岩心分析技术
康毅力岩心分析技术剖析
各族主要粘土矿物的 d001（10-1nm）X 射线衍射特征
d001
d002
d003
d004
d005
12~15
4~5
2.4~3
14.2
7.1
4.7
3.53
2.8
14.2
7.1
4.7
3.53
2.8
10.0
5.0
3.33
2.5
7.15
3.58 2.37
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非膨胀 组分
有序度
云母
主要间层粘土矿物类型
气-水、油-气、气-油-水
渗透率仪 CMS-300 全自动岩心分析仪
压汞或等温吸附法 稳态法、不稳态法
质
润湿性
油湿、水湿、中间润湿
接触角测量、阿莫特（自吸人）法、 离心机法毛管压力曲线测定
孔 隙
孔隙-喉道
结 构
孔喉
骨
架 石英、长石 岩 颗 岩屑、云母 石粒 结
构 与
填
粘土矿物
矿隙
物 物 非粘土矿
wenku.baidu.com
物
类型、大小、形态、连通性、 分布
Rx(AlMg)2(Si4O10) (OH)24H2O
KAl((AlSi3)O10) (OH)2．mH2O
FeMgAl 的层状硅酸 盐，同形置换普遍
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
（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
介绍一种最常用的 粒度分析测定方法——筛析法
筛析前，首先要对样品进行清洗、烘干和颗粒分解处理，然后将其 放入一组不同尺寸筛子的顶部筛子中，把这组筛子放置于声波振筛机 或机械振筛机上，经振动筛析后，称量每个筛子中的颗粒质量，从 而得出样品 的粒度分析数据
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。
岩心分析技术
1 Long1 2 14.29 64.29 0.00
21.43
35
2 Long1 20 12.03 67.67 0.00
20.3
35
3 Long3 41 9.09 54.55 9.09
27.27
40
4 Long3 50 23.08 57.69 0.00
19.23
40
5 Liu102 64 4.55 88.64 0.00
对应的毛细管压力。反映了孔隙中存在油水两相时，产油能 力的大小,Pc50越小，岩石对油的渗透性越好，产能越高。
最小非饱和孔隙体积百分数Smin 注汞压力达到仪器的
最大压力时，未被汞饱和的孔隙体积百分数。Smin 越大，小 孔隙占的孔隙体积越多，对油气渗透不利。
孔隙结构特征参数
排驱半径rd :排驱压力对应的最大孔喉半径； 中值半径 r50：饱和中值压力对应的半径； 平均孔喉半径 rc：汞所占据部分喉道的平均半
相对含量计算公式
Ii/I石英=Ki•XI/X石英
n
=1
i=1
即
X石英=
1 I1/（ K1• I石英）+ I2/（ K2• I石英）+…..+1
XI = Ii / （Ki • I ） 石英 X • 石英
式中：
N----物相个数 I-----石英特征峰的衍射强度 Ii-----某矿物相特征峰的衍射强度 X石英----样品中石英的含量 Xi-----样品中某矿物相的含量 Ki-----某矿物相特征峰相对于石英特征峰
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。
第二章 岩石物性分析方法1
时，由于岩石孔隙体积的缩小、其中流体的膨胀，
总共排出的液量。
[ ] C = Cf + φ SoiCo + Scw C w
ΔVp ΔVL
C′ = C p + SoiCo + ScwCw
Vf
•弹性储量：
ΔN = Ahc(pi − pb )
Bob
(地面m3)
第二节常规岩心分析
Chapter 2
3) 岩石压缩系数Cp测定：
Chapter 2
1.5 岩样中油和盐的清洗方法（Core Cleaning） (4)加压溶剂驱替清洗法
在岩石两端加压，将溶剂驱过 岩心，溶解并带出岩心中的原油。 本法适于低渗岩心。
（5）过临界点清洗：
当岩石孔隙中含有复杂的易受损害的微观结构 时，可采用过临界点清洗的方法。
溶剂由液态→气态过程 中没有界面存在。
2.4.3 气测渗透率的流程
K
=
2 P0Q0 μL A(P12 − P22 )
=
QμL A(P1 − P2 )
Q0
= Q or
hw 200
Qor —孔板常数，cm3/s
气测渗透率仪器简图
K = C Qorh wL 200A
C = 2P0μ ×102 (P12 − P22 )
