導航:首頁 > 研究方法 > 岩心常規分析方法

岩心常規分析方法

發布時間:2023-01-11 07:55:59

㈠ 岩樣採集要求及方法

(一)露頭樣採集

1.-般要求

1)除作某些特殊目的的研究外,在一般情況下應採集新鮮、無蝕變的岩石作為樣品。採集位置應盡量避開各類接觸帶、蝕變帶、斷裂破碎帶等;

2)層狀岩石(沉積岩、火山岩等)樣品應垂直其走向採集。若為研究同一層位內岩石成分沿走向的變化規律,則可沿其走向按一定間距系統採集樣品;非層狀岩石(岩漿岩等)樣品可按不同相帶、不同岩性分別採集;

3)以能反映實際情況和滿足切制薄片及手標本觀察的需要為原則,一般為3cm×6cm×9cm。

4)採集到岩礦標本應在原始記錄上註明采樣位置和編號,對所采樣品一般要用白漆在標本的左上角塗一小長方形,待干後寫上編號,然後用麻紙包好,統一保管。

2.採集方法

對於結構和成分均勻的岩石,可在新鮮露頭上或山地、鑽探工程中用揀塊法採集。在揀取時應盡量避開外貌、顏色、結構等異常的岩塊;對於結構和成分不均勻的岩石,可按一定間距分別揀取大小大致相等的若干岩塊,然後合並成一個樣品。在必要時可加大采樣重量,以保證其代表性。對於岩心樣品,可用劈心法採集。

在採集岩石、礦石化學分析樣品時,應同時採集岩礦鑒定樣品,在岩礦鑒定基礎上選擇具代表性的化學分析樣品。

(二)岩心樣採集

1)岩心樣采樣的一般要求:為了取得具有代表性的儲蓋層物性岩心岩樣,必須根據取心情況和分析目的,在現場選取岩樣,在適宜CO2地質儲存的儲蓋層層段應重點取樣,並適當加大取樣密度,做好樣品的詳細記錄工作。岩心筒到地面後,為防止由於毛細管作用力使鑽井液滲入到岩心內,應立刻將岩心取出。岩心從岩心筒倒出時,應注意上下層位,不得顛倒。避免產生人為破碎,出現人為裂縫。岩心由岩心筒中取出後,應迅速擦掉或用小刀刮掉泥漿,不能用水或其他液體加以沖洗。總之,岩心從岩心筒中取出、檢查、排列次序、選樣均應在最短的時間內完成。

2)岩心現場處理設備:岩心現場處理設備包括岩心擺放台(總長大於10m)、樣品切割機、白蠟燭、防震膜、保鮮膜、鐵盆(裝蠟)、溶蠟加熱器、寬膠帶、小膠帶、標簽紙、記號筆、中性筆、筆記本、剪刀、白毛巾(大量)、橡膠手套(若干)、棉手套(若干)、膠水、照相機、捲尺、塑料桶、電腦等。

3)岩心處理:在井台上,將岩心從岩心筒里取出,按上、下層序依次裝入帶有編號的岩心箱內。將所有裝有岩心的岩心箱抬入岩心處理間逐一處理。

岩心處理前准備工作:岩心處理前准備工作多種多樣,重點是用於岩心清洗的溫水和用於封樣溶蠟准備。

岩心的順序放置:配合錄井工作人員,將岩心按從上到下的地層順序放置在處理台上。

岩心的擦拭:將毛巾在水中泡濕,擰成微干(以免毛巾上的水滲入岩心而影響岩心的物性),對岩心進行擦拭,在擦拭過程中注意把握力度,尤其是對易碎的泥岩更要注意,擦拭以能看出岩心顏色為至,以便岩心編錄人員進行岩性描述。

岩心編號和岩性描述:岩心編錄人員在編號時,確保每一塊岩心編號都是唯一的,且連續編號。同時測量並記錄單體岩心的長度和上下深度區間。最後逐一描述、編錄和拍照。

岩心樣采樣及編號:由於原始岩心長度多大於樣品需要長度,岩心編錄完後,宜在現場根據樣品要求的規格採用樣品切割機分割岩心,對其逐一進行連續編號,表明頂、底面,詳細記錄該樣品的深度區間、岩性、測試項目,同時對岩心樣進行三維拍照,之後及時錄入電腦。

保鮮膜包裹:用保鮮膜將現場加工好的岩心樣逐一進行包裹,需要注意的是對那些較破碎,有多塊岩心亦應單獨進行包裹。包裹時注意盡量不要使保鮮膜與岩心中間留有空氣,一遍蠟封。保鮮膜包裹時,岩心的排放順序不變。

蠟封:首先對岩心柱的兩端進行蠟封,然後再對岩心柱全面用蠟密封,之後仍放回原處。

標簽粘貼:按統一的岩心編號規則對岩心進行編號,填寫眼信仰標簽,再將標簽逐一貼在對應的岩心上。

防震膜的包裹和膠帶的纏緊:將防震膜根據大於岩心的寬度約20cm左右的長度剪下來對岩心進行包裹,以便使岩心柱的兩端包裹在防霍膜里,包好後隨即用膠帶纏好岩心柱,盡量使防震膜外表層都能纏上寬膠帶,纏好後放回原來位置。

岩心的裝箱:將岩心按順序裝入岩心送樣箱,岩心箱也要根據其號碼從小到大進行裝入,以便以後使用岩心時查看。

手記資料的電腦輸入:盡快將岩心樣的編號、深度區間、岩性、規格、測試項目、測試要求、照片編號等依次錄入統一的電子表格中存檔,同時製作送樣單。

(三)岩屑樣

鑽探過程中,應做好定深隨鑽撈沙工作,對代表性的砂岩、碳酸鹽岩或泥岩以及變層部位適當加密撈沙樣採集。撈沙時及時記錄深度區間,用清水淘洗,進行編號、記錄,填寫樣品標簽,置於帆布上攤開晾曬,下壓防濕的標簽,不得混亂。待岩屑樣干後裝於醫用葡萄糖瓶內封蓋。將標簽貼於其上,以便室內研究和展覽。

㈡ 常規分析方法

特態礦物的常規分析方法是在偏光顯微鏡下進行觀察、測量、描述記錄和顯微照相,前期工作是采樣和岩石薄片磨製,後期工作則是特態礦物綜合特徵總結和圖版說明編制,其工作流程如下圖8-2所示。

圖8-2 特態礦物常規分析方法研究工作流程圖

一、采樣

采樣是特態礦物法研究的起步工作,也是個很重要的環節。不論是正鑽井的現場采樣,還是在岩心庫內選取砂樣或採集岩心,都要認真仔細。

首先,采樣的間距盡量控制在10~30m之間。在范圍小井數少的情況下,最好以每10m一塊的等距離間距進行采樣,如對單個正鑽井進行下伏地層含油氣性檢測和預測、或對單個老探井含油氣性重新評價,就應該按此等間距進行采樣。如果以含油氣區帶為研究目標區,則由於區域大,總工作量相對要大得多,則可以對選擇的研究井按每20m一塊的等距離間距進行采樣。整個含油氣區坳陷的研究工作,可以考慮對以每20~30m一塊的等距離間距進行采樣,但採用間距最大不要超過每30m一塊。

特態礦物法研究所需樣品主要是鑽井工作所獲得的各類沉積岩石岩屑,因此采樣時要防止挑選到礫石顆粒。對有火山岩分布的地區,在火山岩分布段同樣要挑選火山岩岩屑。同時,盡量按鑽井綜合錄井圖記錄岩性進行挑樣,取到最新深度的岩屑。

岩心是地下某個井段地層岩石的最可靠代表,有岩心的井段盡量選取岩心樣。同時,有岩心井段的樣品密度可達到1m一塊。對於大多數井的大多數井段來說,是沒有岩心而只有岩屑的,所以只能挑選岩屑。

岩屑的大小盡量控制在直徑5mm以上,但不能小於3mm。岩心樣尺寸應控制在2cm×2cm×1cm以上。

二、薄片磨製

特態礦物法研究所需岩石薄片的磨製方法與普通岩石薄片的磨製方法相同,其基本過程大致如下:挑選岩屑(或岩心切樣)→樣品編號→滲膠→打平面→細磨→精磨→502膠粘片→粗磨→細磨→精磨→用冷杉膠蓋片→貼標簽。

岩心樣切樣時要求供磨製的主平面與岩心柱垂直,目的是增加觀察時遇到特態礦物的幾率。同樣,岩屑樣也盡量挑選大的塊體。

特態礦物法研究所需岩石薄片,可以用已經磨好供普通岩石薄片鑒定的薄片,也可以根據需要重新磨製。專門為特態礦物研究重新磨製薄片時,薄片的厚度可以與普通薄片一樣,也可以稍微厚一些,即可以達到0.004mm,亦即石英干涉色為一級黃。

