
注意事项
避免使用具有腐蚀性的清洗剂，以 免损坏岩心或影响分析结果。
岩心的整理和保存
整理目的
注意事项
将清洗后的岩心进行整理，以便于观 察和测量岩心尺寸、形态等参数。
保持干燥、防尘、防潮等环境条件， 以免影响岩心的质量和分析结果。
保存方法
将整理好的岩心进行干燥，并选择适 当的保存方式，如密封保存、低温保 存等，以延长岩心的保存时间。
《岩心分析方法》PPT课件
目录
• 岩心分析概述 • 岩心采集 • 岩心处理 • 岩心分析技术 • 岩心分析的应用 • 岩心分析的未来发展
01
岩心分析概述
岩心分析的定义
岩心分析是指在钻井过程中，通过钻 取岩心来获取地下岩石的详细信息， 包括岩石的物理性质、化学成分、结 构特征、矿物组成等方面的分析。
岩心分析是地质学和地球物理学中非 常重要的基础研究方法之一，对于了 解地下地质构造、地层特征、油气藏 分布等具有重要意义。
岩心分析的目的和意义
了解地下岩石的物理性质和化学成分，为地质学和地球物理学研究提供基础数据。
通过岩心分析可以确定地层年代、沉积环境、成岩作用等，对于油气勘探和开发具 有重要意义。
优化样品处理流程
简化样品处理流程，提高处理速度，降低误差率 ，从而提高分析精度。
岩心分析的目的和意义
岩心分析的目的和意义发布日期：2011-11-18 20:32:17 阅读：341一、岩心分析目的有三点：（1）全面认识油气层的岩石物理性质及岩石中敏感性矿物的类型、产状、含量及分布特点；（2）确定油气层潜在损害类型、程度及原因；（3）为各项作业中保护油气层工程方案设计提供依据和建议。
2．岩心分析的意义保护油气层技术的研究与实践表明，油气层地质研究是保护油气技术的基础工作，而岩心分析在油气地质研究中具有重要作用。
油气层地质研究的目的是，准确地认识油气层的初始状态及钻开油气层后油气层对环境变化的响应，即油气层潜在损害类型及程度。
其内容包括六个方面：（1）矿物性质，特别是敏感性矿物的类型、产状和含量；（2）渗流多孔介质的性质，如孔隙度、渗透率、裂隙发育程度、孔隙及喉道的大小、形态、分布和连通性；（3）岩石表面性质，如比表面、润湿性等；（4）地层流体性质，包括油、气、水的组成，高压物性、析蜡点、凝固点、原油酸值等;（5）油气层所处环境，考虑内部环境和外部环境两个方面；（6）矿物、渗流介质、地层流体对环境变化的敏感性及可能的损害趋势和后果。
其中，矿物性质及渗流多孔介质的特性主要是通过岩心分析获得，从而体现了岩心分析在油气地质研究中的核心作用。
还应指出，室内敏感性评价和工作液筛选使用的岩心数量有限，不可能全部考虑油气层物性及敏感性矿物所表现出来的各种复杂情况，岩心分析则能够确定某一块实验岩样在整个油气层中的代表性，进而可通过为数不多的实验结果，建立油气层敏感性的整体轮廓，指导保护油气层工作液的研制和优选。
二、岩心分析的内容岩心分析是指利用各种仪器设备来观测和分析岩心一切特性的系列技术。
岩心是地下岩石（层）的一部分，所以岩心分析是获取地下岩石信息的十分重要的手段。
应用中要根据具体的油气层特点进行选择分析，做到既能抓住主要矛盾，解决实际问题，又要经济实用，注意发挥不同技术的优点，配套实施。
三、取样要求岩心分析的样品可以来自全尺寸成形的岩心、也可以是井壁取心或钻屑。
第二章_岩心分析
（5.0学时）
岩心分析是认识油气层地质特征的必要手段，是取 得油气层地质资料的一项基础工作。油气层敏感性评 价 、损害机理研究 、损害的综合诊断、保护油气层技 术方案的设计都必须建立在岩心分析的基础之上。
岩心分析（定义）：是指利用能揭示岩石本性的各种 仪器来观测和分析岩石一切特性的一类技术；
特点：
单元结构层内的阳离子(Al3+、Si4+）能被其它阳 离子（ Al3+ 、Mg2+、Ca2+、Na+等）部分置换。
高价离子被低价离子置换后造成的正电荷亏损， 则由吸附在晶体外表和晶层的可交换性阳离子 ( Mg2+、Ca2+、Na+等）来中和平衡。
特点： 层间可交换性的阳离子可自由地进出，为阳离 子交换提供了十分有利的条件。
用途：能提供孔隙内充填物的矿物类型、大小、产 状的直观资料，同时也是研究孔隙结构的重要手段。
特点：①耗样少、制样简单；②观测视场大、立 体感强；③放大倍数范围宽且连续可调；④ 直观、快速、有效；⑤可对污染前后的样品 进行对比观测。
