岩心分析技术
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康毅力岩心分析技术剖析
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2 X射线衍射分析（XRD）
•X射线衍射原理 •X射线衍射仪 •实验样品制备 •在保护油气层研究中的应用
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分析原理
• X射线是波长很短的电磁波，波长2.5-0.1x10-1 nm,射线通过晶体时发生干涉现象 • Bragg公式:
n=2dsin d——面网间距； n——整数 ——射线波长 ——射线与样品夹角
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推荐的取样方式
• 最好在同一段岩心上取足配套分析的柱塞 • 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 • 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
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岩心
岩石物理性质
岩石物理性质
、k 测定 铸体薄片 扫描电镜 压汞技术 图象分析 接触角法
铸体薄片 X 射线衍 射扫描电 镜电子探 针红光谱
孔隙度渗 透率孔隙 结构岩石 表面性质
岩石的 稳定性 与强度
地层微粒和 矿 物的稳定性
地层流体
化学分析 光谱分析 色谱分析 高压物性
结垢趋势 及类型
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
2 X射线衍射分析（XRD）
•X射线衍射原理 •X射线衍射仪 •实验样品制备 •在保护油气层研究中的应用
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分析原理
• X射线是波长很短的电磁波，波长2.5-0.1x10-1 nm,射线通过晶体时发生干涉现象 • Bragg公式:
n=2dsin d——面网间距； n——整数 ——射线波长 ——射线与样品夹角
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推荐的取样方式
• 最好在同一段岩心上取足配套分析的柱塞 • 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 • 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
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岩心
岩石物理性质
岩石物理性质
、k 测定 铸体薄片 扫描电镜 压汞技术 图象分析 接触角法
铸体薄片 X 射线衍 射扫描电 镜电子探 针红光谱
孔隙度渗 透率孔隙 结构岩石 表面性质
岩石的 稳定性 与强度
地层微粒和 矿 物的稳定性
地层流体
化学分析 光谱分析 色谱分析 高压物性
结垢趋势 及类型
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
岩心分析技术
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。
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
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
第二章岩心分析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。
第一节岩心分析概述一、岩心分析的目的意义1．岩心分析的目的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。
图2-1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因素、预测敏感性，并有针对性地提出施工建议。
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_岩心分析
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。
（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。
石油岩心分析技术及应用
石油岩心分析技术及应用石油岩心分析技术是通过对石油岩心样品进行物理、化学、地球物理和岩石学等多种分析手段的研究，来获取岩石性质和储层特征的一项重要技术。
它在油气勘探开发中起着至关重要的作用，以下将详细介绍石油岩心分析技术及其应用。
石油岩心分析技术主要包括物性测井、岩心物性测定、岩石学分析、化学分析、油气成分分析等。
首先，物性测井是一种通过分析井壁周围的岩石物性参数，来获得储层性质的方法。
常见的物性测井方法包括伽马测井、密度测井、声波测井和电阻率测井等。