h w — mm； L — cm； A — cm2； P1, P2 , P0 — MPa；
数字岩心技术实施方案
数字岩心技术实施方案
数字岩心技术是一种基于数字化技术的岩心分析方法，它利用先进的数字化设
备和软件，对岩心进行高精度、高分辨率的数字化采集和分析，可以为油气勘探开发提供更加精准、全面的岩心信息。本文将从数字岩心技术的应用背景、实施步骤、技术优势和发展趋势等方面进行详细介绍。
一、应用背景。
随着油气勘探开发的深入，对储层岩心的研究需求也越来越高。传统的岩心分
析方法存在着取样点少、分析精度低、数据处理周期长等问题，难以满足现代油气勘探开发的需求。数字岩心技术的出现，为解决这些问题提供了新的途径。数字岩心技术可以实现对岩心的高精度三维扫描、岩心结构参数提取、岩心孔隙结构表征等功能，为油气勘探开发提供了更加全面、精准的岩心数据支持。
二、实施步骤。
1. 岩心采集，使用数字化岩心扫描仪对岩心进行高精度的三维扫描，获取岩心
的数字化数据。
2. 数据处理，利用岩心数字化软件对采集到的数据进行处理，包括岩心结构参
数提取、孔隙结构表征等。
3. 数据分析，通过岩心数字化软件进行岩心数据的分析和解释，获取岩心的物
性参数、岩心构造特征等信息。
4. 应用研究，将数字岩心技术获取的数据应用于油气勘探开发的实际研究中，
为储层描述、油气藏评价、油藏开发等提供数据支持。
三、技术优势。
1. 高精度，数字岩心技术可以实现对岩心的高精度三维扫描，获取岩心的精细
结构信息。
2. 高分辨率，数字岩心技术可以实现对岩心的高分辨率数字化采集，获取岩心
的微观特征数据。
3. 数据全面，数字岩心技术可以获取岩心的物性参数、孔隙结构、岩心构造等
全面数据，为油气勘探开发提供更加全面的岩心信息。
岩心分析技术
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。
第二章岩心分析
第二章岩心分析
一、岩心分析的目的意义
1.岩心分析的目的 ➢ 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 ； ➢ 确定油气层潜在损害类型、程度及原因； ➢ 为各项作业中保护油气层工程方案设计提供依据
第二章岩心分析
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。
➢晶面间距大 ，容易进行阳离子交换。 ➢ 相邻两晶层结合不紧密，水易进入晶层之间。 ➢ 表现出明显的膨胀性。
蒙脱石是易膨胀性粘土矿物，一般与水接触后易 产生水化膨胀和分散运移（水敏），损害储集层 渗透率！
样品要求：细粉晶状态，可以是两种以上不同粉晶 的混合样品。所以又称为粉晶X射线物相分析。
XRD是保护储集层中岩相学分析应用的主 要分析方法之一 。
第二章岩心分析
XRD的分析原理
当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特 的衍射花样，它们的衍射特征可以用各个反射面网的面 网间距(d值)和反射的相对强度(I/ I0)来表征。其中面网间 距d值与晶胞的形状和大小有关，相对强度(I / Io)则与晶 体质点的种类及其在晶胞中的I 0 位置有关。
油气田地质学中的勘探技术
油气田地质学中的勘探技术
在现代工业化社会中，石油和天然气是主要的能源资源之一。
油气田地质学的研究和勘探技术的发展对于现代经济发展具有十
分重要的作用。油气田地质学分析着岩体构造与性质的掌握、储
层状态与连通性的确定、油藏形成与演化的理解、烃源岩与油气
成分的识别与评价、流体运移与油气聚集的规律及运移方向等诸
多关键问题。实际上，在石油勘探过程中，勘探技术更趋于成熟，细节技术也不断升级，这意味着勘探成本和效率都有所改善。
1. 地震勘探技术
地震勘探技术是在地下埋置火药、气枪等震源，通过记录地震
波在地下的传播特征，获得地下地质结构图像的一种勘探方法。
这一勘探方法已经成为石油工业中广泛应用的一种技术。地震勘
探技术能够在大面积勘探工作中同时控制勘探区域的上下边界，
总体上提高勘探效率。在实际勘探中，如果能够结合地质剖面、
地球物理测量、孔隙流体组成、流体渗漏性、储层膨胀性等综合
地考察，这样最终勘探结果会更精细化。
2. 磁共振影像技术
磁共振影像技术采用一定的磁场和放射波等对石油储层进行检
测和成像。磁共振影像技术具有非常高的分辨率，能够对储层孔
隙度、渗透率以及裂缝等进行高精度的定量分析，这使得磁共振
影像技术成为石油勘探中快速、有效的评估储层状况的必要手段。
3. 岩心分析技术
岩心分析技术是指将钻取的地层岩芯进行精确、系统、全面分析，了解地层的物理性质、化学成分、岩石结构、化石生物、古