样品制备方法：将岩样抽提清洗干净，加工出新鲜面 作为观察面，用导电胶固定在样品桩上，自然 晾干，最后在真空镀膜机上镀金 (或碳)，使样 品必须有良好的导电性能。样品直径一般不超 过 lcm。对污染试验的岩心样品，要尽量保证 原样形貌。
特点：
2.在某些情况下，如弱酸性水的淋滤作用，因K+ 离子对此很敏感，最终会导致晶层中的K+离子 脱出为其它阳离子（Na＋、Ca2+或H2O等）替代， 以至边缘破键的吸附水也随之进入晶层间，导 致晶层膨胀，晶面间距可达14×10-1nm以上。 这种脱Κ+伊利石称为蚀变伊利石或降解伊利石。
岩心分析技术
第一节 岩心分析概述
1、岩心分析的目的和意义
目的
全面认识储层特性，弄清楚储层损害的潜 在损害问题，确定油气层潜在的损害类型、 程度、原因；
全面认识岩石的物理性质和敏感性矿物类型、 产状、含量及分布；
为保护方案设计提供依据和建议。
1、岩心分析的目的和意义
意义 岩心分析是保护油气层技术的基础和重 要组成部分；
V. 其它岩心分析技术
付里叶变换红外光谱分析
• 测定矿物基团、功能团…识别和量化常见矿物
CT扫描技术 X-Ray Computerized Tomography 计算机 处理层析X射线成象技术
• 颗粒密度； • 裂隙和孔隙分布； • 固相侵入深度和孔隙空间的变化；
核磁共振成象技术 Nuclear Magnetic Resonance Imaging (NMRI)
填充物------(粘土矿物和非粘土矿物)： 类型、产状、成分、含量
3. Coring Sample 取岩样
井底取出岩心
实验岩心
30 30 30 30 30 30
Slice
30
K、F、Capillary pressure
RXD SEM
第二节 岩心分析技术及应用
I. X-Ray Diffraction (RXD) X射线衍射
1、岩心分析的目的和意义
基本概念
敏感性：外来流体与储层粘土矿物发生物理化 学反应的矿物
敏感性矿物：水敏性矿物、速敏性矿物、盐敏 性矿物、酸敏性矿物和碱敏性矿物
2 岩心分析方法和内容
方法
X-Ray Diffraction (XRD) X射线衍射; Scanning Electron Micrograph(SEM) 扫描电镜; Slice Technique 薄片技术; Mercury Injection Method for Rock Capillary
岩心分析揭示地质历史与资源勘探
岩心分析揭示地质历史与资源勘探岩心分析是一种通过观察岩石的物理、化学和地球化学性质来揭示地质历史和资源勘探的重要方法。
通过对岩心样品进行详尽的研究和测试，地质学家能够了解地质历史事件、岩石的成因和矿产资源的分布情况，从而为资源勘探和地质污染监测提供有价值的信息。
历史揭示岩石是地球表面和地壳形成演化的记录。
通过岩心分析，我们可以了解地球历史上的地壳运动、大气变迁以及生物进化等重要事件。
例如，在岩心中发现特定化石或化学物质的存在，可以提供生物进化和环境变迁的证据。
此外，在火山岩心中发现的岩浆成分和岩石纹层可以推测火山活动周期和爆发频率，对于地质灾害的预测和风险评估具有重要意义。
岩石成因岩心样品的物理和化学性质可以揭示岩石的成因和形成过程。
通过分析岩石的矿物组成、结构特征和岩石组织，可以推断岩石的形成环境和过程。
例如，通过鉴定岩石中的特定矿物组分，可以确定岩石的形成温度、压力和成因类型。
有时候岩石中可能包含有宝贵金属矿物，岩心分析可以提供资源勘探的方向。
此外，通过岩心分析还可以了解岩石形成时的地下水环境、化学反应以及成岩作用等。
矿产资源勘探岩心分析是矿产资源勘探的关键步骤之一。
通过分析岩石中的矿物组成、矿石性质和岩石纹层，可以推断可能存在的矿产资源。
例如，铀矿、铜矿、石油和天然气等资源在地下岩石中的富集程度可以通过岩心分析来评估。
岩心分析还可以提供有关地下水资源和矿产探矿的环境条件，为资源勘探和开采提供依据。
地质污染监测岩心分析也被广泛应用于地质污染监测。
通过分析岩心样品中的有机污染物、重金属和放射性元素等，可以了解地下水和土壤的污染程度和来源。