要求用冷杉膠蓋片(或在磨好的砂樣薄片上塗冷杉膠蓋層),目的是在特殊情況下再揭蓋玻片(或再去膠蓋層)時方便。

三、顯微鏡下特態礦物特徵觀察

首先粗略地瀏覽一下研究區域或井的岩石薄片,了解到可提取特態礦物指標的特態礦物種類,也可以直接從特態鐵質礦物入手。

准備好記錄本和筆,開始顯微鏡下的觀察和記錄。

一定要認准特態礦物,尤其是當一個薄片中有兩種或3種不同成因的同一種礦物存在時,要把指示還原環境和指示烴源岩的礦物,以及從陸地物源區搬運來的碎屑礦物排除掉。

確定特態礦物的種類,並針對每種特態礦物進行含量統計,參考14種特態礦物集合體形態進行描述,測量集合體或自形—半自形晶大小(以mm為單位),測得最大塊體和一般塊體大小數據。描述交代現象、稻草黃暈圈和特態礦物相互包容情況。這個過程,可以由科研人員用肉眼觀察、用筆記錄的方式完成,也可以利用計算機和專業程序軟體完成。

對那些特態礦物含量高,塊體大,形態特殊,對下伏地層含油氣性特徵指示明顯的薄片,進行指示程度的標定。可按較明顯、明顯、很明顯3個級別進行標定。

根據觀察結果,總結出研究目標井綜合的特態礦物特徵,包括特態礦物種類、含量、集合體形態、集合體大小、分布的連續性、相互包容及交代現象等,並對主要現象進行顯微照相,做好圖版說明的編輯工作。

㈢ 岩心圖像掃描分析技術及其應用

劉寧安明泉陳攀峰鄭勝利王艷琴

摘要該文系統介紹了岩心圖像掃描分析技術,闡述了圖像處理和相關沉積構造參數計算方法;並以車古201井為例,通過岩心觀察與岩心掃描分析相結合,對該井早古生代奧陶紀碳酸鹽岩儲集層儲集空間發育特徵及含油性進行了綜合分析。

關鍵詞岩心圖像掃描圖像分析儲集層裂縫溶蝕孔洞

一、引言

岩心是油氣田勘探開發研究工作中最重要的基礎地質資料之一,岩心的觀察描述在確定岩性,推斷沉積環境以及生儲蓋組合綜合研究中,具有不可替代的作用[1]。以往常規岩心觀察描述的勞動強度較大,加之頻繁的采樣、自然風化等因素造成的岩心缺失、錯亂和破壞,使其准確性和完整性受到影響,不利於研究工作的深入。岩心圖像掃描分析是近年發展起來的一項岩心分析新技術,通過對岩心進行掃描觀察分析,並結合鑽井、測井、地質分析化驗等多方面地質資料,開展綜合研究,極大地提高了岩心觀察描述的效率和岩心資料的利用率,該技術對於單井基礎資料的補充完善,以及相應綜合研究工作的開展,都具有重要意義。

二、岩心圖像掃描分析技術簡介

岩心圖像掃描分析技術主要包括岩心圖像掃描、岩心圖像處理和岩心圖像地質分析。

1.岩心圖像掃描

岩心圖像掃描是岩心圖像掃描分析技術的基礎。它是利用彩色岩心掃描儀對岩心表面圖像信息進行採集、傳輸和存儲的技術。所形成的岩心圖像,解析度為5000像素/m2,頻譜范圍400~700nm(可見光頻譜范圍380~780nm)。岩心圖像文件以BMP格式保存。

根據岩心保存狀況和地質分析需要,岩心圖像掃描有兩種工作模式,圓周展開式掃描和平面式掃描(圖1)。

(1)圓周展開式掃描

該模式是圓柱狀岩心在掃描儀機械裝置驅動下,繞中心軸線緩慢轉動,同時掃描頭連續採集岩心表面圖像信息的掃描工作方式。掃描形成的岩心圖像是360°岩心圓周表面圖像,可完整地記錄岩心表面所有的圖像信息。

圓周展開式掃描技術要求:岩心直徑范圍≤150mm,一次掃描長度≤1000mm。該模式適用於形狀規則、成形較好的岩心。

圖1岩心圖像掃描示意圖

(2)平面式掃描

該模式是掃描頭沿岩心軸向移動並同時採集岩心圖像信息的掃描工作方式。掃描形成的岩心圖像是岩心剖面圖像。

平面式掃描技術要求:岩心直徑≤300mm,一次掃描長度≤950mm。該模式主要適用於那些破碎、形狀不規則、膠結疏鬆和剖切後的岩心。

2.岩心圖像處理

岩心圖像處理是把單幅的岩心圖像,按照岩心出筒自然順序根據深度從頂到底進行拼接,形成岩心各筒次的縱向柱狀岩心圖像,再按照深度標記分段,把岩心精細描述分別粘貼到對應位置,製成圖文並茂的岩心圖件。

(1)岩心圖像拼接

岩心圖像拼接可實現岩心圖像以取心筒次為單位,根據岩心深度拼接為縱向岩心柱狀圖像,並沿深度標尺展現岩心宏觀整體狀況。岩心圖像最大拼接長度可達12m。單幅岩心圖像通過拼接,可使研究人員對不同層段岩心宏觀岩性、沉積構造、孔縫發育情況等有更清楚的認識。

(2)岩心圖件製作

岩心圖像掃描、拼接過程中,地質技術人員可結合現場錄井岩心描述、岩心綜合錄井圖和相關岩心分析化驗等資料,對掃描過的岩心進行精細描述,製成圖文並茂的岩心圖件。這為科研人員充分利用岩心資料提供了便利。

3.岩心圖像地質分析

岩心圖像地質分析是基於岩心拼接圖像資料,定量分析圖像所反映的沉積構造和裂縫的技術。它包括沉積構造、裂縫產狀分析和裂縫參數分析。

(1)沉積構造、裂縫產狀分析

沉積構造和裂縫是岩心觀察描述的重要內容。通過沉積構造和裂縫的識別、統計和研究,可以判斷碎屑岩的沉積水動力條件、沉積環境,研究裂縫性油藏的古地應力方向、強度和儲集層物性等。

在對沉積構造和裂縫進行定性分析的基礎上,利用岩心圓周展開圖像,對於某些沉積構造和裂縫進行產狀分析,可以獲得其深度、傾向、傾角等參數,並以矢量圖顯示出來。

沉積構造、裂縫產狀分析的數學模型公式為:

勝利油區勘探開發論文集

從圖2中可以看出,D點為岩心圓周面沉積構造、裂縫軌跡線的最低點,E點為其最高點。截面 DEF過岩心圓柱體的中軸線,DF=d,EF=2a0

圖2沉積構造產狀分析數學模型示意圖

通過人機交互操作,在岩心圓周展開圖上,沿沉積構造、裂縫的圖像軌跡任意選取三個點,A(xa,ya)、B(xb,yb)、C(xc,yc)。把三個點的坐標代入數學模型公式,建立三元一次方程組,可求解出y0、a0、x0。則

勝利油區勘探開發論文集

式中:h——沉積構造、裂縫的平均深度,m;

α——沉積構造、裂縫的視傾向,(°);

β——沉積構造、裂縫的傾角,(°);

d——岩心直徑,m。

(2)岩心裂縫參數分析與計算

裂縫的發育狀況是裂縫性油藏儲集層研究的核心,對岩心平面圖像裂縫分析,可實現裂縫識別,計算裂縫的長度、開啟度、面密度和體積密度等參數,從而分析裂縫的連通性和有效性。

三、應用實例分析

車古201井位於濟陽坳陷車鎮凹陷車西窪陷車3鼻狀構造帶,完鑽井深4697m。該井在下古生界試油後獲得日產220t的高產。應用彩色岩心掃描儀及其配套軟體對車古201井岩心進行了圖像掃描分析,結合觀察岩心及岩礦鑒定和常規物性及其他分析資料,對車古201井早古生代奧陶紀碳酸鹽岩儲集層岩心孔洞裂縫特徵及含油性進行了分析研究。

1.岩性及孔縫特徵

車古201井下古生界奧陶系岩心(3267.00~3946.30m)為灰岩和白雲岩,根據油氣顯示情況,自上而下可分為以下三部分(圖3)。

圖3車古201井奧陶紀碳酸鹽岩岩心柱狀圖

(1)上部

取心井段3267.00~3293.60m。主要岩性為褐灰色油斑灰岩和灰黃色白雲岩,緻密堅硬。鏡下薄片觀察隱晶質結構為主,較多見砂屑、球團粒等,頂部見凝塊狀黃鐵礦。岩心觀察該段較破碎,垂直或高角度裂縫較發育,縫寬一般為1~5mm,多被方解石充填,局部裂縫呈樹枝狀。岩心溶蝕孔洞發育,多被棕褐色原油浸染,微染手或染手,含油性較好,含油級別為油斑。溶蝕孔洞多分布於裂縫面上,主要為充填裂縫的結晶方解石晶間孔受溶蝕而成,孔徑一般為2~5mm,最大可見24mm×12mm×8mm的大洞(3281.0m處),面孔率最大可達25%。

常規物性分析,該段岩心岩石孔隙度一般2%左右,局部可達6%~12%;裂縫發育,岩心水平滲透率一般在1×10-3μm2以上,局部可達77.8×10-3μm2(3271.00~3279.20m井段)。

(2)中部

非連續取心,取心井段3355.00~3508.70m,含油性較差,主要岩性為褐灰色灰質白雲岩、白雲質灰岩,少量為灰白色硬石膏質白雲岩等。

3355.00~3362.10m井段,較多見構造成因的高角度垂直縫、近垂直縫等,低角度斜交縫、水平縫較少。裂縫多被充填,充填物主要為方解石。鏡下觀察可見充填裂縫的方解石晶間孔被溶蝕。岩心觀察裂縫寬度為0.5~8mm,以2~5mm居多,裂縫線密度為16~110條/m,以20~45條/m為多,面密度10~21m/m2