通过这些测井方法，可以获得储层的伽马射线吸收、密度、泊松比和电导率等参数，进而推测储层的孔隙度、渗透率、饱和度等。
其次，岩心物性测定是一种通过实验室测试来获得石油岩心样品的物性参数的方法。
常见的岩心物性测定方法包括孔隙度测定、渗透率测定、饱和度测定和孔隙连通度测定等。
这些实验室测试可以直接测量样品的孔隙度、渗透率和饱和度等参数，为储层评价提供定量依据。
再次，岩石学分析是通过对岩心样品的显微镜观察和研究，来了解岩石的组成、结构、纹理和成岩环境等特征。
岩石学分析可以提供岩性和储层中微观构造特征的详细信息，对储层的孔隙特征、岩石脆弱性以及裂缝演化等有很重要的参考价值。
另外，化学分析可以通过对岩心样品进行元素分析、有机质分析、矿物组成分析等方法，来获得储层的化学特征和烃类的含量、类型和成熟度等信息。
这些信息对于评价储层的烃母质有机质丰度、烃源岩类型及烃源岩成熟度等有重要意义。
此外，油气成分分析可以通过对岩心样品的提取和分离，进一步分析其中的油气成分，包括烃类组分、气体成分和油质等。
通过油气成分分析，可以了解石油的类型、成分和性质，对石油的来源以及储层成因有重要的指示作用。
石油岩心分析技术在石油勘探开发中具有广泛的应用价值。
首先，通过对储层的物性分析，可以评价储层的孔隙度、渗透率、饱和度等，为储层评价和选择提供依据。
其次，通过岩石学分析可以了解储层的岩性、孔隙结构、裂缝性质等，为储层预测和储层性状分析提供依据。
岩心分析
第二节 粘土矿物的概念和结构特点
一、粘土矿物的基本概念 定义：细分散的晶质含水层状硅酸盐矿物和含 水非晶质硅酸盐矿物的总称。 晶质含水层状硅酸盐矿物：高岭石、蒙脱石、 伊利石、绿泥石等， 含水非晶质硅酸盐矿物：水铝英石(SiO2· Al2O3· nHO)、 胶硅铁石(SiO2· Fe2O3· nHO)等。 特点：粘土矿物颗粒通常很细，大约1~5μm， 一般小于2μm。
③TOT· O型结构（或2:1＋1型），绿泥石属此类。
三、各类粘土矿物晶体的结构特征
1. 1:1型的粘土矿物（TO）型-高岭石
由一片Si-O四面体片(T)和一片Al-O八面体片(O)叠合成一个单 元结构层，称为1:1型或TO型。这种类型的矿物有高岭石、地开 石、埃洛石等。
高岭石结构化学式为A14［Si4O10］(OH)8，其结构式为：
二、粘土矿物的结构类型
1.粘土矿物的基本结构单元 ①四面体：指Si4+在中心、O2-
在四周紧密结合起来构成的 立体几何图形，正好是四个 面故称四面体。因它由Si和 O组成，故又称Si-O四面体。
氧
硅
图2-3 单个硅氧四面体
②四面体片：在一个平面上四面体以三个顶点相连结，
第四个顶点都指向同一个方向，这样 连续成一系列六边形网面，称为四面 体片，简称晶片。四面体晶片用符号 （T）表示。
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
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的间层矿物大多数是由膨胀层与非膨胀层单元相间构成。
第三讲 岩心与流体分析技术
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
岩心分析的意义
可通过为数不多 的实验结果， 的实验结果，建立 油气层敏感性的整 体轮廓， 体轮廓，指导保护 油气层工作液的研 制和优选
保护油气技术中油气层地质研究的内 容及岩心分析的作用
一 岩心分析概述
内容和方法
岩心分析是指利用各种仪器设备来观测和分析岩 岩心分析是指利用各种仪器设备来观测和分析岩 心的一切特性的系列技术， 心的一切特性的系列技术，是获取地下岩心信息的十 分重要的手段 。 表 3- 1列出了保护油气层研究中岩心分析的内容 - 列出了保护油气层研究中岩心分析的内容 及相应的技术方法。 及相应的技术方法。
矿物 蒙皂石 绿泥石 蛭石 伊利石 高岭石
d 001 12-15 14.2 14.2 10.0 7.15
d 002 -7.1 7.1 5.0 3.58
d 003 4-5 4.7 4.7 3.33 2.37
d 004 -3.53 3.53 2.5 --
d 005 2.4-3 2.8 2.8 ---
近程有序
三 储层流体分析技术简介
•油气层流体性质 油气层流体性质 •地层水：主要是矿化度、离子成分、水型及pH值；影响无机 地层水：主要是矿化度、离子成分、水型及 值 地层水 沉淀、有机沉淀及水敏损害程度； 沉淀、有机沉淀及水敏损害程度； •原油：含蜡量，粘度，胶质、沥青质和硫含量，析蜡点，凝 原油：含蜡量，粘度，胶质、沥青质和硫含量，析蜡点， 原油 固点； 固点；影响有机沉淀的堵塞情况引起酸渣堵塞损害及高粘乳 状液堵塞损害； 状液堵塞损害； •天然气性质：主要是H2S和CO2的含量； 天然气性质：主要是 的含量； 天然气性质 和 •腐蚀产物引起损害及生成无机沉淀。 腐蚀产物引起损害及生成无机沉淀。 腐蚀产物引起损害
第二章岩心分析-精选文档
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。
岩 石 物 理 性 质
常 规 物 性
渗透率 比表面 相渗透率 润湿性
空气渗透率、煤油渗透率、地层水渗 透率；水平渗透率、垂直渗透率、径 向渗透率、全直径岩心渗透率；模拟 围压渗透率
稳态法、不稳态法