岩心分析可以帮助确定地下污染源的位置、扩散范围和污染物的种类，为环境保护和污染治理提供科学依据。
总结岩心分析作为一种重要的地质研究方法，扮演着揭示地质历史和资源勘探的关键角色。
通过分析岩心样品的物理、化学和地球化学性质，我们可以了解地质事件的发展演化、岩石的成因和矿产资源分布情况。
第2章 岩心分析
（3）为各项作业中保护油气层工程方案设计提供依据和建议 保护油气层技术的研究与实践表明，油气层地质研究是保护油气
技术的基础工作，而岩心分析在油气地质研究中具有重要作用
2.1 概述
2.1.2 岩心分析的意义
第2章 岩心分析
油气层地质研究的目的是，准确地认识油气层的初始状态及钻开 油气层后油气层对环境变化的响应，即油气层潜在损害类型及程度。 其内容包括六个方面 （1）矿物性质，特别是敏感性矿物的类型、产状和含量 （2）渗流多孔介质的性质，如孔隙度、渗透率、裂隙发育程度、 孔隙及喉道的大小、形态、分布和连通性 （3）岩石表面性质，如比表面、润湿性等 （4）地层流体性质，包括油、气、水的组成，高压物性、析蜡 点、凝固点、原油酸值等 （5）油气层所处环境，考虑内部环境和外部环境两个方面 （6）矿物、渗流介质、地层流体对环境变化的敏感性及可能的 损害趋势和后果
2.1 概述
2.1.2 岩心分析的意义
岩石物理性质、岩石 结构与矿物的特性主要是 通过岩心分析获得，从而 体现了岩心分析在油气层 地质研究中的核心作用。 左图说明了六项内容之间 的相互联系，最终应指明 潜在油气层损害和敏感性，
第2章 岩心分析
并有针对性地提出施工建
议
2.1 概述
2.1.2 岩心分析的意义
第2章 岩心分析
由于粘土矿物的含量较低，砂岩中一般为3～15%。这时，Ⅹ射线衍
射全岩分析不能准确地反映粘土的组成与相对含量，需要把粘土矿物与 其它组分分离，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2 μm （泥、页岩）或小于5 μm （砂岩）的部分，沉降分离、 烘干、计算其占岩样的重量百分比
《岩心分析》课件
通过岩心分析可以研究地球内部的化学成分和反应过程，揭示地球 的演化规律和动力学机制。
地质年代学研究
通过岩心分析可以测定岩石的年龄和沉积序列，为地质年代学研究提 供重要数据支持，有助于了解地球历史和板块运动。
PART 05
岩心分析的挑战与展望
岩心分析的局限性
样品代表性
由于岩心采集和制备过程中的误差，可能导致样品代表性不足， 影响分析结果的准确性。
发展高分辨成像技术， 实现岩心微观结构和成 分的快速、无损检测。
多学科交叉融合
加强地质学、地球物理 学、化学、物理学等多 学科的交叉融合，推动 岩心分析技术的发展。
跨学科合作与交流
建立跨学科交流平
台
鼓励不同学科领域的专家学者进 行交流合作，共同探讨岩心分析 技术的发展方向和挑战。
加强国际合作
积极参与国际学术交流和合作， 引进国外先进技术和管理经验， 推动岩心分析技术的国际化发展 。
样品破坏性
岩心分析需要对样品进行切割、破碎等处理，可能导致样品破坏， 无法进行后续分析。
实验误差
实验过程中可能存在误差，如仪器误差、操作误差等，影响分析结 果的准确性。
未来发展方向与技术革新
智能化分析
利用人工智能和机器学 习技术，实现岩心分析 的自动化和智能化，提 高分析效率和准确性。
高分辨成像技术
目的
岩心分析是石油、天然气和矿产资源勘探中重要的手段之一 ，通过岩心分析可以了解地下岩层的岩石类型、矿物组成、 结构特征、储层物性以及含油、气、水情况等，为地质勘查 和资源开发提供重要的数据支持。
岩心分析的重要性
了解地下岩层特征
岩心分析是了解地下岩层特征最直接、最可靠的方法之一，通过对岩心的观察和分析，可 以获取地下岩层的岩石类型、矿物组成、结构特征等信息，为地质勘查和资源开发提供重 要的数据支持。
第二章 岩石物性分析方法1
which covers a wide range of measurements and special tests. Such as the measurements of capillary pressure(毛管力), relative permeability curve(相渗曲线), wetbility(润湿) etc. .