3401.00~3408.50m井段,以硬石膏質白雲岩為特徵。裂縫充填物主要為硬石膏。岩心硬石膏為透鏡狀、雪花狀,鏡下觀察多呈板狀、纖維狀集合體。硬石膏充填裂縫寬度為0.5~10mm,一般2~7mm,裂縫發育段線密度一般為30~50條/m,面密度一般為10~16m/m2

3484.30~3508.70m井段,岩性主要為白雲質灰岩。裂縫充填物為方解石。裂縫規模較小,縫寬一般為0.5~2mm,裂縫線密度一般為9~28條/m,面密度一般為6~20m/m2

(3)下部

取心井段3942.50~3946.30m主要岩性為灰色油斑燧石白雲岩,鏡下見硅質充填白雲石晶間孔。岩心觀察孔縫發育,多見未充填、半充填微裂縫,均為有效張開裂縫,縫面含油。裂縫充填物主要為方解石。孔洞順裂縫發育,分布不均,含油,連通性好,孔徑一般在1mm左右,孔長1~5mm,最大可達5mm,孔洞面密度約2個/cm2。部分岩心破碎嚴重,多見小裂縫面和充填的方解石礦物晶體,溶孔呈蜂窩狀,孔徑為0.3~2mm。

2.岩心孔縫分類及含油性分析

車古201井3267.00~3946.30m段岩心主要為碳酸鹽岩,孔縫發育,不同井段孔縫發育特徵存在一定差異。這與岩性、構造背景和溶蝕作用改造等因素有密切關系。

(1)裂縫分類

岩心圖像及薄片觀察車古201井儲集層岩心裂縫發育狀況,據成因可分為構造縫、溶蝕縫、縫合線三大類。因構造活動而產生的構造縫在車古201井發育最普遍。從構造應力作用方式看,主要有兩種成因類型:構造拉張作用形成的裂縫,主要為垂直縫和高角度斜交縫,規模一般較大,居主導地位;構造擠壓作用形成的裂縫,主要為低角度斜交縫,規模相對較小,以小於2mm的微裂縫為主。

(2)裂縫成因期次及有效性分析

岩心及圖像觀察,該井下古生界奧陶系中發育裂縫多為垂直縫和高角度縫,裂縫間距為10~30mm,多數裂縫為構造成因,部分溶蝕現象較為明顯,可能為構造縫後期溶蝕作用改造而成。從裂縫切割關系判斷,明顯存在兩期以上裂縫形成期次。總體看,早期成因的構造裂縫,由於受後期成岩作用和擠壓影響較大,多為低角度斜交縫,規模一般較小,溶蝕孔洞一般不發育;而晚期形成的構造裂縫,受拉張作用影響較大,多為高角度縫斜交和垂直縫,發育規模較大,縫寬一般大於2mm,方解石充填物易被溶蝕,受後期成岩作用影響小,溶蝕孔洞亦較發育。岩心觀察裂縫寬度差異很大,既有微細裂縫,也有10mm以上的大縫,縫寬一般為0.5~3mm。

鏡下觀察微裂縫小於1mm,一般為0.02~0.3mm;根據充填情況可分為全充填、半充填、未充填等。以全充填縫最多,半充填縫次之,未充填縫則較少見。

根據圖像掃描分析,與微細裂縫伴生的大裂縫或微細裂縫,呈枝狀或網狀,溶蝕孔洞發育,裂縫連通性及有效性較好。

從裂縫充填物成分看,灰岩中的裂縫充填物主要為方解石,白雲岩中的裂縫充填物主要為方解石或石膏。岩心常規物性分析表明,裂縫發育的岩心,滲透率高低主要取決於充填物成分:方解石充填縫,水平滲透率較基質滲透率高10~100倍,一般為1×10-3~10×10-3μm2,尤其是發育孔洞的方解石充填縫,孔、滲值則更高,最大可達77.8×10-3μm2,是油氣主要的儲集空間與滲流通道;硬石膏充填縫,溶蝕孔洞一般不發育,水平滲透率都在1×10-3μm2以下,儲集性與滲透性較差。

(3)溶蝕孔洞與裂縫關系

岩心及圖像掃描觀察,溶蝕孔洞的發育與裂縫有密切關系。

充填裂縫的方解石,一般結晶較好,縫面方解石晶間孔發育,易受後期溶蝕作用改造,形成溶蝕孔洞[2]。岩心剖面上可見溶蝕孔洞主要順較寬的裂縫不均勻分布,多呈串珠狀、蜂窩狀。

溶蝕孔洞是否發育還與裂縫形成期次及裂縫充填物成分有關。早期裂縫由於受後期成岩作用影響較大,溶蝕孔洞多不發育,而晚期裂縫受後期成岩作用影響較小,溶蝕孔洞較發育。灰岩、白雲岩中的方解石充填縫,溶蝕孔洞發育,而硬石膏充填縫,孔洞不發育,這是因為充填物硬石膏成分(CaSO4)與方解石(CaCO3)相比,不易被溶解[2]

車古201井取心層段上部地層由於臨近古潛山風化殼,裂縫充填物主要為方解石,受溶蝕作用改造較強,溶蝕孔洞與裂縫最發育;下部地層溶蝕作用較弱,孔洞和裂縫發育較次;而中部地層裂縫雖較發育,但由於充填物主要為硬石膏,不易被溶蝕,故孔洞不發育。總體看,溶蝕孔洞的形成普遍要晚於裂縫,孔洞沿縫分布,是縫的擴大和延伸,二者相輔相成,互為促進。裂縫溶蝕作用發育層段,溶蝕孔洞發育;裂縫溶蝕作用不發育,溶蝕孔洞就減少甚至消失。

(4)孔縫發育影響因素分析

車古201井碳酸鹽岩儲集層孔縫發育受岩性、構造運動、充填物、岩溶作用等因素影響。

岩性不同岩性儲集層裂縫發育程度不同。灰岩層段破碎程度大,裂縫發育程度較白雲岩層段強;薄層質純的灰岩、白雲岩,脆性相對較大,抗張、抗壓強度較小,易產生裂縫;而泥質含量高的灰岩、白雲岩脆性減弱,抗張、抗壓強度增大,不易產生裂縫。

充填物岩心及薄片觀察,裂縫充填物主要為方解石、硬石膏、高嶺石、硅質等。方解石充填最常見,廣泛發育,尤其是後期形成的方解石充填縫,易溶蝕,進而產生溶蝕孔縫,對於儲集空間有效性來說最有意義;硬石膏充填裂縫局部發育,集中於膏質白雲岩中,但由於硬石膏不易被溶解,充填縫基本為全充填,溶蝕孔縫不發育,對於油氣聚集無意義;高嶺石、硅質充填物個別可見,發育少,但由於高嶺石晶間微孔發育,硅質一般為半充填,因此形成的裂縫具一定意義。

構造運動構造運動是控制裂縫形成的重要因素,表現為構造應力和斷裂帶的發育對裂縫影響。一般而言,構造應力場高值區構造裂縫相對較發育。從灰岩、白雲岩抗張、抗壓強度分析,白雲岩抗壓強度低於灰岩,在擠壓應力下最易破裂;而灰岩的抗張強度值較低,在張應力環境中更易形成破裂[3]。斷層的發育與裂縫發育程度之間關系密切。斷層發育帶往往是破裂帶,也是裂縫發育帶。距斷層越近,裂縫越發育,沿主斷層方向,裂縫最發育。從構造部位看,構造應力多沿褶皺軸部集中發育,此處多為裂縫發育帶。構造運動的多期性,決定了多期次、多組系裂縫的形成[3]

溶蝕作用溶蝕作用是影響裂縫(尤其是有效裂縫)發育的主要地質因素之一,它對裂縫(尤其是充填縫)具有明顯的改善作用。裂縫是儲集體的主要滲濾通道,而溶蝕孔是主要的儲集空間,對於油氣的運移與聚集,二者缺一不可。

(5)溶蝕孔縫及其含油性分析

根據岩心觀察和圖像掃描分析,車古201井下古生界奧陶系碳酸鹽岩多個層段見油氣顯示(表1)。含油段岩心縫洞發育,溶孔多為晶間孔溶蝕而成。含油孔縫周邊普遍被原油浸染,呈棕褐色,油味濃,多微染手或染手,具油脂感。根據物性分析,含油段岩心孔、滲參數普遍好於非含油段。

表1車古201井下古生界孔縫發育與含油井段常規物性統計表

總體來看,具油氣顯示的岩心層段主要分布在孔洞縫發育帶。溶蝕孔洞及其相連裂縫發育處,多數含油,油氣顯示一般較好。溶蝕孔洞大小分布不均,孔徑為2~5mm。孔洞發育處多呈蜂窩狀,面孔率可達25%,連通性好。溶蝕孔洞是良好的儲集空間,而與其相連的裂縫則是主要的油氣運移通道,二者相輔相成,互為促進,極大地提高了儲集層的儲集性能。

