保护油气层技术 第二章 岩心分析技术

第二节 岩心分析技术及应用
（2） 粘土矿物的观测
粘土矿物有其特殊的形态，如表3-3所示。借此可 确定粘土矿物的类型、产状和含量。对于间层矿物， 通过形态可以大致估计间层比范围。而过渡形态的粘 土矿物是一种粘土矿物向另一种粘土矿物转变的过渡 阶段的产物，在扫描电镜下直接观察到矿物颗粒在形 态上具有双重特征。
第一节 岩心分析概述
第二节 岩心分析技术及应用
二、扫描电镜技术(SEM-Scanning Electron Microscope) 1. 扫描电镜技术的基本概念
扫描电镜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、真空系统和电源 系统五大部分构成。它是利用类似电视摄影显像的方式，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像。
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）Biblioteka Baidu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。
间层矿物是指由两种或两种以上不同结构层，沿c轴方向 相间成层叠积组合而成的晶体结构。油气层中常见的间层矿 物大多数是由膨胀层与非膨胀层粘土矿物相间构成，其中的 膨胀层常常因盐度的波动而收缩和膨胀不定，它所造成的损 害比单一矿物造成的损害还大，并且以水化膨胀和分散运移 两种方式损害油气层。
间层比是指膨胀性粘土矿物在间层矿物中所占比例，以 蒙皂石的百分含量表示。对间层矿物的鉴定有助于揭示油气 层中粘土矿物水化、膨胀、分散的特性。
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。
第二节 岩心分析技术及应用
（2） 全岩分析
对粒径大于5m的非粘土矿物进行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 酸敏性（HF、HCl）研究和酸化设计进行指导。长石（正 长石 K[AlSi3O4]）、 斜 长石(Ca、Na)[(Al、Si)AlSi2O8]）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。
第一节 岩心分析概述
二、岩心分析的内容和方法
岩心分析是指利用各种仪器设备来观测和分析岩 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 及相应的技术方法。
第一节 岩心分析概述
第二节 岩心分析技术及应用
一、X-射线衍射(XRD)
1. X-射线衍射的基本概念 X-射线衍射分析是对多种不同类型的晶体或准晶
第二章 岩心分析
第一节 岩心分析概述 第二节 岩心分析技术及应用 第三节 岩心分析技术应用展望
第二章 岩心分析
第二章 岩心分析
第二章 岩心分析
第二章 岩心分析
第二章 岩心分析
第一节 岩心分析概述
一、岩心分析的目的及意义
1. 目的：
（1）全面认识油气层岩石的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。
第二节 岩心分析技术及应用
第二节 岩心分析技术及应用
第二节 岩心分析技术及应用
（4）含铁矿物的检测 当扫描电镜配有（X射线能谱仪）时，能对矿物提供半
定量的元素分析，常用于检测铁元素，因为少量的铁很容易 造成油气层损害。 （5）油气层损害的检测
体（通常为细粉晶状）进行定性鉴定或定量测定各物 相（尤其是敏感性矿物）组成及其含量，是保护油气 层技术中主要岩心分析技术之一。
第一节 岩心分析概述
第一节 岩心分析概述
第一节 岩心分析概述
第一节 岩心分析概述
第二节 岩心分析技术及应用
原理
每一种结晶物质都有自己独特的衍射特征，可分别 用d值（反射面网的面网间距）和I/I0值（反射的相对 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
（3） 粘土矿物类型鉴定和含量计算
利用粘土矿物特征峰的d值鉴定粘土矿物类型。根据出现 的矿物对应衍射峰的强度（峰面积或峰高度），求出粘土矿物 相对含量。SY5163-87“用X射线衍射仪测定沉积岩粘土矿物的 定量分析方法”。
第二节 岩心分析技术及应用
（4）间层矿物的鉴定和层间比的计算
具有制样简单、分析快速的特点。
第二节 岩心分析技术及应用
陶瓷断口的扫描电镜照片
陶瓷断口的扫描电镜照片
其它矿物的扫描电镜照片
石棉矿物纤维
橡树生物碳
“千湖之国”芬兰某湖底上的硅藻土
在沙粒上过度生长的金字塔形水晶伴随高岭石片晶
M2-1（600倍）
M2-2（1200倍）
M108X1# Ed3 3303m泥岩扫描电镜
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
（1）地层微粒分析 地层微粒是指粒径小于37m即能通过400目筛的
细粒物质，它是导致砂岩油气层损害的主要内在物质。
第二节 岩心分析技术及应用
参比物：全晶质样品用内含的石英；含有较多非 晶质的样品，则利用外加的刚玉。
地层微粒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、菱铁矿、方解石、石膏等。