第二节常规岩心分析
2.1 岩心中流体饱和度的测定
(1)蒸馏抽提法：
溶剂:用密度小于水、沸点 高于水且溶解洗油能力强. 如甲苯：ρ = 0.897
沸点110℃
⎧ ⎪⎪S o ⎨ ⎪⎪⎩S w
= (Wo+w = Vw
φVf
− ρ w Vw φVf
)/
ρo
用未污染的新鲜岩心可较准确地测定SWC
Chapter 2
但所用溶剂不统一。
using
Chapter 2
1.5 岩样中油和盐的清洗方法（Core Cleaning）
(1) 溶剂抽提法(refluxing solvent extractors)
任何溶剂都会不同程度地改变岩石的润 湿性，应尽量选取那些影响小的溶剂。
•亲油岩心：选用溶剂汽油、四氯化碳 （岩心中不含水时使用）； •亲水岩心：选用酒精-苯； •含沥青基原油：苯-酒精，氯烷+甲醇 地层水矿化度>30000mg/L时，洗油 后应专门洗盐。
第二章 储层岩石物性参数的确定及 应用
研究内容
第一节 岩心分析方法 第二节 常规岩心分析 第三节 特殊岩心分析
李爱芬 石油工程学院油藏工程系
2007.3.18
石油勘探开发的岩心分析技术
,
汇报人：
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01
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02
岩心分析技术 概述
03
岩心分析技术 的主要内容
04
岩心分析技术 的应用范围
05
岩心分析技术 的发展趋势与 展望
1 添加章节标题
2 岩心分析技术概述
岩心分析技术的定义
岩心分析技术是 一种通过研究岩 石样本来获取地 下地质信息的技 术。
岩心分析技术可以帮助石油勘探开发人员 确定地下石油储层的位置、规模和性质， 为石油开采提供重要信息。
岩心分析技术还可以帮助石油勘探开发人 员评估地下石油储层的开采价值，为石油 开采提供决策依据。
岩心分析技术在石油勘探开发中具有广 泛的应用前景，可以提高石油勘探开发 的效率和准确性，降低石油勘探开发的 风险和成本。
岩心分析技术的发展历程
19世纪末，岩 心分析技术开 始应用于石油
勘探开发
20世纪初，岩 心分析技术逐 渐成熟，成为 石油勘探开发
的重要手段
20世纪中叶， 随着科技的发 展，岩心分析 技术得到了进 一步的发展和
完善
21世纪初，岩 心分析技术已 经广泛应用于 石油勘探开发 的各个领域， 成为石油勘探 开发的关键技
岩心分析技术在油气田开发方 案实施过程中的作用
岩心分析技术在油气田开发方 案调整中的应用
5
岩心分析技术的发展趋 势与展望
自动化与智能化技术的应用
自动化技术在岩心 分析中的应用：提 高工作效率，减少 人为误差
智能化技术在岩心 分析中的应用：实 现岩心数据的实时 采集、处理和分析
自动化与智能化技 术在岩心分析中的 发展趋势：更加智 能化、高效化和精 准化
《岩心分析方法》课件
岩心分析技术的分类
物理性质分析 地球化学分析 显微组分分析
描绘岩石和物质之间的物理特征，可以用来确定 视密度、孔隙率、饱和度及弹性等指标。
用各种化学与物理手段测试矿物、岩石和土壤的 成分，可以确定孔隙液及烃的组成和分布。
观察岩心薄片下显微镜，了解岩石的微观组分、 成分、纹理及结构。
岩心的获取与处理
总结和展望
尽管岩心分析具有一定的局限性和挑战，但它仍是地球科学领域不可或缺的重要手段。我们期待不断发展更先 进的技术与手段，更广泛地、更高效地解决地学问题。
气相色谱质谱分析
通过化学分析，确定岩石芯样品中的有机分子和所 含气体成分的种类与含量。
扫描电镜观察
用非常强的电场扫描岩心样品来确定其微观结构， 并检视它内部的微小痕迹、颗粒分布和结构。
机器学习和编程模型
将大量现有的岩心数据输送给机器学习模型，以便 预测未来储层性质。岩心分析应用领域1石油勘探