因此,溶蝕孔縫是否發育決定油氣顯示好壞,油氣的生成、運移與聚集明顯是在孔洞縫(尤其是溶蝕孔縫)形成之後,為典型的「新生古儲」型。其儲集層類型主要為裂縫—孔洞型。具體表現為取心井段上部、下部溶蝕孔洞、裂縫均較發育,孔縫含油性相對好;中部取心井段,裂縫雖也較發育,但由於其充填物全為硬石膏,溶蝕孔洞與裂縫不發育,基本不含油。

根據試油資料,早古生代奧陶紀碳酸鹽岩儲集層產能較好。3265.23~3314.5m井段測試結果摺合日產油77.9t;3321.08~3408.5m井段測試結果摺合日產油14.3t/d;3905.95~3959.5m井段測試結果摺合日產油222.8t,產能最大。產油層段與岩心觀察溶蝕孔洞縫發育段基本一致。

3.認識與結論

經岩心觀察和圖像掃描分析,對車古201井早古生代奧陶紀碳酸鹽岩儲集層岩心孔縫及含油特徵的綜合研究,可得出以下認識與結論。

第一,車古201井深層奧陶紀古潛山碳酸鹽岩儲集層孔洞縫極發育,可為油氣聚集與運移提供較好的儲集空間和運移通道。儲集層發育裂縫主要為構造成因的高角度縫和垂直縫,部分經溶蝕作用改造,而孔洞主要為溶蝕成因。

第二,根據裂縫形成期次早晚和所受應力方向不同,可將裂縫分為早期擠壓成因裂縫和晚期拉張成因裂縫兩大類。早期裂縫,以擠壓成因為主,現所見一般規模相對較小,多為低角度斜交縫;晚期裂縫,以拉張成因為主,現所見一般規模較大,主要為高角度縫和垂直縫。車古201井碳酸鹽岩儲集層裂縫發育情況看,明顯以晚期拉張成因的高角度斜交縫和垂直縫居主導地位。

第三,車古201井深層碳酸鹽岩溶蝕孔洞的發育與否,同裂縫發育規模以及充填物成分關系密切。主要表現為一定規模裂縫中的方解石充填物後期被溶蝕而產生大量溶蝕孔洞;而以硬石膏為充填物的裂縫,即使具一定規模,溶蝕孔洞亦不發育。

第四,從岩心觀察油氣顯示情況看,車古201井下古生界碳酸鹽岩儲集層主要為裂縫—孔洞含油,為典型裂縫—孔洞型儲集層,孔洞縫發育與否與油氣顯示關系極為密切。儲集層岩心上部和下部經過溶蝕作用改造,溶蝕孔洞與裂縫發育,含油性好;中部膏質白雲岩段未經溶蝕作用改造,溶蝕孔縫不發育,則基本不含油。

四、結束語

彩色岩心圖像掃描分析系統的應用,為岩心觀察描述工作提供了新方法、新手段,對於岩心資料的保存和研究工作的拓展應用具有重要意義,具體表現在以下幾個方面:①岩心出筒後通過岩心圖像掃描,能最大限度地保持岩心原始資料的完整性,一定程度上避免了後期由於取樣分析對原始岩心破壞造成的損失;②彩色岩心圖像掃描分析技術,可提供高質量的岩心圖像資料,提高科研工作效率;③通過對岩心圖像的處理和地質分析,可實現岩心圖像信息的精細描述與定量分析研究,結合錄井、測井以及相應的分析化驗資料,可針對不同類型岩心開展相應的研究工作,如儲集層評價、沉積相分析等;④隨著計算機網路技術的發展,彩色岩心圖像掃描分析技術的開發和應用使岩心圖像資料實現了數字化、網路化管理,便於岩心資料的進一步交流和使用。隨著數字化岩心庫建設,將極大提高岩心資料的利用率。

主要參考文獻

[1]許運新,蔣承藻,蕭得銘編著.岩心描述與用途.哈爾濱:黑龍江科學技術出版社,1994.

[2]強子同主編.碳酸鹽岩儲集層地質學.東營:石油大學出版社,1998.

[3]吳元燕,徐龍,張昌明等編.油氣儲集層地質.北京:石油工業出版社,1996.

㈣ 岩心及其實驗分析資料

岩心及其實驗分析資料是認識儲層最直接的信息,也是儲層評價必不可少的基礎資料。因此,盡早盡可能地進行系統取心,取得一個所研究儲層的完整岩心剖面,是開發儲層評價很關鍵的一環。

系統取心井點在平面上分布應考慮儲層平面上、縱向上相變的程度,保證所取岩心能覆蓋各類微相和岩相,以利於建立測井相和各類微相、岩相與物性關系。

常規岩心分析的取樣應滿足一定的密度要求,滿足測井的岩石物性解釋需要。儲層非均質性愈嚴重,要求取樣密度愈大。

應有一定數量的代表性岩心樣品,在同一塊岩樣上測定幾項關鍵參數,以求得各項參數間合理的相關關系,如孔隙度與滲透率、水平滲透率與垂直滲透率、不同方向上水平滲透率的差異等。

要有一定的特殊岩心分析,了解儲層的滲流特徵,求取相對滲透率、水驅油效率、儲層的敏感性。

評價水體部分儲層,是開發地質工作中一個必不可少的組成部分。由於含油區和含水區間常常會存在成岩作用差異,兩者參數經常不能互相替代。而水層性質往往對油層開發有很大影響,所以取得一定量的水層岩心並進行分析研究是十分必要的。

油基鑽井液取心、密閉取心等特殊技術取心是直接取得准確的油、氣、水飽和度資料和潤濕性資料等的專門手段,應視需要和條件適當安排。

㈤ 常規岩心分析實驗是指什麼

這類岩心分析實驗主要是描述岩石本身孔隙空間大小;各種流體在孔隙空間內佔有多大比例;各種流體在儲層內發生流動時,它的流動速度與流體性質及岩石特性之間的關系。

(1)岩石孔隙度(數學符號記為Φ):它是對岩石儲存流體的儲集能力的度量。定量地說,孔隙度是孔隙體積與岩石總體積的比率。孔隙體積如果是總孔隙體積(連通的孔隙體積加上不連通的孔隙體積),這個比率就叫絕對孔隙度;孔隙體積如果是相互連通的孔隙體積,這個比率就叫有效孔隙度。有效孔隙度是指互相連通的孔隙體積占岩石總體積的比率,那些不連通的孔隙稱為死孔隙,對開發是沒有意義的。因此,有效孔隙度是表徵岩石物性的一個非常重要的參數。

(2)岩心流體飽和度:為某特定流體(油、氣或水)在地層中占據孔隙體積的分數或百分比。油的飽和度數學符號記為So;氣的飽和度數學符號記為Sg;水的飽和度數學符號記為Sw。

所有流體的飽和度之和是100%,所以,So+Sg+Sw=1.0。一般認為,油藏中的流體從運移到聚集經歷了漫長的地質年代,流體已達到了一種過平衡狀態,按密度的不同進行了分離,油的上面是天然氣,下面是水。除了底水和邊水外,儲層中由於毛管力的作用,孔隙中還分布著最低限度的原生水,原生含水飽和度(Swc)也很重要,因為它占據了油氣之間的空間。它在整個油藏中不是均勻分布的,隨岩性孔隙緻密程度及離自由水面的高度而變化,最低限度的原生水通常呈水膜狀附著在岩石的孔隙周圍,通常也稱之為束縛水飽和度。油藏一旦投入開發,油相要流動,其飽和度必須超過某一個特定值才能流動,這個值就是臨界含油飽和度(Soc),低於這個值油相在孔隙中是不流動的。如果我們用一種驅替劑將油驅替出來,在這個過程中,就有一個殘余油飽和度(Sor)的概念,殘余油飽和度總是大於臨界油飽和度。我們經常感興趣的飽和度是可流動油的飽和度(Som),也就是可動油占據孔隙體積的分數或百分比,用公式表達為Som=1.0-Swc-Sor。

(3)岩石滲透率(數學符號記為K):岩石滲透率是一個非常重要的表徵岩石特性的參數。主要是用它度量地層傳送流體的能力,它控制著地層中流體的流速和運動方向。1856年,亨利·達西(Henry Darcy)總結了他利用水通過自製鐵管砂子的驅替實驗,第一次用數學公式定義了這一岩石特性,這就是有名的達西定律。在流體流動計算中應用傳統的線性流方程表達為:

某油田孔隙度和滲透率的關系從達西定律中可以明顯看出,通過多孔岩石流體的流速q與岩石的滲透率及兩端的壓差成正比,與流體的黏度和流過的距離成反比。這就好比我們以相同的壓力差來驅趕那些地下的油、氣,地下的「房子」越大(Ф越大)、房子的「門窗」越多(孔隙結構的喉道配位數越多)、行走越暢通的地方(高滲透儲層),油或氣就越容易被趕出來,而對那些房子小、門窗小、行走阻力大的地方(低滲透儲層),油、氣就比較難於被趕出來。除非加大驅動壓力差,或者把「門窗」改造大一些(通過壓裂、酸化等改造措施)才能把更多的氣、油趕出來。如果地層構造都一樣,可以肯定說,氣最容易跑出來,因為氣的黏度低,流動起來阻力小,油黏度比氣高,流動起來就比氣遲緩。同是油,那些黏度低的也就比那些黏度高的容易流動,一些黏度極高的重油簡直就像狗皮膏葯,黏糊糊的,很難把它們從地下「拽」出來。