地理与沉积等特征的一种勘探方法。经过岩心分析，可对储层特
征进行深入分析，对储层岩石进行精细研究，从而得出一系列的
数据。这些数据对于油藏勘探与评价、油藏开发设计、油藏生产
现代油藏精细描述技术和方法探讨
现代油藏精细描述技术和方法探讨
引言
随着全球能源需求的不断增长以及传统油气储量的逐渐枯竭，对于新油气田的勘探和
开发变得愈发迫切。现代油藏精细描述技术和方法的研究，对于有效的勘探和开发新油气
田至关重要。本文将探讨现代油藏精细描述技术和方法的相关内容，分析其在油气田勘探
开发中的应用现状和发展前景。
一、现代油藏精细描述技术和方法概述
现代油藏精细描述技术和方法是指利用先进的地质学、物理学和化学等知识，对油气
储层进行细致的描述和分析的技术手段。其主要目的是为了更加全面、准确地认识油气储
层的地质特征和储层性质，以便指导油气田的勘探和开发工作。
现代油藏精细描述技术和方法主要包括以下几个方面：
1. 岩心分析技术：通过对岩心样品的详细分析，可以获得油气储层的孔隙结构、孔
隙类型、孔隙度、渗透率、孔隙流体性质等重要信息。
2. 地震勘探技术：利用地震波在不同介质中的传播特性，可以获得地下岩石的构造、厚度、成岩相、孔隙度等信息。
3. 电阻率测井技术：通过电阻率测井仪器，可以测量地下岩石的电阻率信息，进而
获得岩石的孔隙度、渗透率等特征。
4. 成像技术：利用现代成像技术，可以对地下油气储层进行三维成像，获得储层的
空间结构、油气分布情况等信息。
二、现代油藏精细描述技术和方法在油气勘探中的应用现状
现代油藏精细描述技术和方法在油气勘探中的应用已经取得了一系列的重要成果。具
体表现在以下几个方面：
1. 油气储层预测：利用岩心分析技术和地震勘探技术，可以对潜在的油气储层进行
准确的预测。这为油气勘探工作提供了重要的依据。
2. 油气储层评价：利用电阻率测井技术和成像技术，可以对已经发现的油气储层进
第三讲 岩心与流体分析技术
孔 隙 结 构 骨 架 颗 粒
孔隙－喉道 类型、大小、形态、连通性、分布 孔喉 大小、分布
岩 石 结 构 与 矿 物
石英、长石 粒度大小、分布 、岩屑、云 接触关系、成分、含量、成岩变化 母 产状
填 隙 物
粘土矿物
类型、成分、含量 产状
非粘土矿物
类型、成分、含量
岩心分析技术
X 射 线 衍 射
全岩矿物组分和粘土矿物可用 X射线衍射迅速而准确的测定
三 储层流体分析技术简介
•天然气分析 天然气分析 •分析方法：常用气相色谱； 分析方法：常用气相色谱； 分析方法 •应用：根据H2S、CO2含量分析损害 应用：根据 应用 、 •原油分析 原油分析 •进行沥青质测定、蜡含量测定、酸值分析、含硫量、凝固点、 进行沥青质测定、蜡含量测定、酸值分析、含硫量、凝固点、 进行沥青质测定 粘度等性能测定 •主要用于预测有机垢的生成及分析工作液的配伍性，如乳化 主要用于预测有机垢的生成及分析工作液的配伍性， 主要用于预测有机垢的生成及分析工作液的配伍性 问题和酸渣问题
二 岩心分析技术新进展
•扫描电镜技术的发展 扫描电镜技术的发展 •能谱技术（EDS）：进行岩石矿物成分半定量分析，特别是 能谱技术（ ）：进行岩石矿物成分半定量分析 能谱技术 ）：进行岩石矿物成分半定量分析， 含铁矿物确定；背散射技术BCD：观察损害前后岩石的形貌； 含铁矿物确定；背散射技术 ：观察损害前后岩石的形貌； 电子探针技术：进行微区分析，鉴定微量疑难矿物； 电子探针技术：进行微区分析，鉴定微量疑难矿物；冷冻干 燥技术：保持样品中微结构状态进行观察； 燥技术：保持样品中微结构状态进行观察；与图象分析技术 联用研究岩石的孔隙结构
储层保护 第二章 岩心分析技术
Ed
SZ36-1
Ed
SZ36-1
1383-1458 1513-1535
粘土矿物相对含量（%）
I
K
C
S+I/S
12
20
5
63
间层比 %S(I/S) 50-75
6
37
3
54
50-70
备注
51 块样品 11 块样品
6
51
0
33
40-70
9 块样品
14
49
8
29
30-60 I 油组 10 块样品
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。
石油储层评价技术的研究进展
石油储层评价技术的研究进展石油储层评价技术是石油勘探开发中的一个重要方面，其主要任务是确定石油储层的储量和可采储量，为石油勘探开发提供科学依据。随着石油勘探开发的不断深入和技术的不断更新，石油储层评价技术也在不断改进和发展。
一、常用的石油储层评价技术