了解地层构成和找到石油藏。
钻井岩芯获取
通过岩芯钻探，连续地勘探井上的地层，钻探得到的岩芯是岩心分析的最主要物质来源。
岩心样品处理
通过对原始岩芯样品进行处理、筛选和切割，将大岩石块样品制备成合适的实验测试芯样。
岩心数据处理
收集、整理分析实验测试结果，建立地质模型，预测矿区、油区、水区等储层。
岩心分析的主要方法
X射线衍射分析
通过研究岩石的晶体结构，确定其中的矿物组分。
2
地质研究
研究地质历史和直观展示地质观测数据。
3
矿区勘察
寻找和评估矿产资源。
岩心分析的局限性和挑战
样品获取难度大
很多时候地层较深、地质条 件较差，采集符合要求的岩 心样品十分困难。
芯样处理技术不同
第二章岩心分析技术分析
第二节 岩心分析技术及应用
2. 薄片分析技术在保护油气层中的应用
（1）岩石的结构与构造
通过观测颗粒间接触关系、胶结类型及胶结物的结构 可以估计岩石的强度，预测出砂趋势。
（2）骨架颗粒的成分及成岩作用
沉积作用、压实作用、胶结作用和溶解作用强烈地影 响着油气层的储集性及敏感性。了解成岩变化及自生矿物 的晶出顺序对钻井、完井液设计、增产措施选择、测井解 释十分有利。
饱和度中值Pc50指非润湿相为50%时相应的注入曲 线的毛细管压力，它反映当孔隙中同时存在油水两相时 油的产能大小。Pc50越小，则表示岩石对油的渗透能力 越好，生产能力就越高。
束缚水饱和度Smin（或Swi）表示当注入汞的压力达 到仪器的最高压力时，没有被汞侵入的孔隙体积百分数。 Smin越大，表示小孔喉所占的体积越多，显然对油的渗 流不利。
具有制样简单、分析快速的特点。
M2-1（600倍）
M2-2（1200倍）
M108X1# Ed3 3303m泥岩扫描电镜
B1-3（3000倍） B28# Ed3 3553-3556m泥岩
扫描电镜照片
第二节 岩心分析技术及应用
2. 扫描电镜在保护油气层技术中的应用
（1）地层微粒的观察
扫描电镜分析能给出孔隙系统中微粒的类型、大小、含 量和共生关系的资料，越靠近孔、喉中央的微粒，在外来流 体和地层流体作用下越容易失稳。测定出微粒的大小分布及 在孔喉中的位置，能有效地估计临界流速和速敏程度，便于 有针对性地采取措施防止或解除因分散、运移造成的损害。
毛管压力Pc(MPa)和孔喉半径r(m)的关系为Pc=0.735/r。
Pc/MPa VHg/mL SHg/%
P1 P2 P3 Pi V1 V2 V3 Vi S1 S2 S3 Si
岩心分析报告技术(简版)
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）迅速而准确地测定。
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。
由于粘土矿物的含量较低，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的组成与相对含量，需要把粘土矿物与其它组分分离，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）的部分，沉降分离、烘干、计算其占岩样的重量百分比。
粘土矿物的XRD分析使用定向片，包括自然干燥的定向片（N片）、经乙二醇饱和的定向片（再加热至550℃），或盐酸处理之后的自然干燥定向片。
粒径大于2μm或5μm的部分则研磨至粒径<40μm的粉末，用压片法制片，上机分析。
此外还可以直接进行薄片的XRD分析，它对于鉴定疑难矿物十分方便，并可与薄片中矿物的光性特征对照，进行综合分析。
2．X射线衍射在保护油气层中的应用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）筛的细粒物质，它是砂岩中重要的损害因素，砂岩中与矿物有关的地层损害都与其有密切的联系。
