定量分析 ---确定矿物含量含量
– 根据矿物成分含量与衍射峰值强度成正比的关系来确定矿物含量
Ii Xi X石英 KiI石英
Xi－测定矿物含量； Ii－矿物相特征峰衍射强 度； X石英－样中石英含量； I石英－石英特征峰衍射强度 ； Ki－矿物相特征峰相对于 石英特征峰的强度因子 。
第二节 岩心分析技术及应用
第二节 岩心分析技术及应用
c.粘土矿物类型鉴定和含量计算 利用粘土矿物特征峰的d001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。
第二节 岩心分析技术及应用
d.间层矿物鉴定和间层比计算
性分析
曲线
第二节 岩心分析技术及应用
X射线衍射 X-Ray Diffraction (XRD)
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 。
第二节 岩心分析技术及应用
X射线衍射技术用途
• • • • 确定各类粘土矿物，包括混层粘土矿物。 确定混层粘土矿物的比例。比如伊蒙粘土矿物中蒙脱石的比例。 确定粘土矿物的结构类型。比如蒙脱石是钠蒙脱石还是钙蒙脱石。 鉴定非晶质粘土矿物，比如水铝石英、硅铁石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
第二节 岩心分析技术及应用
第二节 岩心分析技术及应用
•局限性
• 对微孔隙无能为力；
• 对粘土矿物微结构研究提供很少的资料；
• 对粘土矿物多型、层间分析几乎无作用。
第二节 岩心分析技术及应用
电镜样品制备：
1.样品大小合适，直径一般不超过 lcm。 2.样品具有良好的导电性能,否则将产生放电效应，影响图像质 量甚至无法工作。 3.岩样表面必须清洁，且在真空中不能有放电和失水现场，以免 污染仪器。 4.要尽量保证原样形貌。 5.对疏松的样品，应该采取特殊制法，比如冷冻法等。
取样要求
铸体薄片样品应 X射线衍射和 扫描电镜分析样品 密度大约为铸体薄 片的1/3～1/2，对 油气层要加密，水 层及夹层进行控制 压汞分析的岩 样，对于一个油组 （或厚油层），每 个渗透率级别至少 有3～5条毛管压力 曲线，最后可根据 物性分布求取该油 组的平均毛管压力
能包括油气层剖面
上所有岩石性质的 极端情况，如粒度、 颜色、胶结程度、 结核、裂缝、针孔、 含油级别等，样品 间距1～5块/m，必 要时加密
模拟围压
总孔隙度
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
孔隙 结构 骨架 结构
孔隙--喉道
孔喉
石英、长石 岩屑、云母
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 结 构 与 矿 物
粘土矿物 填 隙 物 非粘土矿物
类型、成分、含量
产状 类型、成分、含量
第一节 岩心分析概述
取样要求
井底取出岩心
实验岩心
30 30 30 30 30 30
RXD
Slice K、 F 、
30
SEM
Capillary pressure
第一节 岩心分析概述
第二章 岩心分析
第一节 岩心分析概述
油气层地质研究的主要内容：
1、矿物性质：敏感性矿物的类型、产状和含量；
2、孔隙介质的特性：孔隙度、渗透率、裂隙发育程度、孔隙及孔
喉大小、形状、分布和连通性 ； 3、岩石表面性质：比表面、润湿性；
4、孔隙流体性质：油气水组成，高压物性，析蜡点，凝固点，原
油酸值； 5、岩石所处环境：岩石所处的内外环境；
扫描电镜Scanning Electron Microscope(SEM)
原理：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。 分析内容：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。
第二节 岩心分析技术及应用
第二节 岩心分析技术及应用
薄片技术（Slice Technique of Rock） 原理：将厚度约0.03mm（能透过可见光）的岩心薄片固定在两层 玻璃片之间，在光学显微镜下观察薄片孔隙结构和填隙物情况。
第二节 岩心分析技术及应用

主要用途 --形态观测
1）骨架颗粒特征： 颗粒大小、粒度分布、颗粒接触关系、粒间胶
XRD分析使用的定向片：包括自然干燥的定向片、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 2um或5um的部分研磨至粒径小于40um的粉末，用压片法制片。
第二节 岩心分析技术及应用