常用的石油储层评价技术主要包括测井、地震、岩心分析、地质建模等。其中，测井技术是最常用的技术之一，通过测量井内各种物理、化学参数及其相关关系，从而确定储层石油的物性参数和其他储层参数。地震技术则是利用地震波在地下储层中的传播特性，从而对储层参数进行分析和处理。岩心分析技术则是通过对岩心标本进行物性分析，从而了解储层岩石的力学性质、孔隙结构、渗透性等关键参数。地质建模技术则是将不同数据来源的井下数据与地质表征数据综合，建立立体模型，进一步确定储层参数。
二、石油储层评价技术的研究进展
随着石油勘探开发任务的不断加重和技术的不断更新，石油储层评价技术也在不断改进和发展。近年来，国内外石油勘探部门在石油储层评价领域有了许多新成果。
首先，测井技术日趋全面。传统的测井方法主要依赖于单一测量参数，难以全面反映储层的物理性质及其变化规律。近年来，表面核磁共振测井技术、激光测井技术、成像测井技术等新型测井技术的应用，进一步提高了测井数据的瞬时性、准确性和综合性。
其次，地震技术的应用领域得到了广泛拓展。传统的地震勘探主要用于寻找新油气藏，但其在石油储层评价方面的应用也逐渐扩展，如地震剖面井测、面波勘探等新技术的引入，进一步完善了储层地震数据采集和处理的全过程。
《岩心分析方法》课件
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
不同的人们和实验室方法会 得到不同的分析结果，导致 信息不同或者冲突。
高成本的实验条件
由于芯样的获取、处理以及 设备的昂贵，岩心分析显得 比其他地球科学研究成本更 高。
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。
岩心分析的应用领域
1
石油勘探
了解地层构成和找到石油藏。
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
《岩心分析方法》PPT课 件
岩心分析
介绍一种最常用的 粒度分析测定方法——筛析法
筛析前，首先要对样品进行清洗、烘干和颗粒分解处理，然后将其 放入一组不同尺寸筛子的顶部筛子中，把这组筛子放置于声波振筛机 或机械振筛机上，经振动筛析后，称量每个筛子中的颗粒质量，从 而得出样品 的粒度分析数据
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百度文库因和沉 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
• 岩心分析常规的方法： 1.X射线衍射分析 1.岩矿分析 2.薄片分析
3.电子扫描分析 4.电子探针分析
2.孔隙结构分析 3.黏土矿物分析 4.粒度分析
一、岩矿分析
（1）X射线衍射分析——（鉴别储层内岩石矿物种类） · 原理：每种物质都有其固有的化学组成和结构，每种结 晶物质都具有其独特的晶体结构。因此，当X射线通过通 过某一晶体时，必然会显示出该晶体特有的衍射特征值 （反射面网间的距离和反射线的相对强度） 注意事项：a.该方法使用与岩样中粒径小于4μm的黏土 矿 和粒径大于4 μm的非黏土矿物 b.测量时不需要整块取心，只需少许有代表 性的岩屑样品。
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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
全岩矿物组分与粘土矿物可用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射线检测与记录仪构成。
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)、经乙二醇饱与的定向片(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,它就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)性研究与酸化设计有帮助。长石含量高的砂岩,当酸液浓度与处理规模过大时,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)粘土矿物类型鉴定与含量计算
利用粘土矿物特征峰的d00l值鉴定粘土矿物类型,表2-2列出了各族主要粘土矿物的d001值。根据出现的矿物对应衍射峰的强度(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的定量分析方法”求出粘土矿物相对含量。
