第二章_岩心分析

其结构为：
层间物为：K+、Na + 、Ca 2+ 、nH2O。 典型蒙脱石的结构化学式： (Ca, Na)0.67Mg0.67Al3.33(Si8O20)(OH)4 ·nH2O
晶面间距d001：晶面间距比高岭石大，蒙脱石的d001为 12.7～17.2×10-1nm；
晶层间的作用力：范德华引力(相邻两晶层为氧原子 面)，无氢键力； 特点：
⑤晶层：由一层四面体片与一层八面体片叠合而成为
一层或由两层四面体片夹一层八面体片叠合
而成为一层称为结构单元层，简称晶层。 2.粘土矿物的结构类型 由上述四面体晶片（T）和八面体片（O）配套叠合为 一层（晶层），据其叠合配套数不同有下列几种类型： ①TO型结构（或1:1型），高岭石属此类。 ②TOT型结构（或2:1型），蒙脱石、伊利石属此类。
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 和建议；
2.岩心分析的意义
通过岩芯分析可以获得岩心中矿物性质及多孔 介质的特性，体现了岩心分析在油气层地质研究
单元结构层内的阳离子(Al3+、Si4+）能被其它阳 离子（ Al3+ 、Mg2+、Ca2+、Na+等）部分臵换。 高价离子被低价离子臵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。
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； 分析的样品：井下岩芯、钻屑和井壁取芯； 主要方法：X衍射、扫描电镜、岩石薄片三大常规常 规岩心分析技术；
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（TOLeabharlann Baidu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，其结构示为：
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。 由于岩石是矿物的集合体，所有这些分析技术主要 对组成岩石的矿物成分、形态、大小相互排列关系以及 岩石孔隙类型、形态、大小、面孔率、孔喉配位关系 （孔隙结构）等进行分析鉴定。
岩 石 物 理 性 质
常 规 物 性
渗透率
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
比表面 相渗透率 润湿性
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
岩 石 结 构 与 矿 物
填 隙 物
非粘土矿物
类型、成分、含量
产状 类型、成分、含量
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。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， 有重点的进行选样分析。
晶面间距d001：7.15×10-1nm～7.2×10-1nm； 晶层间的作用力：范德华引力、氢键力； 特点： 相邻两晶层结合紧密，水不易进入晶层之间。 晶面间距小，几乎无阳离子交换。 在机械力(包括一定高流速流体的流动冲击)作用下， 层间会产生分散迁移，损害储集层渗透率。 高岭石是比较稳定的非膨胀性粘土矿物，一般不 易水化分散。在外力作用下，层间会产生分散迁 移（速敏），损害储集层渗透率。
矿物的类型、含量和所处的位臵以及储层孔隙大小、 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 粘土矿物
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
铸体薄片、图像分析、SEM，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 岩石薄片、SEM 薄片染色、XRD全岩分析、红外光 谱、碳酸盐含量测定
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。