定性分析---确定矿物组分
根据面网间距d和相对反射强度(I/Io)来确定矿物成分
任何一种结晶物质的衍射数据d值和相对强度(I / lo)值都是其
晶体结构的必然反映，它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)。因而可以根据它们来鉴别各类结晶物质包括岩 石中各种矿物组成。
I0
第二节 岩心分析技术及应用
Q 70 50 30 10 55 10 15 20 衍射角（0）
第二节 岩心分析技术及应用


局限性： 不易鉴定微量组分矿物； 不能给出矿物的产状和分布； 不能给出孔隙和孔喉的结构和分布；


第二节 岩心分析技术及应用
薄片技术（Slice Technique of Rock） 概念：从岩石或岩心样品上按照需要的方位切成薄板，先磨平一边
并抛光，用树胶把这一面粘贴在玻璃上，再磨另一面，直至厚度为
测试仪器：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 。
第二节 岩心分析技术及应用
扫描电镜实物图
第二节 岩心分析技术及应用
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。
第二节 岩心分析技术及应用
内部环境： 压力 温度 原地应力 天然驱动能量
潜在油气层损害类型和敏感性 保护油气层技术措施建议
外部环境： 流速 工作液性质 外来固相侵入 压差
油气层保护技术中地质研究的内容及岩心分析的作用
鄂尔多斯盆地北部气田，二叠系
哈萨克斯坦扎那若尔油田，石炭系
川西新场气田，侏罗系沙溪庙组
第一节 岩心分析概述
岩心分析的目的和意义
意义：保护油气层技术的基础和重要组成部分。
目地：全面认识岩石的物理性质和敏感性矿物的类型、
产状、含量及分布特点；确定油气层潜在的损害类型、
程度及原因；为保护方案设计提供依据和建议。
第一节 岩心分析概述
岩心分析方法和内容
方法：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。 内容：1）岩石物理性质 a、常规物性:孔隙度、渗透率、比表面积、润湿性； b、孔喉结构:类型、大小、形状、连通性、分布；
序 号 1 2 3 4 5 6
井 号 Long1 Long1 Long3 Long3 Liu102 Liu102
样 号 2 20 41 50 64 90
第二节 岩心分析技术及应用
X射线衍射在保护油气层中的应用 a.地层微粒分析
地层微粒指粒径小于37µm (或44µm)即能通过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
玉门油田青西地区下沟组地层的粘土矿物分布
下沟组粘土矿物相对含量分析结果 粘土矿物相对含量 S% 高岭石 伊利石 绿泥石 伊/蒙间层 （I/S） 14.29 64.29 0.00 21.43 35 12.03 67.67 0.00 20.3 35 9.09 54.55 9.09 27.27 40 23.08 57.69 0.00 19.23 40 4.55 88.64 0.00 6.82 30 2.33 87.21 0.00 10.47 25
0.03mm为止，再抛光后用盖片盖上。这种把岩石切磨成0.03mm厚并 能透过可见光进行岩石学分析的技术通称为薄片技术。 标准：厚度约0.03mm、面积不小于15mm×15mm。
来源：通过取芯。建议不用钻屑（由于岩石总是趋于沿弱连接处破裂， 胶结致密岩块能够保持较大尺寸，对孔隙发育及胶结状况认识错误）
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。
第二节 岩心分析技术及应用
b.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, HCI)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。
岩石粉晶衍射图谱
C F
（矿 物 ）组 分
I---伊利石 Ch---绿泥石 石 F---长石 I Ch
Q---石英 C---方解 Q
%
25
30
第二节 岩心分析技术及应用
XRD的分析方法
粘土矿物分离方法：先将岩石抽提干净，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2um（泥、页岩）或小于5um（砂岩）的部分，沉降分离、烘干；
结物类型与结构(估计岩石强度…防砂); 2）孔隙结构特征 ：孔隙形状、大小、分布、连通性，喉道形状、 尺寸、分布； 3）孔隙和喉道表面特征 ： 表面粗糙度、表面粘土矿物分布、含量 4）裂缝特征： 宽度、发育程度