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 结构 骨架 结构
孔隙--喉道 孔喉 石英、长石 岩屑、云母
中的核心作用。
岩心分析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 取地下岩石信息十分重要的手段。
储集层敏感性在很大程度上取决于孔隙中敏感性
矿物的类型、含量和所处的位置以及储层孔隙大小、 形态、孔喉配位状况等。利用岩心分析技术得出的数 据资料，就能描述出储集层孔隙系统中敏感性矿物对 储集层敏感性的潜在影响。
表2-1 岩心分析揭示的内容和所用的方法
内 孔隙度 容 常规条件 模拟围压 总孔隙度、连同孔隙度 总孔隙度 方 法 气测法、煤油饱和法孔隙度仪 CMS - 300全自动岩心分析仪 渗透率仪 CMS - 300全自动岩心分析仪 压汞或等温吸附法 气—水、油—气、气—油—水 油湿、水湿、中间润湿 类型、大小、形态、连通性、分布 大小、分布 粒度大小、分布 接触关系、成分、含量、成岩变化 产状
岩 石 物 理 性 质
常 规 物 性
渗透率 比表面 相渗透率 润湿性
空气渗透率、煤油渗透率、地层水渗 透率；水平渗透率、垂直渗透率、径 向渗透率、全直径岩心渗透率；模拟 围压渗透率
稳态法、不稳态法
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 结构 骨架 结构
孔隙--喉道 孔喉 石英、长石 岩屑、云母
中的核心作用。
岩心分析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 取地下岩石信息十分重要的手段。
储集层敏感性在很大程度上取决于孔隙中敏感性
矿物的类型、含量和所处的位置以及储层孔隙大小、 形态、孔喉配位状况等。利用岩心分析技术得出的数 据资料，就能描述出储集层孔隙系统中敏感性矿物对 储集层敏感性的潜在影响。
表2-1 岩心分析揭示的内容和所用的方法
内 孔隙度 容 常规条件 模拟围压 总孔隙度、连同孔隙度 总孔隙度 方 法 气测法、煤油饱和法孔隙度仪 CMS - 300全自动岩心分析仪 渗透率仪 CMS - 300全自动岩心分析仪 压汞或等温吸附法 气—水、油—气、气—油—水 油湿、水湿、中间润湿 类型、大小、形态、连通性、分布 大小、分布 粒度大小、分布 接触关系、成分、含量、成岩变化 产状
岩心分析技术
第二章 岩心分析
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
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
石油勘探开发的岩心分析技术
石油勘探开发的岩心 分析技术
,
汇报人：
目录 /目录
01
点击此处添加 目录标题
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
,
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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
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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
第二章 岩心分析技术
强度）表示。其中d值与晶胞的形状和大小有关，相对 强度I/I0值则与晶体质点的种类及其在晶胞中的位置有 关，从而在衍射图谱上表现出不同的衍射角和不同的 衍射峰高（强度）。因而可以根据这两个参数来鉴别
各类结晶物质包括岩石中各种矿物组成。
第二节
岩心分析技术及应用
2. X射线衍射在保护油气层技术中的应用
把洗净烘干的岩样放入岩心杯中抽空，在真空条件下 继续抽 1h。从真空开始，每一压力点下维持一定时间，使 外压与毛管压力达到平衡。计算在此压力 (Pc) 下进入岩样 的汞体积(VHg)，即可求得汞进入岩样的饱和度 (SHg)。一般 仪器的最高工作压力为 8MPa，每个岩样可以做 20~30 个测 试点。最后按照下面的格式来填写实验数据。
第一节 岩心分析概述
2. 意义：
（ 1 ）油气层地质研究是保护油气层技术的基础工 作，其中矿物性质及渗流多孔介质的特性主要通过岩 心分析获得，因此，岩心分析在油气层地质研究中具 有核心作用。
（ 2 ）岩心分析能够确定某一块实验岩样在整个油 气层中的代表性，可以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。
分储集岩性好坏的主要指标之一。对于砂岩储层，颗
粒越均匀，胶结物充填越少，颗粒越粗，排驱压力就
越低，岩石储集性就越好。
第二节
岩心分析技术及应用
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
各类结晶物质包括岩石中各种矿物组成。
第二节
岩心分析技术及应用
2. X射线衍射在保护油气层技术中的应用
把洗净烘干的岩样放入岩心杯中抽空，在真空条件下 继续抽 1h。从真空开始，每一压力点下维持一定时间，使 外压与毛管压力达到平衡。计算在此压力 (Pc) 下进入岩样 的汞体积(VHg)，即可求得汞进入岩样的饱和度 (SHg)。一般 仪器的最高工作压力为 8MPa，每个岩样可以做 20~30 个测 试点。最后按照下面的格式来填写实验数据。