㈥ 岩心的觀測

在水文地質鑽探過程中,要求每次提鑽後立即對岩心進行編號,仔細觀察描述、測量和編錄。

(1)做好岩心的地質描述。對岩心的觀察描述的內容主要是岩性、結構、構造、層序、層厚、孔隙性、透水性等。有兩點值得注意,一是注意對地表見不到的現象進行觀察和描述,如未風化地層的孔隙、裂隙發育及其充填膠結情況,地下水活動痕跡(溶蝕或沉積),發現地表未出露的岩層、構造等;二是注意分析和判別由於鑽進所造成的一些假象,把它們從自然現象中區別出來。如某些基岩層因鑽進而造成的破碎擦痕,地層的扭曲、變薄、缺失和錯位,鬆散層的擾動、結構的破壞等。

(2)測算岩心採取率。岩心採取率是指所取岩心長度與鑽孔進尺之比率,計算公式為:

專門水文地質學

式中:Ku為岩心採取率,無量綱;L0為所取岩心的總長度(m);L為鑽探進尺長度(m)。

岩心採取率可以判斷堅硬岩石的破碎程度及岩溶發育強度,進而分析岩石的透水性和確定含水層位。一般在基岩中,Ku≥70%,在構造破碎帶、風化帶和裂隙、岩溶帶中,Ku≥50%。

(3)統計裂隙率及岩溶率。基岩的裂隙率或岩溶率,是用來確定岩石裂隙或岩溶發育程度以及確定含水段位置的可靠標志。鑽探中通常只作線狀統計,用下式計算:

專門水文地質學

式中:y為線裂隙率或線岩溶率;L為統計段長度(m);∑bi為L段內在平行岩心軸線上測得的裂隙或岩溶的總寬度(m);Ku為L段內的岩心採取率。

(4)一般在終孔後在孔內進行綜合物探測井,以便准確劃分含水層(段),並取得有關參數資料。

(5)按設計的層位或深度,從岩心或鑽孔內採取定規格(體積或重量的)或定方向的岩樣或土樣,以供觀察、鑒定、分析和實驗之用。如採取諸如孢子花粉、同位素、古地磁等樣品。

㈦ 工業μ-CT岩心分析基本原理

工業X射線CT掃描(X-CT)設備主要由放射源和探測器兩部分組成。儀器基本工作原理是:利用射線穿透物體,收集由於物體的吸收而衰減了的射線強度。CT掃描的穿透數據是由多個不同角度的測量數據匯總而得來的,各角度的數據是通過計算機採用圖像重建的方法收集而來。圖像重建功能根據所收集的數據建立物體的CT橫斷面掃描圖像。

X-CT對岩心分析的基本原理是:透過物體後的X射線的強度與該物體的密度有關,當光子量為I0的X射線光通過任何一個具有線性衰減系數μ的體積元時光子量變為I,這個過程遵循Beer定率:

煤儲層精細定量表徵與綜合評價模型

公式(5.1)中,I0為原始X射線強度,I為透過物體的X射線強度,μ為X射線的衰竭系數(特定的物質的衰竭系數是一定的),h是物體厚度。

通過一系列的X射線檢測器就可以檢測來自物體周圍不同角度的X射線強度,然後再對這一系列的X射線資料進行處理即可得到由不同像素組成的CT圖像。圖像質量取決於圖像的制式。

為了便於CT圖像間直接進行比較,定義CT值(H)為物體相對於水的衰減系數μ:

煤儲層精細定量表徵與綜合評價模型

式中:CT是以HU單位表示的CT數;μT和μ分別為目標物體和水的衰減系數。當μT=μ,水的CT值為0HU;當μT=μ空氣=0(μ空氣為空氣的衰減系數)時,空氣的CT值為-1000HU。水和空氣的CT值不受射線能量的影響,因此它們為CT標尺上的固定點。一般CT值的范圍是在-1024HU至+3071HU之間,可獲得4096(212)個不同的CT值,即每個像素由12位數據表示。

通過對掃描圖像的像素數或CT數進行分析,即可獲得岩石中各種物質組成和孔裂隙的基本信息,用於對目標進行深入的精細描述和定量研究。

㈧ 碎屑岩岩心描述沉積微相的方法

裘懌楠、陳子琪[21]總結了國內外的經驗,提出了以下的方法:

3.3.2.1 岩心觀察和描述

(1)資料收集和准備

現代岩心管理一般有現場地質人員完成的岩心綜合柱狀圖和連續岩心照片,岩心已經過井深校正歸位於測井曲線(放射性測井歸位),標有正確的取樣位置及樣品編號,以及鑽取岩心過程中機械原因引起的破碎、磨損和缺少等情況,因此儲層沉積微相研究人員在岩心觀察描述以前,應收集這些資料,並以此為基礎進行工作。

(2)岩心描述的順序及尺寸

按地層年代由老而新,即自下而上進行觀察描述,尺寸應細到厘米級。

(3)岩石學描述

包括:顏色、岩性、粒度、含油氣產狀、碎屑礦物成分、膠結程度、含有礫石時的礫石成分及大小、特殊岩性等內容,並據此作出基本定名。

(4)沉積學描述

包括:層面接觸關系、層理類型及規模、層系厚度、層系傾角、細層組成、細層厚度、層面構造,如乾裂、雨痕、溝槽等;其他原生沉積構造;肉眼可見的古生物及生物擾動構造;其他含有物,如結核、鮞粒、碳化植物碎屑等;古土壤;砂岩韻律性及層段旋迴性;照相或素描等。

3.3.2.2 岩心的沉積學實驗室分析鑒定

在系統觀察描述岩心全貌後,根據微相分析需要及岩心條件決定實驗室分析鑒定內容,並進行選樣。在選樣時應盡可能與已鑽取的常規孔滲分析樣品相結合,取樣應有樣品描述和標明具體位置及目的。

(1)需要進行的常規沉積學實驗分析內容

包括:薄片和鑄體薄片鑒定、粒度分析、粘土礦物鑒定、微量元素分析、同位素測定、重礦物及古生物鑒定等。目前主要是做前三項工作。

(2)特殊的沉積學實驗分析項目

包括:泥岩地化指標——用以確定泥岩沉積時水介質的氧化還原等地化環境;以及層理現象的X光顯示或CT層析檢查——用以確定是否存在層理構造及層理現象。

3.3.2.3 沉積微相分析

(1)劃分岩石相

在岩心觀察和實驗分析的基礎上首先進行岩石相分類;在劃分岩石相時不僅要區分岩石類型,而且要反映沉積時水動力、地化及生物作用條件,碎屑岩儲層水動力條件和能量與儲層質量好壞一般有緊密聯系,因此,儲層碎屑岩的岩石相盡可能與能量單元統一起來。在劃分岩石相後,應對每種岩石相作出沉積作用或沉積環境意義上的解釋。表3.3列出了岩石相代碼、岩石相、沉積構造及解釋的結果。

表3.3 岩石相代碼(以河流沉積為例[21]

(2)垂向層序分析

垂向層序是重要的相標志之一,它以自下而上岩石相的組合序列來表示,以最基本的沉積旋迴為單元進行組合。垂向層序的分類和描述要滿足劃分微相和各微相作用沉積學解釋的要求,即每類垂向層序都要作出微相判別,並對其沉積過程作出分析和解釋。陸相盆地碎屑岩儲層常見的微相可見表3.4。每類垂向層序應選擇代表性取心井段分別作出單井沉積微相剖面圖,內容除沉積微相柱子外,還應包括反映儲層物性及典型的測井曲線(圖3.17)。

表3.4 陸相沉積盆地碎屑岩儲層常見微相

(3)沉積旋迴分析

分析的目的是弄清垂向上的微相變化,進一步確認亞相(大相),並從相組合上檢驗微相,要應用全剖面全部可用的相標志進行綜合分析;沉積旋迴分級是個相對概念,各級沉積旋迴反映盆地的構造活動;反映氣候變化、碎屑物供應量的變化、水進水退、沉積體的廢棄轉移、各次沉積事件間能量的差異以及每次沉積事件本身能量的變化過程。應根據各油田實際情況確定級次及成因意義;沉積旋迴分析應從小到大、從大到小反復進行,從各級旋迴的岩相組合和演化規律上互相檢驗相分析的合理性;沉積旋迴的界線應是確定性的時間界線。有條件時應與區域性層序地層分析統一。岩心井單井劃分的沉積旋迴有待全區平面上對比後修正確認。

(4)實驗分析資料的應用

最主要的是粒度分析資料的應用,圖3.18是常用粒度分布概率圖;其次是微量元素分析,用以判別水介質鹽度和地化條件等;孢粉古氣候分析——優勢植物屬種結合蒸發鹽類礦物分析,泥岩地化指標是判別古氣候條件及演變的常用手段;以及古生物分布分析——優勢古生物的生長環境是判別共生沉積物環境的旁證。

3.3.2.4 建立全剖面標准沉積微相柱狀圖

在綜合上述微相分析工作的基礎上,編制所要研究的含油氣層系的全剖面標准微相柱狀圖(圖3.19)。編圖時須注意兩點:①資料來源必須是岩心;②可以以典型井連續取心為代表,也可以從多井岩心中選取典型段相拼接。

圖3.17 塔里木盆地柯坪印干村西志留系綜合柱狀剖面圖[22]

