岩心分析

岩心分析

岩心分析是認識油氣層地質特徵的必要手段,是保護油氣層技術的基礎,也是保護油氣層技術的這一系統工程的起始點。分析方法有:顯微技術、分光技術等。

岩心分析方法

顯微技術:偏光顯微鏡、陰極發光顯微鏡、螢光顯微鏡、雷射顯微鏡、電子顯微鏡、顯微鏡圖象分析;

分光技術:紫外光譜、紅外光譜、X射線螢光光譜,穆式鮑爾光譜 ;

其他技術: X射線衍射、電子探針,差熱及熱重分析、中子活化、核磁共振、核伽馬共振、薄片染色微化分析等。

X射線衍射分析技術

全岩礦物組分和粘土礦物可用X射線衍射(XRD)迅速而準確地測定。XRD分析藉助於X射線衍射儀來實現,它主要由光源、測角儀、X射線檢測和記錄儀構成。

由於粘土礦物的含量較低,砂岩中一般3%~15%。這時,X射線衍射全岩分析不能準確地反映粘土的組成與相對含量,需要把粘土礦物與其它組分分離,分別加以分析。首先將岩樣抽提乾淨,然後碎樣,用蒸餾水浸泡,最好濕式研磨,並用超音波振盪加速粘土從顆粒上脫落,提取粒徑小於2μm(泥、頁岩)或小於5μm(砂岩)的部分,沉降分離、烘乾、計算其占岩樣的重量百分比。

掃描電鏡分析技術

掃描電鏡(SEM)分析能提供孔隙內充填物的礦物類型、產狀的直觀資料,同時也是研究孔隙結構的重要手段。掃描電鏡通常由電子系統、掃描系統、信息檢測系統、真空系統和電源系統五大部分構成,它是利用類似電視攝影顯象的方式,用細聚焦電子束在樣品表面上逐點進行掃描,激發產生能夠反映樣品表面特徵的信息來調製成像。有些掃描電鏡配有X射線能譜分析儀,因此能進行微區元素分析。

掃描電鏡分析具有制樣簡單、分析快速的特點。分析前要將岩樣抽提清洗乾淨,然後加工出新鮮面作為觀察面,用導電膠固定在樣品於樁上,自然晾乾,最後在真空鍍膜機上鍍金(或碳),樣品直徑一般不超過1cm。

近年來,在掃描電鏡樣品製備方面取得了顯著的進展。臨界點乾燥法可以詳細地觀察原狀粘土礦物的顯微結構,背散射電子圖象的使用能夠在同一視域中直接識別不同化學成分的各種礦物。

薄片分析技術

薄片技術是保護油氣層的岩相學分析三大常規技術之一,也是最基礎的一項分析。套用光學顯微鏡觀察薄片,由鑄體薄片獲得的資料比較可靠。製作鑄體薄片的樣品最好是成形岩心,不推薦使用鑽屑。薄片厚度為0.03mm,面積不小於15mm×15mm。未取心的情況除外,建議少用或不用鑽屑薄片,因為岩石總是趨於沿弱連線處破裂,膠結緻密的岩塊則能保持較大的尺寸,這樣會對孔隙發育及膠結狀況得出錯誤的認識。

壓汞法測定岩石毛管壓力曲線

由毛管壓力曲線可以獲得描述孔喉分布及大小的系列特徵參數,確定各孔喉區間對滲透率的貢獻。壓汞法由於其儀器裝置固定、測定快速準確,並且壓力可以較高,便於更微小的孔隙測量,因而它是目前國內外測定岩石毛細管壓力曲線的主要手段。

目的意義

目的

1、全面認識油氣層岩石的物理性質、岩石礦物組成及敏感性礦物的類型、產狀含量及分布特徵,弄清油氣層潛在損害因素。

2、確定油氣層潛在損害類型、損害程度及原因。鑑定潛在儲集層敏感性類型和敏感性程度以及敏感性原因。

3、為保護油氣層、提高採收率的各工藝環節的最佳方案設計提供地質依據或直接推薦合理的實施方案或建議。也為鑽井、完井、採油等作業過程中保護油氣層方案設計提供依據和建議。

意義

保護油氣層技術的研究與實踐表明,油氣層地質研究是保護油氣技術的基礎工作,而岩心分析在油氣地質研究中具有重要作用。礦物性質及滲流多孔介質的特性主要是通過岩心分析獲得,從而體現了岩心分析在油氣地質研究中的核心作用。

岩心分析內容

內 容 方 法
岩石物理性質 常規物性 孔隙度 常規條件 總孔隙度、 連通孔隙度 氣測法、煤礦油飽和法、孔隙度儀
模擬圍壓 總孔隙度 CMS-300全自動岩心分析儀
滲透率 空氣滲透率、煤油滲透率、地層水滲透率;水平滲透率、垂直滲透率、徑向滲透率、全直徑岩心滲透率;模擬圍壓滲透率 滲透率儀 CMS-300全自動岩心分析儀
比表面 壓汞或等溫吸附法
相滲透率 氣-水、油-氣、氣-油-水 穩態法、不穩態法
潤濕性 油濕、水濕、中間潤濕 接觸角測量、阿莫特(自吸人)法、離心機法毛管壓力曲線測定
孔隙結構 孔隙-喉道 類型、大小、形態、連通性、分布 鑄體薄片、圖象分析、SEM、X射線、CT掃描、NMR
孔喉 大小、分布 壓汞法、離心機法毛管壓力曲線測定
岩石結構與礦物 骨架顆粒 石英、長石岩屑、雲母 粒度大小、分布 篩析法、薄片粒度圖象分析
接觸關係、成分、含量、成岩變化 鑄體薄片、陰極發光、XRD全岩分析、紅外光譜
填隙物 粘土礦物 產狀 鑄體薄片、SEM
類型、成分、含量 鑄體薄片、XRD、紅外光譜、沉降分離法、電子探針或能譜
非粘土礦物 產狀 岩石薄片、SEM
類型、成分、含量 薄片染色、XRD全岩分析、紅外光譜、碳酸鹽含量測定

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