第一节 岩心分析概述
2. 意义：
（ 1 ）油气层地质研究是保护油气层技术的基础工 作，其中矿物性质及渗流多孔介质的特性主要通过岩 心分析获得，因此，岩心分析在油气层地质研究中具 有核心作用。
（ 2 ）岩心分析能够确定某一块实验岩样在整个油 气层中的代表性，可以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。
分储集岩性好坏的主要指标之一。对于砂岩储层，颗
粒越均匀，胶结物充填越少，颗粒越粗，排驱压力就
越低，岩石储集性就越好。
第二节
岩心分析技术及应用
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
岩心分析技术
Coring Sample 取样
井底取出岩心
实验岩心
30 30 30 30 30 30
Slice
30
K、F、Capillary pressure
RXD SEM
2 X射线衍射分析（XRD）
X射线衍射原理 X射线衍射仪 实验样品制备 在保护油气层研究中的应用
1.2 油气藏工程地质描述
保护油气层技术的基础 岩心分析是工程地质描述的重要手段 工程地质描述的目的：
– 准确认识油气层的初始状态 – 打开油气层后对环境变化后的响应
（1）微观尺度 ——孔隙、颗粒尺寸分布 ——矿物类型、结构 （2）宏观尺度 ——岩心孔隙度、渗透率 ——岩心饱和度、润湿性 ——天然裂缝 （3）大型尺度 ——测井、地震数据 （4）巨型尺度 ——试井、油藏规模
可能的损害趋势和后果
岩心
岩 心 分 析 的 内 容 和 分 析 方 法
岩石物理性质
岩石结构与矿物
、k 测定 铸体薄片 扫描电镜 压汞技术 图象分析 接触角法
铸体薄片 X 射线衍射 扫描电镜 电子探针 红光谱
孔隙度 渗透率 孔隙结构 岩石表面性质
岩石的 稳定性 与强度
地层微粒和矿 物的稳定性
地层流体
常 岩 规 渗透率
石物
物性
理
比表面
性
相渗透率
层水渗透率；水平渗透率、垂 直渗透率、径向渗透率、全直 径岩心渗透率 ；模拟围压渗透 率
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
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
16
34
10
孔喉半径分布频谱图
Smin
孔隙结构特征参数
pc50
pd
.735 r
Pc
100%
50
0
SHg 汞饱和度
三个关键特征参数
排驱压力Pd 饱和度中值毛管压力 Pc50 最小非饱和孔隙体积百分数Smin
Smin
pc50 pd
100%
50
0
SHg 汞饱和度
三个关键特征参数含义
排驱压力Pd 最大尺寸连通孔隙所对应的毛管压力。反
40
50
II 油组 5 块样品
玉门油田青西地区下沟组地层的粘土矿物分布
序井 号号
1 Long1 2 Long1 3 Long3 4 Long3 5 Liu102 6 Liu102
下沟组粘土矿物相对含量分析结果
样
粘土矿物相对含量
S%
号 高岭石 伊利石 绿泥石 伊/蒙间层 （I/S）
2 14.29
64.29
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
岩心分析
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
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。
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
（3）扫描电镜分析：——（能提供孔隙填充矿物类型、产
状和含量的直观资料，亦可研 究孔隙结构） 原 理： 利用细聚焦的电子束在岩样上逐点扫描，激发产生能 够反映样品特征的信息并调制成像。
注意事项：a.分析前应将岩样用抽提的方法洗净，然后加工出新 鲜断面作为观测面。
b.样品直径一般不超过1cm。
（4）电子探针分析：——（鉴定细微矿物。研究晶体结构
分析和成岩演化、成岩环境）
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.
·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）
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。
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
（3）扫描电镜分析：——（能提供孔隙填充矿物类型、产
状和含量的直观资料，亦可研 究孔隙结构） 原 理： 利用细聚焦的电子束在岩样上逐点扫描，激发产生能 够反映样品特征的信息并调制成像。
注意事项：a.分析前应将岩样用抽提的方法洗净，然后加工出新 鲜断面作为观测面。
b.样品直径一般不超过1cm。
（4）电子探针分析：——（鉴定细微矿物。研究晶体结构
分析和成岩演化、成岩环境）
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.