地层微粒的分析为矿物微粒稳定剂的筛选、解堵措施的优化提供依据。
除粘土矿物外，常见的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的非粘土矿物部分进行XRD分析，可以知道诸如云母、碳酸盐矿物、黄铁矿、长石的相对含量，对酸敏（HF，HCl）性研究和酸化设计有帮助。
长石含量高的砂岩，当酸液浓度和处理规模过大时，会削弱岩石结构的完整性，并且存在着酸化后的二次沉淀问题，可能导致土酸酸化失败。
3）粘土矿物类型鉴定和含量计算4）间层矿物鉴定和间层比计算油气层中常见的间层矿物大多数是由膨胀层与非膨胀层单元相间构成。
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第二章岩心分析
回顾：
◆油气层损害的定义
◆研究油气层保护技术的方法
◆发展历程等。
岩心分析是认识油气层地质特征的必要手段，油气层的敏感性评价、损害机理的研究、油气层损害的综合诊断、保护油气层技术方案的设计都必须建立在岩心分析的基础之上。
所以，岩心分析是保护油气层技术系列中不可缺少的重要组成部分，也是保护油气层技术这一系统工程的起始点
第一节概述
1、岩心分析的目的
(1)全面认识油气层的岩石物理性质及岩石中敏感
性矿物的类型、产状、含量及分布特点
(2)确定油气层潜在损害类型、程度及原因
(3)为各项作业中保护油气层工程方案设计提供依
据和建议
保护油气层技术的研究与实践表明，油气层地质研究是保护油气技术的基础工作，而岩心分析在油气地质研究中具有重要作用。
2、岩心分析的意义
油气层地质研究的目的是，准确地认识油气层的初始状态及钻开油气层后油气层对环境变化的响应，即油气层潜在损害类型及程度。
其内容包括六个方面：
(1)矿物性质，特别是敏感性矿物的类型、产状和含量
(2)渗流多孔介质的性质，如孔隙度、渗透率、裂隙发育程度、孔隙
及喉道的大小、形态、分布和连通性
(3)岩石表面性质，如比表面、润湿性等
(4)地层流体性质，包括油、气、水的组成，高压物性、析蜡点、凝
固点、原油酸值等
(5)油气层所处环境，考虑内部环境和外部环境两个方面
(6)矿物、渗流介质、地层流体对环境变化的敏感性及可能的损害趋
势和后果
其中，岩石物理性质、岩石结构与矿物的特性主要是通过岩心分析获得，从而体现了岩心分析在油气层地质研究中的核心作用。
下图说明了六项内容之间的相互联系，最终应指明潜在油气层损害和敏感性，并有针对性地提出施工建议
值得注意的是，室内敏感性评价和工作液筛选使用的岩心数量有限，不可能全部考虑油气层物性及敏感性矿物所表现出来的各种复杂情况，岩心分析则能够确定整个油气层中某一块具有代表性的实验岩样，进而可通过为数不多的实验结果，建立油气层敏感性的整体轮廓，指导保护油气层工作液的研制和优选
岩心分析的六个方面：
4、取样要求
岩心分析的样品可以来自全尺寸成形的岩心，也可以是井壁取心或钻屑。
经验表明，钻屑的代表性很差，故通常使用成形岩心，而且多个实验项目可以进行配套分析，便于找出岩石各种参数之间的内在联系岩石结构与矿物分析、孔隙结构的测定要在了解油气层岩性、物性、含油气性、电性的基础上，有重点地进行选样分析
最好在同一段岩心上取足配套分析的柱塞(岩样)
铸体薄片、扫描电镜、压汞分样需在同一柱塞上进行，这有利于建立孔隙分布与孔喉分布参数间的关系以及孔隙结构与岩性、物性、粘土矿物之间的联系
XRD分析可以用碎样，但应清除被泥浆污染的部分，否则会干扰实验结果。
电子探针分析可用其它柱塞端部这样在所有分析项目完成后，就能指出潜在的损害类型及原因，预测不同渗透率级别(储层类型)的油气层的敏感程度，正确解释敏感性评价实验结果
作用：
1、地层微粒分析；
2、全岩分析；
3、粘土矿物类型鉴定和含量计算；
4、间层矿物的鉴定和层间比的计算。