1—砂岩;2—泥岩;3—泥質砂岩;4—泥質粉砂岩;5—粉砂質泥岩;6—波狀、脈狀層理;7—透鏡狀層理;8—底沖刷;9—平行層理;10—水平層理;11—板狀交錯層理;12—槽狀交錯層理;13—沙紋層理;14—魚類;15—雙殼類;16—腹足類;17—腕足類;18—鱟類;19—三葉蟲;20—筆石;21—垂直生物鑽孔;22—水平蟲跡;23—生物擾動坑

圖3.18 搬運方式與粒度分布總體和載點位置的關系[21]

全剖面標准沉積微相柱狀圖應包括:自然電位和電阻率測井曲線;岩性剖面、層位、深度;岩心分析資料——粒度中值、孔隙度、滲透率;沉積微相;亞相及大相。在條件具備的情況下,還應包括層理構造及含有物、沉積韻律性以及沉積旋迴的劃分等。

㈨ 岩心流體飽和度的實驗室測定

為保證測定結果數據的准確性和可靠性,首先應取得能代表儲層中流體原始分布和含量的岩心樣品。

目前最常用的三種測定流體飽和度的方法是常壓干餾法、蒸餾抽提法及色譜法。

1.常壓干餾法

常壓干餾法也稱為干餾法或蒸發法。方法的原理很簡單,用電爐將岩心加熱,使岩心中的油水被加熱蒸發,蒸發出來的油和水蒸氣經冷凝管冷凝為液體而流入收集量筒中,即可直接讀出油、水體積。再根據測出的岩石孔隙體積Vp,就可算出岩石中的含油、水飽和度值。

儲層岩石物理學

式中:Vp是岩樣的孔隙體積;w1是岩心抽提前的質量;w2是洗凈和烘乾後的岩心質量;ww是根據水的體積Vw換算的水的質量;ρo是油的密度,則油的體積Vo=w1-w2-ww/ρo。

3.色譜法

根據水可以與乙醇無限量溶解的特點,將已知重量的岩樣中的水分溶解於乙醇中,然後利用色譜儀分析溶解有水分的乙醇。互溶的水與乙醇通過色譜柱後,分離成水蒸氣與乙醇蒸氣,逐次進入熱導池檢測器,分別轉換為電訊號,並被電子電位差計記錄水峰和乙醇峰,根據峰高比得出岩樣含水量Vw。與溶劑抽提法相同,岩樣經除油並烘乾後,用差減法得出含油量,再根據孔隙體積Vp分別計算出岩心的油、水飽和度值。

根據岩心所測出的含油飽和度通常都比實際地層的小,這是由於岩心取至地面,壓力降低,岩心中流體收縮、溢流和被驅出所致。誤差的大小與原油的黏度和溶解氣油比有關,可從零變化到70%~80%。因此,實際應用中,常根據實驗室測得的數據,乘以原油的地層體積系數,再乘以校正系數1.15,以校正由於流體的收縮,溢流和被驅出所引起的誤差。

㈩ 儲層評價常規分析項目

儲層評價的常規分析項目包括薄片鑒定,孔、滲、飽測定,粒度分析和重礦分析等。它們是儲層評價中必不可少的基本測試項目。相對應的石油天然氣行業標准為:SY/T5913—2004「岩石製片方法」、SY/T5368—2000「岩石薄片鑒定」、SY/T5336—2000「岩心常規分析方法」、SY/T5434—1999「砂岩粒度分析方法」,以及SY/T6336—1997「沉積岩重礦物分離與鑒定方法」。

72.9.1.1 薄片鑒定

方法提要

試樣經切片、膠固,和粗、細、精磨平面以後,粘在載物片上,然後再進行粗、細、精磨片。蓋好蓋片,置於岩石偏光顯微鏡下,觀察鑒定,進行分類和命名。

儀器和設備

切片機、自動磨片機、磨片機、拋光機。

偏光顯微鏡:配備機械台、主數器、照相系統。

電爐、低溫(45~100℃)電烘箱、熱水器。

Ф25mm聚乙烯模具。

試劑和材料

黏合劑「501」、不發光的「502」、固體冷杉膠、環氧樹脂。

染色劑茜素紅、鐵氰化鉀、氫氟酸、亞硝酸鈷鈉,氯化鋇、玫棕酸鉀鹽。

岩石薄片製片

每塊試樣至少切取25mm×25mm×5mm或Ф25mm×5mm的岩樣兩塊,一塊磨製薄片,另一塊做手工標本。岩屑試樣必須選取3個以上岩樣。將需要膠固的岩樣用電爐在溫度50~60℃加熱,除掉輕質油及水分。將膠固好的岩樣在磨片機上用100號碳化硅金剛砂與水混合粗磨,然後進行第二次膠固。第二次固前的岩樣,放在磨片機上用W28號碳化硅金剛砂與水混合細磨,磨至平面光滑。然後將細磨好平面的岩樣用W7號白色剛玉金剛砂與水混合在玻璃板上精磨,磨至平面光亮為止。將固體冷杉膠塗在載物片的中尖部位和岩樣平面上,使岩樣與載物片膠合。將粘好在載物片上的岩樣,在磨片機或調好厚度的自動磨片機上粗磨,至厚度為0.28~0.40mm,岩片不脫膠,將粗磨好的岩片,在磨片機上磨至0.12~0.18mm,岩片保持完整。將細磨好的岩片,在玻璃板上用W20號白色剛玉金剛砂與水混合精磨,至0.04~0.05mm。偏光顯微鏡下,石英干涉色為一級黃色,無掉砂現象。然後用W7號白色剛玉金剛砂與水混合在玻璃板上磨至0.03mm。偏光顯微鏡下,石英干涉色為一級灰白色。如為碳酸鹽岩,則磨至0.04mm,偏光顯微鏡下,結構清晰,干涉色為高級白。

鏡下觀察和鑒定內容

在手標本肉眼觀察鑒定的基礎上,制好的岩薄片都要置於偏光顯微鏡下觀察,系統描述鑒定岩石薄片鑒定內容,視不同岩性而有差異。

1)砂岩。

a.礦物成分及含量。碎屑顆粒,雜質和膠結物的成分及含量。

b.結構。是指各組分的形態特徵,包括碎屑顆粒本身的特點、膠結物的特點,以及碎屑與膠結物之間的關系。

c.顯微構造。描述鏡下可見的構造,如顆粒排列方式、結核構造、顯微粒序層理、微細紋理、微沖刷面、同生變形及生物擾動構造等。

d.儲集空間類型。按大小形態分為孔、洞、縫3大類,並按成因分類13個亞類,見表72.23。

表72.23 孔隙類型表

e.岩石定名。採用顏色+構造+粒度+成分方式進行岩石定名,如灰白色塊狀中粒石英砂岩。一般砂岩類型可分為純石英砂岩、石英砂岩、次岩屑長石砂岩或次長石岩屑砂岩、長石岩屑砂岩或岩屑長石砂岩、長石砂岩、岩屑砂岩等,見表72.24。

表72.24 砂岩分類表(SY/T5368—2000)

2)碳酸鹽岩。

a.礦物成分及含量。

碳酸鹽礦物主要是方解石、白雲石,其次是鐵白雲石、鐵方解石、菱鐵礦和菱鎂礦等。還有自生的非碳酸鹽礦物,如石膏; 以及陸源碎屑混合物,如黏土礦物等。

礦物含量鏡下面積百分比統計。凡屬交代礦物,都應計入礦物百分比中,但裂縫或空洞內的任何填充物,均不計入。

b.結構組分和結構類型。

碳酸鹽岩的結構在一定程度上反映了岩石的成因,它是岩石的重要鑒定標志,也是岩石分類命名的依據。

① 具顆粒結構的碳酸鹽岩。顆粒類型包括內碎屑、鮞粒、生物顆粒、球粒、藻粒等;填隙物由化學沉澱物 (亮晶膠結物) 、泥晶基質及少量陸原雜基及滲流粉砂組成; 注意它們的膠結類型。② 具晶粒結構的碳酸鹽岩。注意晶粒的大小,自形程度。③ 具生物格架的碳酸鹽岩。描述造礁生物種類、骨架的顯微結構、礦物成分,大小分布等特點。

c.沉積構造。包括顯微層理、微型沖刷、充填構造、結核構造、縫合線及成岩收縮縫等,烏眼及示底構造、生物鑽孔、潛穴生物擾動等。

d.成岩作用。主要有溶解作用、礦物的轉化作用和重結晶作用、膠結作用、交代作用、壓實作用和壓溶作用。注意觀察這些成岩階段 (同生期、早成岩期、晚成岩期、表生期) 、不同成岩環境 (海底成岩環境和大氣淡水成岩環境,淺—中埋藏成岩環境、深埋藏成岩環境、表生成岩環境) 中的特點和識別標志。

e.孔隙和裂縫。用鑄體薄片觀察原生及次生孔隙,以次生孔隙發育為特徵的儲層還包括構造裂縫描述與觀察。從孔隙結構類型來講,主要有粒內、粒間、晶間、生物格架、遮蔽、鳥眼、鑄模等孔隙,還有溶孔、溶縫、溶溝、溶洞等。

f.岩石綜合定名 (表72.25) 。附加岩石名稱 (顏色 + 成岩作用類型 + 特殊礦物 + 特殊結構) + 岩石基本名稱 (結構命名 + 礦物成分) 命名,主要岩石類型有: 泥晶灰岩或白雲岩、粒屑泥晶灰岩或白雲岩、泥晶粒屑灰岩或白雲岩、亮晶粒屑灰岩或白雲岩。表72.25 碳酸鹽岩組構分類命名