·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）
第二章岩心分析49页
表2-1 岩心分析揭示的内容和所用的方法
孔隙度
内容 常规条件 模拟围压
总孔隙度、连同孔隙度 总孔隙度
方法 气测法、煤油饱和法孔隙度仪 CMS - 300全自动岩心分析仪
常 岩规 石物 物性 理 性 质
孔隙 结构
渗透率
比表面 相渗透率 润湿性 孔隙--喉道
孔喉
空气渗透率、煤油渗透率、地层水渗 透率；水平渗透率、垂直渗透率、径 向渗透率、全直径岩心渗透率；模拟 围压渗透率
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。
骨架 石英、长石 粒度大小、分布
岩 结构 岩屑、云母 接触关系、成分、含量、成岩变化
石
结
产状
构 与填
粘土矿物
类型、成分、含量
矿隙 物物
非粘土矿物
产状 类型、成分、含量
筛析法、薄片粒度图像分析
铸体薄片、阴极发光、(XRD〕全岩 分析、红外光谱
铸体薄片、SEM
铸体薄片、XRD、红外光谱、沉降 分离法、电子探针或能谱
第一节 岩心分析概述
岩石分析技术的方法很多，有偏光显微镜、阴极发 光显微镜、荧光显微镜、激光显微镜、扫描电镜（电子 显微镜）、显微镜图象分析、X射线衍射、电子探针、 差热及热重分析、紫外光谱、红外光谱、X射线荧光光 谱、中子活化、核磁共振、岩石薄片（薄片染色微化分 析）等。
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地层微粒和矿 物的稳定性
结垢趋势 及类型
内部环境 压力 温度 原地应力 天然驱动能量
外部环境 流速 工作液性质 外来固相侵入 压差
潜在油气层损害和敏感性
保护油气层技术措施建议
与敏感性及损害评价的关系
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
气测法、煤矿油饱和法孔隙度仪 CMS -300 全自动岩心分析仪 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 接触角测量、 阿莫特 （自吸人） 法、 离心机法毛管压力曲线测定 铸体薄片、图象分析、S EM、 X 射 线、 CT 扫描、NMR 压汞法、离心机法毛管压力曲线测 定 筛析法、薄片粒度图象分析 铸体薄片、 阴极发光、XRD 全岩分 析、红外光谱 铸体薄片、S EM 铸体薄片、 XRD 、红外光谱、沉降 分离法、电子探针或能谱 岩石薄片、S EM 薄片染色、XRD 全岩分析、 红外光 谱、碳酸盐含量测定
3 扫描电镜分析技术
油气储层研究中的应用 ——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
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
岩 石 物 理 性 质
常 规 物 性
渗透率
比表面 相渗透率 润湿性 孔 隙 结 构 骨 架 颗 粒 孔隙 -喉道 孔喉
岩 石 结 构 与 矿 物
1.5 取样要求
钻屑、井壁取心、岩心，推荐使用成形岩心
了解岩石“岩性、物性、含油气性、电性”基础上， 有重点地进行选择分析 铸体薄片：1~5块/米，包括岩石的各种极端情况 XRD、SEM样品密度大致为前者1/2~1/3 压汞毛管压力曲线，3~5样/油组或渗透率级别 油气层加密，水层和夹层控制性分析
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部分构成
扫描电子显微镜
（XL30型，EDAX4型）
3.2 样品制备
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
推荐在一段岩心上进行配套分析
推荐的取样方式
最好在同一段岩心上取足配套分析的柱塞
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，但应清除被泥浆损害的部分，否则 会干扰实验结果。电子探针分析可用其它柱塞端部 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
（3）粘土矿物分析
粘土矿物类型鉴定和含量计算 利用粘土矿物特征峰的 d00l值鉴定粘土矿物类型 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
粘土矿物的基本层型（硅氧四面体与八面体的连接方式） A、B—1：1型；C、D—2：1型
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
常规岩心分析的内容
岩石物理性质 – 常规物性：孔隙度、渗透率、比表面、相对渗 透率、润湿性 – 孔隙结构：孔隙和喉道的类型、大小、形态、 分布、连通性；孔喉大小及分布 岩石结构与矿物 – 骨架颗粒：石英、长石、岩屑、云母 – 填隙物：粘土矿物、非粘土矿物 – 岩石结构：层理、接触关系、粒度大小及分布