作用：1、地层微粒分析；2、全岩分析；3、粘土矿物类型鉴定和含量计算；4、间层矿物的鉴定和层间比的计算。
作用：
1、地层微粒的观察；
2、粘土矿物的观测；
3、油气层孔喉的观测；
4、含铁矿物的检测；
5、油气层损害的检测。
作用：1、地层微粒的观察；2、粘土矿物的观测；3、油气层孔喉的观测；4、含铁矿物的检测；5、油气层损害的检测。
应用：
1、岩石的结构与构造；
2、骨架颗粒的成分及成岩作用；
3、孔隙特征；
4、不同产状粘土矿物含量的计算；
5、荧光薄片应用。
应用：1、岩石的结构与构造；2、骨架颗粒的成分及成岩作用；3、孔隙特征；4、不同产状粘土矿物含量的计算；5、荧光薄片应用。
应用：
1、储集岩的分类评价；
2、损害机理分析
3、钻井完井液设计；
4、入井流体悬浮固相控制；
5、评价和筛选工作液。
应用：1、储集岩的分类评价；2、损害机理分析3、钻井完井液设计；4、入井流体悬浮固相控制；5、评价和筛选工作液。
(2)CT扫描技术
将医学上应用的CT扫描技术引入到岩心分析中，主要原理是用X射线照射岩心，得到岩心断面上岩石颗粒密度的信息，经计算机处理转换成岩心剖面图，它可以在不改变岩石形态及内部结构的条件下观察岩石的裂缝和孔隙分布。
当固相物侵入岩心时，能够对固相侵入深度及其在孔喉中的状态进行监测，也可以观察岩样与工作液作用后的孔隙空间变化。
目前这项技术主要用于高渗透疏松砂岩和裂缝性储层的损害研究中，如出砂机理、稠油蚯蚓孔道的形成、侵入裂缝的固相分布、岩心内泥饼的分布形态等
(3)核磁共振成象技术(NMRI)
能够观测孔隙或裂缝中流体分布与流动情况，因此对于流体与流体之间，流体与岩石之间的相互作用，以及润湿性和润湿反转问题的研究有特殊意义，是研究油气损害的最新手段之一NMRI测井技术发展很快，主要用于剩余油的分布探测，已成为提高采收率的重要评价技术
(4)扫描电镜技术SEM
扫描电镜技术在制样和配件方面发展较快，在SEM上配置能谱仪能源数据系统EDS可以对矿物提供半定量元素分析，对敏感性矿物的识别及损害机理研究有很大的帮助
背散射仪的应用免除镀膜对粘土形貌的改变，更宜于试验前后的样品观察。
临界点冷冻干燥法，能够揭示粘土矿物在油气层条件下的真实形态
扫描电镜与图像分析仪使用，研究粘土矿物微结构并预测微结构的稳定性，是油井完井技术中心近年来将土壤科学和工程地质理论引入到石油工程中的最新进展
(5)非晶态矿物和纳米矿物学研究
油气层中非晶态矿物有蛋白石、水铝英石、伊毛缟石、硅铁石等，还有比粘土矿物微粒更小的纳米级矿物。
它们或单独产出，或存在于粘土矿物晶体之间，起到连接微结构的作用，比表面更大，性质更活跃。
研究方法主要有化学分析、电子探针、原子力显微镜等。
油井完井技术中心对吐哈盆地丘陵三间房组砂岩高岭石进行电子探针分析，指出高岭石化学组成很少符合理论组成，SiO 2、Al 2O 3经常过量，这种硅、铝部分以非晶态存在，它们易于溶解并促使高岭石微结构失稳
(6)环境扫描电镜的应用
一般扫描电镜要求在真空条件下进行实验，而环境扫描电镜则可以在气体、液体介质环境下分析样品。
国外已开始利用此项技术研究膨胀性粘土矿物与工作液作用的机理，分析粘土矿物间层比和遇水膨胀的关系、水化膨胀和脱水过程的差异等。
因此，环境扫描电镜是损害机理研究和工作液评价的有力手段。
目前，我国已引进了这种仪器
综上所述，岩心分析技术在认识油气层特征、研究油气层损害机理及保护油气层工程设计中具有广泛的应用。
每种技术都有其优点及局限性，实际工作中要具体问题具体分析，并制定一套切实可行的技术路线。
各项技术本身在石油工程中的应用还有很大的潜力尚待开发，同时工程实践中也不断提出许多新问题，需要创造性地应用先进技术来解决
思考题：
1、常见的岩心分析方法有哪些?
2、各岩心分析方法在油气层保护中的作用
有哪些？
3、各岩心分析方法的局限性？。