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)间层矿物鉴定与间层比计算
油气层中常见的间层矿物大多数就是由膨胀层与非膨胀层单元相间构成。表2-3列出了间层矿物的类型,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,通常以蒙皂石层的百分含量表示。由衍射峰的特征,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的标准化计算方法待定)。对间层矿物的间层类型、间层比与有高序度的研究有助于揭示油气层中粘土矿物水化、膨胀、分散的特性。应该指出,XRD分析不能给出敏感性矿物产状,所以必须与薄片、扫描电镜技术配套使用,才能全面揭示敏感性矿物的特征。
4)无机垢分析
XRD分析技术鉴定矿物的能力在地层损害研究中还有广泛的应用。油气井见水后,可能会有无机盐类沉积在射孔孔眼与油管中,利用XRD分析技术就可以识别矿物的类型,为预防与解除垢沉积提供依据。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BaSO4。
此外,XRD分析还用于注入与产出流体中的固相分析,明确矿物成分与相对含量,对于研究解堵措施很有帮助。
二、扫描电镜
1、扫描电镜分析技术
扫描电镜(SEM)分析能提供孔隙内充填物的矿物类型、产状的直观资料,同时也就是研究孔隙结构的重要手段。扫描电镜通常由电子系统、扫描系统、信息检测系统、真空系统与电源系统五大部分构成,它就是利用类似电视摄影显象的方式,用细聚焦电子束在样品表面上逐点进行扫描,激发产生能够反映样品表面特征的信息来调制成象。有些扫描电镜配有X
射线能谱分析仪,因此能进行微区元素分析。
扫描电镜分析具有制样简单、分析快速的特点。分析前要将岩样抽提清洗干净,然后加工出新鲜面作为观察面,用导电胶固定在样品于桩上,自然晾干,最后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的进展。临界点干燥法可以详细地观察原状粘土矿物的显微结构,背散射电子图象的使用能够在同一视域中直接识别不同化学成分的各种矿物。
2.扫描电镜在保护油气层中的应用
1) 油气层中地层微粒的观察
扫描电镜分析能给出孔隙系统中微粒的类型、大小、含量、共生关系的资料。越靠近孔、喉中央的微粒,在外来流体与地层流体作用下越容易失稳。测定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与速敏程度,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。
2) 粘土矿物的观测
粘土矿物有其特殊的形态(表2—4),借此可确定粘土矿物的类型、产状与含量。如孔喉桥接状、分散质点状粘土矿物易与流体作用。对于间层矿物,通过形态可以大致估计间层比范围。
3) 油气层孔喉的观测
扫描电镜立体感强,更适于观察孔喉的形态、大小及与孔隙的连通关系。对孔喉表面的粗糙度、弯曲度、孔喉尺
三、薄片技术
1、薄片分析技术
薄片技术就是保护油气层的岩相学分析三大常规技术之一,也就是最基础的一项分析。应用光学显微镜观察薄片,由铸体薄片获得的资料比较可靠。制作铸体薄片的样品最好就是成形岩心,不推荐使用钻屑。薄片厚度为0、03mm,面积不小于15mm×15mm。未取心的情况除外,建议少用或不用钻屑薄片,因为岩石总就是趋于沿弱连接处破裂,胶结致密的岩块则能保持较大的尺寸,这样会对孔隙发育及胶结状况得出错误的认识。
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
薄片粒度分析给出的粒度分布参数可供设计防砂方案时参考,当然应以筛析法与激光粒度分析获得的数据为主要依据。研究颗粒间接触关系、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。对砂岩中泥质纹层、生物搅动对原生层理的破坏也可观察,当用土酸酸化时,这些粘土的溶解会使岩石结构稳定性降低,诱发出砂。
2)骨架颗粒的成分及成岩作用
沉积作用、压实作用、胶结作用与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测井解释、敏感性预测、钻井完井液设计、增产措施选择、注水水质控制十分有利。
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。研究地层微粒及敏感性矿物在孔隙与喉道中的位置及与孔喉的尺寸匹配关系,可以判断油气层损害原因,并用于综合分析潜在的油气层损害,提出防治措施。