3.1 概述
岩心分析的主要技术方法



X射线衍射； 扫描电镜； 薄片技术； 压汞实验； 图像分析、核磁共振、工业CT等
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 1) x射线衍射技术(X-ray diffraction, XRD) 测量原理
每一种结晶体（包括晶质矿物）都有自己独特的 化学组成和晶体结构。当x射线通过晶体时，每一种结 晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的衍射特征可 以用各个反射面网的面网间距（d值）和反射的相对强 度（I/I0）来表示。其中面网间距d值与晶胞的形状和 大小有关，相对强度则与晶体质点的种类及在晶胞中 的位置有关。 根据它们在衍射图谱上表现出的不同衍射角和不 同的衍射峰值高（强度），可以鉴别各类结晶物质包 括岩石中各种矿物的组成。
65.73 23.37 45.32 41.08 69.25 57.62 52.95 74.28
8.93 14.28 7.31 7.05 12.66 15.96 14.83 7.92
20.00 54.25 23.69 38.25 12.18 23.91 25.99 12.46
5.34 7.80 23.68 12.72 5.91 2.51 6.23 5.34
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 1) x射线衍射技术的应用

②全岩分析 主要是对大于5 m的非粘土矿物进行 分析。如云母、碳酸盐矿物、黄铁矿、长 石的相对含量。 与研究储层的酸敏损害及酸化设计密切 相关。
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 1) x射线衍射技术的应用
保护油气层技术
3.2 岩心分析技术及其应用

1) x射线衍射技术的应用
序 号
绝对 含量(%) <8μ m
粘土矿物相对含量(%)
高岭石 % 绿泥石 % 伊利石 % 伊 /蒙 %
粘土 矿物 x-射 线衍 射结 果 （焉 耆油 田）
1 2 3 4 5 6 7 8
5.80 4.01 4.60 5.65 3.63 3.89 3.62 12.65
红外光谱；CT扫描电镜； 能谱仪+扫描电镜；核磁共振
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.1 概述 目的意义



全面认识岩石物理性质及岩石中敏感性矿 物和类型、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。
保护油气层技术
S% (I/S) 10 10 10 10 10 10 10 10
保护油气层技术
3.2 岩心分析技术及其应用


1) x射线衍射技术的应用
测量应用例
井 号 Long1 Long1 Long3 Long3 Liu102 Liu102 样 号 2 20 41 50 64 90 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
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术


3.1 概述
岩心分析的相关内容



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； 油气层所处环境，考虑内部环境和外部环境两 个方面； 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。
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
绒状伊利石
带状伊利石
自生石英
保护油气层技术
伊蒙混层（I/S大）
伊蒙混层（I/S小）
绿蒙混层
泥浆污染
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 3) 薄片技术(Slice Technique of Rock) 测量原理
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。 三大常规技术之一，它应用光学显微镜观察 薄片，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。
充填式胶 结物产状 孔喉 衬垫式胶 结物产状 骨架颗粒 充填 物
ห้องสมุดไป่ตู้
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 2) 扫描电镜技术的应用 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；
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
序 号 1 2 3 4 5 6
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 1) x射线衍射技术的应用

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；
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 2)扫描电镜技术(scanning electron microscope，SEM)
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 2) 扫描电镜技术的应用

储层损害监测 通过对比污染实验前后岩心孔喉变化、 微粒变化，从微观上分析地层损害机 理；
观测岩石骨架特征 矿物颗粒的大小、产状和分布；

保护油气层技术
3.2 岩心分析技术及其应用


2) 扫描电镜技术的应用 观测孔喉特征
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 3) 薄片技术的应用
保护油气层技术
3.2 岩心分析技术及其应用


3) 薄片技术的应用
荧光薄片
提供储层有效储集和渗流性质，分析孔隙形 状、大小、连通情况、裂缝发育情况与裂缝大小、 走向等。
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术


③粘土矿物分析 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
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 1) x射线衍射技术的应用

④间层矿物分析 油气层中常见的间层矿物大多数是 由膨胀层和非膨胀层粘土相间构成。伊 利石/蒙皂石间层矿物、绿泥石/蒙皂石 间层矿物较常见。 间层比：指膨胀性粘土层在层间矿 物中所占的比例，以蒙皂石的百分含量 表示。
3.2 岩心分析技术及其应用

4) 压汞实验
测量原理 汞对大多数造岩矿物为非润湿，对汞施加 压力后，当汞的压力和孔喉的毛细管压力相等 时，汞就能克服阻力进入孔隙，根据进入汞的 孔隙体积百分数和对应压力就得到毛细管压力 曲线。 压力和孔喉半径的关系为： Pc=0.735/r Pc 为毛管压力，MPa，r 为毛管半径，m
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 3)薄片技术(Slice Technique of Rock)
测量原理 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。

保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 3) 薄片技术的应用

测量原理
扫描电镜技术即是扫描电子显微技术 , 它利
用类似电视摄影显像的方式 , 用细聚焦电子束在 样品表表面上逐点进行扫描成象。
分析孔隙内充填物类型、产状。
保护油气层技术
3.2 岩心分析技术及其应用


2) 扫描电镜技术
仪器结构
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 2) 扫描电镜技术的应用
保护油气层技术
The Technique of the Formation Protection
韩 松
2010.10
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术


3.1 概述
目的意义；主要内容；主要技术


3.2 岩心分析技术


X射线衍射；扫描电镜； 薄片技术；压汞实验； 电子探针；图像分析



3.3 岩心分析技术新发展

3.2 岩心分析技术及其应用 2) 扫描电镜技术的应用 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；
保护油气层技术
保护油气层技术
蠕虫状高岭石
书本状高岭石
片状蒙脱石
蜂窝状蒙脱石
保护油气层技术
绒球状绿泥石
毛发状绿泥石
叠片支架状高岭石
保护油气层技术
丝状伊利石

储层微粒观察 微粒的类型、大小、含量等；分析地 层微粒运移损害等； 粘土矿物观测 粘土矿物的类型、产状和含量；分析 地层粘土水化膨胀、分散运移等损害 机理；

保护油气层技术
第三章 岩心分析技术

3.2 岩心分析技术及其应用 2) 扫描电镜技术的应用


储层孔喉观察 孔喉形状、大小、与连通关系；分析 储层孔喉结构，为完井液设计提供依 据等； 含铁矿物检测 利用扫描电镜的x-射线能谱仪，能对矿 物进行半定量分析，确定铁等敏感性 矿物的种类与含量；