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

3) 岩漿岩。

a.結構。① 岩漿岩結構按晶粒大小可分粗粒大於 5mm、中粒 1~ 5mm、細粒 0.1~1mm。② 按結晶程度可分全晶質、隱晶質。③ 按礦物關系可分花崗結構、交織結構、輝綠結構等。

b.構造。有流紋構造、氣孔構造、杏仁構造及珍珠構造等。

c.岩漿岩岩石類型。見表72.26。

表72.26 岩漿岩岩石類型及特徵

d.命名原則。岩漿岩的名稱包括基本名和附加名稱兩部分,基本名稱在後,附加名稱在前。基本名稱根據主要造岩礦物確定,附加名稱要反映岩石的特殊性,可以是次生變化、結構或構造等。

4) 變質岩。

a.礦物成分。

主要礦物,石英、方解石、鉀長石、角閃石、輝石、磷灰石等。次要礦物,綠泥石、白雲母、鈉長石、剛玉等。特徵礦物,紅柱石、矽線石、董青石、藍晶石、符山石等。

b.岩石類型。變質岩所分類型見表72.27。

表72.27 變質岩岩石類型及特徵

① 區域變質岩,板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、長英質粒岩類、角閃質岩類、麻粒岩類、榴輝岩類和大理岩類。② 混合岩類,注入混合岩、混合片麻岩、混合花崗岩。③ 接觸變質岩。④ 動力變質岩,包括構造角礫岩、壓碎岩、糜棱岩、構造片狀岩類等。

c.命名原則。特徵礦物加主要的片狀或柱狀礦物 (長石種類) 加片麻岩。

5) 火山碎屑岩。火山碎屑岩是火山作用產生的各種碎屑物,沉積後,經熔結、壓結、水化學膠結等作用形成的岩石。

成分、主要類型特徵。火山碎屑岩主要由火山碎屑物和火山填隙物兩部分物質組成。根據成因、組分含量、成岩方式及碎屑粒度可將火山碎屑岩分為 3 大類 5 個亞類,見表72.28。

表72.28 火山碎屑岩分類

72.9.1.2 流體飽和度、孔隙率和滲透率測定

流體飽和度、孔隙率和滲透率是儲層孔隙特徵的 3 個最基本的參數,它對儲層的認識與評價、油氣層產能的預測、油水在油層中的運動、水驅油效率以及提高採收率均具有實際意義。我國目前採用的測定方法是 SY/T 5336—2000 「常規岩心分析方法」。

(1) 常規岩心分析試樣的取樣與保存

選擇時,要根據儲層岩性變化、非均質特性及其代表的深度,選取有代表性的岩樣,並及時快速包裝,使岩樣中的流體盡可能保持原狀。

井場取樣與保存

井場取樣主要是取分析油水飽和度的岩樣或有特殊性要求的岩樣。凡為其他分析項目所用的岩樣,可在岩心送到實驗室後再取。

進場取樣順序是: 岩心出筒,清除岩心表面鑽井液,立即按順序排列好,進行岩心描述,標明井號、深度、筒次和塊號。

井場取樣每米最少應取 3 塊樣,取樣長度 10cm 左右。井場取得的試樣,根據測試項目要求,儲存時間長短及岩性的不同,選用不同包裝和保存方式。分析油水飽和度的岩樣,採用避免液體蒸發及防止流體在岩樣內移動的保存方式,常用容器密封法; 對於疏鬆或膠結差的岩樣,採用內徑與岩樣外徑相近的容器或鋁箔加適當支撐措施的保存方法。

實驗室取樣

將從岩心中心部位取來的岩樣分作 2 份,一份供取孔隙率、滲透率試樣; 另一份取40 左右,打成碎塊,放入已稱重的燒杯中,再將燒杯及岩樣一起稱重,供測定岩樣中水量樣。作滲透率測定的試樣,是用金剛石取心鑽頭及鋸片把岩心鑽切成圓柱形。對疏鬆岩心,冷凍的可用鑽床取樣,未冷凍的則用手工或專用工具取樣。小圓柱岩樣的外徑為1.9~ 3.8cm,最小長度與直徑比為 1。作孔隙度測定試樣的取樣方式與作滲透率試樣的取樣方式相同,也可與測滲透率試樣共用 1 塊岩樣。

(2) 常規岩心流體飽和度測定

方法提要

將稱重的岩樣放油水飽和度測定儀的岩心室中。利用沸點高於水的溶劑蒸餾出岩樣中的水分,並將岩樣清洗干凈,供干瓶稱重。用抽提前後岩樣的質量差減去水量,即得到含油量。

儀器設備

油水飽和度測定儀見圖72.16。

測定步驟

在抽提岩樣前,先將所用溶劑預蒸一遍,至少連續蒸 8h,保證其中無水分。把稱量後的岩樣放入抽提器的岩心杯中,加熱抽提到水量不再增加為止。規定每小時讀取 1 次水量,連續3 次,讀數變化不超過 0.1mL 即可。疏鬆砂岩需抽提 2~3h; 膠結好的需6~8h; 緻密而又含高黏度原油的岩樣,需更長時間。抽提及烘樣完畢後稱量岩樣。用岩樣抽提前後的質量之差減去水量 (設水的密度為1g/cm3) ,可得到油的質量,再除以油密度,得到油體積。

計算公式

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:So為油飽和度,%;Sw為水飽和度,%;Vo為油體積,cm3;Vw為水體積,蒸出水量的讀數,mL;m1為岩心杯重+岩樣重,g;m2為岩心杯重+干岩樣重,g;m3為岩心杯重,g;ρo為油密度,g/cm3w為水密度,g/cm3a為岩樣視密度,g/cm3;!o為岩樣的有效孔隙度。

(3)常規岩心孔隙度測定(液體飽和法)

方法提要

將用液體(已知密度)飽和了的岩樣,懸掛於飽和用的液體中稱量。再將岩樣表面上的液體擦掉,在空氣中稱量。岩樣在空氣中與液體中兩次稱量之差,除以液體的密度就得到岩樣的總體積。孔隙體積與總體積之比即為岩樣的孔隙度。

儀器設備

液體飽和儀裝置。

圖72.16 油水飽和度測定儀

測定步驟

將抽提烘乾的已知質量的岩樣放入真空乾燥器中,抽空 2~8h,真空度低於 133.3Pa(1mmHg) 。對滲透率很低的岩樣,抽真空時間需要 18~ 24h。將事先經過濾和抽空處理飽和用的液體引入真空乾燥器中,繼續抽空 1h。隨後在常壓下浸泡 4h 以上。岩樣飽和後,將岩樣懸掛在盛有飽和液體的燒杯中,使岩樣全部浸入液體中稱量。迅速擦去岩樣表面的液體並稱量。岩樣在空氣中與液體中兩次稱量之差,除以液體的密度就得到岩樣的總體積。岩樣中油、氣、水體積可由流體飽和度測定法測得。岩樣中油、氣、水體積之和即為孔隙體積。由此可計算得到岩樣的孔隙度。計算中的顆粒體積可用氦孔隙計法測得。

孔隙度計算公式:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:!為孔隙度;Vp為孔隙體積,cm3;VG為顆粒體積,cm3;Vt為總體積,cm3

(4)常規岩心氣體滲透率測定

滲透率是衡量流體在壓力差下通過多孔隙岩石能力的一種度量,單位常用10-3μm2

方法提要

待測試樣用游標卡尺和其他方法相結合,測得其平均橫截面積。將此干凈岩樣置於氣體滲透率測定儀的岩心夾持器中。開通乾燥氣體使之通過岩樣,測量氣體的流速,通過調節氣體的流速來調節岩樣兩端的壓差,記錄進出口壓力及氣體流速。根據氣體一維穩定滲濾達西定律計算滲透率。

儀器設備

氣體滲透率測定儀。

測定流程

測定流程有2個,分別如圖72.17和圖72.18所示。

圖72.17 測定氣體滲透率流程之一

圖72.18 測定氣體滲透率流程之二

測定步驟

對形狀規則的岩樣,可用游標卡尺測量其尺寸;如岩樣需用其他材料包封的,則應在包封前測定岩樣尺寸,包封後再次測量。對兩端平行而形狀不規則的岩樣,用游標尺測其長度,用其他方法測其總體積,用總體積除以長度就可得到岩樣的平均橫截面積。將所測干凈的岩樣置於合適的岩心夾持器中,調整好氣體滲透率測定儀。乾燥氣體通過岩樣時,測量氣體的流速,通過調節氣體的流速來調節岩樣兩端的壓差。記錄進出口壓力及氣體流速。計算岩樣的氣體滲透率。

滲透率計算

氣體在岩樣中流動時,由氣體一維穩定滲濾達西定律可得到下列計算滲透率的公式:

流程之一:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

或流程之二:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:k為滲透率,10-3μm2;Q0為絕對大氣壓時氣體流量,cm3/s;pa為大氣壓力,MPa;μ為氣體黏度,mPa·s;L為岩樣長度,cm;A為岩樣截面積,cm2;p1為進口壓力,MPa;p2為出口壓力,MPa;C為儀器上直讀出的換算系數 ;Q為節流器的流量值,cm3/s;hw為節流器水柱高度,mm。