——岩心孔隙度、渗透率 ——岩心饱和度、润湿性 ——天然裂缝 （3）大型尺度 ——测井、地震数据 （4）巨型尺度
——试井、油藏规模
1.3 油气藏工程地质描述内容
（1）矿物性质：敏感性矿物类型、产状和含量 （2）渗流多孔介质性质：孔渗性、孔隙和喉道
（3）岩石表面性质：比面、润湿性、吸入特性
（4）地层流体性质：油气水组成、高压物性、析蜡 点、凝固点、原油酸值等 （5）油气藏环境：内部环境和外部环境 （6）矿物—渗流介质—流体对环境变化的敏感性及 可能的损害趋势和后果
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
1.4 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
– 类型鉴定和含量计算
– 间层矿物鉴定和间层比计算
无机垢分析
（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、
近程有序
长程有序 无 序
注：Di-二八面体；Tri-三八面体； Ch-绿泥石； S-蒙皂石； Ve-蛭石；
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。伊利石/蒙皂石间层矿物、绿泥石/蒙皂石间层 矿物较常见。
柯绿泥石XRD图谱
样品采自川西 侏罗系蓬莱镇 组砂岩
（4）无机垢分析
确解释敏感性评价实验结果
Coring Sample
取样
井底取出岩心
实验岩心
30 30 30 30 30 30
RXD
Slice
30
K、F、Capillary pressure
SEM
2 X射线衍射分析（XRD）
X射线衍射原理 X射线衍射仪 实验样品制备 在保护油气层研究中的应用
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
X射线衍射分析制片
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
鄂尔多斯盆地北部气田，二叠系
2092井
川西新场气田，侏罗系沙溪庙组
哈萨克斯坦扎那若尔油田，石炭系
微 裂 缝 系 统
放大50倍
储层的物理化学性 质主要取决于粘土 矿物的结构特性
样品采自川西新场蓬莱镇组砂岩
1 概 述
1.1 岩心分析的目的
评价油气层岩石物理性质，揭示岩石中敏 感性矿物类型、产状、含量和分布特点
常 见 粘 土 矿 物 的 结 构 式
高岭石晶体结构(1:1)
蒙皂石晶体结构(2:1)
绿泥石晶体结构(2:1+1)
伊利石晶体结构(2:1)
各族主要粘土矿物的 d001（10-1nm）X 射线衍射特征 矿 物 蒙皂石 绿泥石 蛭石 伊利石 高岭石 d001 12~15 14.2 14.2 10.0 7.15 d002 7.1 7.1 5.0 3.58 d003 4~5 4.7 4.7 3.33 2.37 d004 3.53 3.53 2.5 d005 2.4~3 2.8 2.8
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
的类型，为预防和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 XRD 分析还用于注入和产出流体中的固相分析， 明确矿物成分和相对含量，对于研究解堵措施很 有帮助
利用粘土矿物特征峰的 d00l值鉴定粘土矿物类型
主要间层粘土矿物类型 主要间层粘土矿物类型
非膨胀 组分 有序度 云 母 二八面体 钠板石 累托石 云母/蒙皂石 云母/蛭石 伊利石/ 蒙皂石 伊利石/ 蒙皂石 三八面体 水黑云母 云母/蛭石 云母/蛭石 云母/蛭石 云母/蒙皂石 二八面体 苏托石 （羟硅铝石） （Di-Ch）/S ？ 绿泥石/蒙皂石 绿泥石/蛭石 绿泥石 高岭石 三八面体 柯绿泥石 （Tri-Ch）/Ve （Tri-Ch）/S ？ 绿泥石/蒙皂石 绿泥石/蛭石 ？ 高岭石/ 蒙皂石 Bi-黑云母
岩心分析揭示的内容及所用的方法
内 孔隙度 容 常规条件 方 法 总孔隙度、 连通孔隙度 模拟围压 总孔隙度 空气渗透率、煤油渗透率、地 层水渗透率；水平渗透率、垂 直渗透率、径向渗透率、全直 径岩心渗透率； 模拟围压渗透 率 气 -水、油 -气、气 -油 -水 油湿、水湿、中间润湿 类型、大小、形态、连通性、 分布 大小、分布 粒度大小、分布 石英、长石 岩屑、云母 接触关系、成分、含量、成岩 变化 产状 填 隙 物 粘土矿物 非粘土矿 物 类型、成分、含量 产状 类型、成分、含量
第二章 岩心分析技术
游利军
西南石油大学/石油工程学院 油 井 完 井 技 术 中 心
岩心分析技术
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的基础
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