72.9.1.3 砂岩粒度分析

測定碎屑沉積物中不同粗細顆粒含量的方法稱粒度分析。粒度是碎屑沉積物的重要結構特徵,是其分類命名(如礫、砂、粉砂、黏土等)的基礎,是用來研究其儲油性能的重要參數(如粒度中值、分選系數等),有時也可用粒度資料作為地層對比的輔助手段。粒度分析更廣泛地應用於沉積學的研究,近幾年來已成為沉積環境研究的重要標志。

方法提要

粒度分析一般有3種分析方法,即篩析法、沉降法和薄片粒度分析法。

a.篩析法。有機械篩析及音波振動式全自動篩分粒度儀自動篩析,用1/3~1/4#間距的不同孔徑的篩網將碎屑顆粒從粗至細逐級過篩分開,求得各粒級的質量分數(%)。

b.沉降法。利用顆粒在水中沉降速度來劃分粒級。

c.薄片粒度分析。對於固結緊密,難於鬆散的砂岩或粉砂岩只能用薄片進行粒度分析。測得的是一定粒度的顆粒百分數,要把這數值換算成各粒級的質量分數,與其他方法所得數據一致,以便對比與繪圖應用。目前已發展成圖像法及顆粒計數法來取代人工薄片顆粒計數法。

本文僅涉及前兩種方法,相對應的行業標准為SY/T5434/T1999「砂岩粒度分析方法」。

儀器和裝置

電烘箱。

電動振篩機。

分析天平感量10mg。

分析天平感量0.1mg。

遠紅外乾燥箱。

標准套篩。

濕篩0.053mm或0.034mm。

研缽或研磨機。

燒杯1000mL。

量筒1000mL。

蒸發皿50mL。

試劑

鹽酸。

硝酸。

乙醇。

六偏磷酸鈉。

分析步驟

1)岩樣處理。將岩樣粉碎或小於5mm的小塊,用溶劑抽提法和熱解法除去岩樣中的原油。不同類岩樣採取下列處理方法。

方解石膠結物,先將岩樣放入容器中,注入!=10%~15%的HCl,攪拌,至反應完全,倒出殘酸,用水反復沖洗至中性為止;在酸洗過程中,防止倒掉極細的顆粒,將酸洗後的岩樣置於烘箱內烘乾。

白雲石膠結物,用!=10%~15%的熱HCl溶解。

赤鐵礦、褐鐵礦膠結物,用(1+4)HCl煮沸。

黃鐵礦膠結物,用!=50%~10%的HNO3煮沸。

黏土礦物膠結物,用水浸泡,置於水浴鍋稍加熱。

膏鹽膠結物,用水浸泡並加熱,如為硬石膏膠結,可用鹽酸加熱處理。

2)鹽酸加熱處理。處理好的岩樣用四分法或均分器取樣。稱取10~50g(精確至0.1g)試樣,放入燒杯內,加適量清水,再加20mL0.0833mol/L六偏磷酸鈉溶液,浸泡12h,使岩石顆粒全部分散開,不破壞顆粒大小及形狀,然後用小於0.063nm的篩網,置於1000mL量筒上的漏斗中,用細而急的蒸餾水反復沖洗,至細顆粒全部沖入量筒內。此懸浮液留作沉降分析,用水量不能超過95mL,留在濕篩上的試樣,用水沖洗到原先盛樣的燒杯里,放入乾燥箱內烘乾,作篩析分析用。

3)篩析分析。粒徑大於0.0625mm的試樣作篩析分析。用分析天平稱樣,按!0.25組成的套篩,依序套好,振篩10min,將篩後的砂粒分別倒入器皿內,逐個稱量,底盤中的砂粒倒入該樣的懸浮液中,作沉降分析。

4)沉降分析。將盛有懸浮液的量筒,加1000mL水,根據當天的水溫及采樣深度,列出各顆粒級的采樣時間表,用攪拌器在量筒內均勻攪拌1min(60次)。在某粒級的采樣時間到達前30s,平穩地將吸液管放下至預定深度處,准時吸取25mL,放入已編號並稱量的蒸發皿內,吸液時間控制在20s左右。在烘箱中烘乾懸浮液,再移入乾燥箱,在105℃下恆溫2h,取出放入乾燥器中,冷卻後稱量。

5)計算。篩析結果計算:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:k1為校正系數;m1為篩前砂粒總質量,g;m2為篩後各粒級總質量,g;m3為各粒級砂質量,g;m4為校正後各粒級砂質量,g;x1為各粒級含量,%;m5為稱取試樣質量,g。

沉降分析結果計算:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:m6為某粒級干砂質量,g;m7為器皿質量,g;m8為分散劑溶質質量,g;m9為器皿與分散劑溶質及干砂的總質量,g;V為量筒內懸浮液總體積,mL;V1為吸液體積,mL;x2為占試樣含量,%;x3為大於某粒級含量,%;x″3、x'3為大於某粗、細粒級含量,%;x4為各粒級含量,%;∑x為累積含量,%。

72.9.1.4 重礦物分析

重礦物是指砂岩中密度大於2.86g/cm3的礦物。

方法提要

試樣置於相對密度大於2.86的重液中。利用重液和礦物相對密度差,使礦物沉浮而分離,在偏光顯微鏡下進行各種重礦物的鑒定和顆粒統計。計算各種重礦物的含量。

儀器和裝置

偏光顯微鏡。

雙目實體顯微鏡。

阿貝折射儀。

投射照明儀燈12V,50W。

岩石破碎機。

電熱乾燥箱。

分析天平感量1mg和10mg。

標准分析篩孔徑0.25mm、0.063mm。

量杯1000mL。

燒杯1000mL。

蒸發皿50mL。

分液漏斗1000mL。

瓷研缽。

密度瓶。

棕色磨口瓶2500mL。

試劑和材料

三溴甲烷(ρ2.86~2.89g/mL)。

無水乙醇。

液體石蠟。

Α-溴代萘。

鹽酸。

二碘甲烷。

鑒定步驟

1)試樣的分離。經過粗碎的試樣,放入1000mL燒杯中,加入500mL(5+95)HCl浸泡。每隔1h攪拌1次。若碳酸鹽膠結物多時,需要再加酸。試樣一般用鹽酸浸泡8h。浸泡後的試樣,用瓷研磨錘將試樣磨成單獨顆粒,倒入1000mL量杯中,放水沖泥,大於0.01mm的顆粒不要被沖走,每隔30min攪拌1次,直至量杯內溶液全部透明為止。烘乾試樣,用孔徑0.063mm和0.25mm的篩子過篩,取0.063~0.25mm的顆粒作重礦物分離。

用三溴甲烷配置密度2.86~2.89g/cm3的重液進行重礦物分離。稱取5g乾燥的試樣,倒入裝有重液的分液漏斗,每隔15min用玻璃棒攪拌一次,共4次。最後一次攪拌後靜置30min。分出重礦物,用無水乙醇洗凈,放入烘箱中在105℃恆溫1h,取出,放在乾燥器中30min後,用感量0.1mg的分析天平稱量,待用。

2)鏡下鑒定。置樣片於顯微鏡下,觀察一遍,大致了解重礦物種類和分布情況。然後從載玻片一端開始,按順序向另一端移動,選取有代表性的視域進行各種重礦物鑒定和顆粒統計,分別填入原始記錄表中。透明重礦物在透光下鑒定統計。不透明重礦物在反射光下鑒定統計。統計礦物時,要求陸源礦物總數在400顆以上,不足者,將礦物全部數完。自生礦物大於70%時,應數出全部陸源礦物,自生礦物含量可數出一個或部分視域按統計陸源礦物的視域數加倍即可。礦物統計完後,將片子全面檢查一遍,補充遺漏礦物並記錄。

3)含量統計。將各視域的相同礦物顆粒相加,得出各礦物累計顆粒數,將各陸源礦物累計顆粒數相加,得出陸源礦區顆粒總數,將各自生礦物累計顆粒數相加,得出自生礦物顆粒總數。將陸源礦物顆粒總數和自生礦物顆粒總數相加,得出礦物顆粒總數。

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

閱讀全文

與岩心常規分析方法相關的資料

熱點內容
用什麼方法更快檢測黃酮的量 瀏覽:212
人參花種子種植方法 瀏覽:895
調眼眉用什麼方法好 瀏覽:812
怎麼拉好友最好的方法 瀏覽:187
姜可以用什麼方法泡腳 瀏覽:413
不去寵物醫院檢測貓咪健康的方法 瀏覽:314
床靠窗戶怎麼化解方法 瀏覽:608
研究副作用的主要方法 瀏覽:329
網球肘最佳治療方法多久能恢復 瀏覽:608
4g手機擴大內存的方法 瀏覽:972
脖子後瘊子怎麼去除最好方法 瀏覽:830
推牌9正確配牌方法 瀏覽:462
硼酸粉的使用方法 瀏覽:19
傢具漆使用方法 瀏覽:554
兒童腸痙攣的治療方法 瀏覽:797
機械三角函數的計算方法 瀏覽:71
減慢分層速度常用方法是 瀏覽:554
分劑量方法最常用是哪種 瀏覽:15
本科歷史論文的研究方法有哪些 瀏覽:766
單層工業廠房結構安裝方法 瀏覽:347