岩心常规分析方法

㈠ 岩样采集要求及方法

（一）露头样采集

1.－般要求

1）除作某些特殊目的的研究外，在一般情况下应采集新鲜、无蚀变的岩石作为样品。采集位置应尽量避开各类接触带、蚀变带、断裂破碎带等；

2）层状岩石（沉积岩、火山岩等）样品应垂直其走向采集。若为研究同一层位内岩石成分沿走向的变化规律，则可沿其走向按一定间距系统采集样品；非层状岩石（岩浆岩等）样品可按不同相带、不同岩性分别采集；

3）以能反映实际情况和满足切制薄片及手标本观察的需要为原则，一般为3cm×6cm×9cm。

4）采集到岩矿标本应在原始记录上注明采样位置和编号，对所采样品一般要用白漆在标本的左上角涂一小长方形，待干后写上编号，然后用麻纸包好，统一保管。

2.采集方法

对于结构和成分均匀的岩石，可在新鲜露头上或山地、钻探工程中用拣块法采集。在拣取时应尽量避开外貌、颜色、结构等异常的岩块；对于结构和成分不均匀的岩石，可按一定间距分别拣取大小大致相等的若干岩块，然后合并成一个样品。在必要时可加大采样重量，以保证其代表性。对于岩心样品，可用劈心法采集。

在采集岩石、矿石化学分析样品时，应同时采集岩矿鉴定样品，在岩矿鉴定基础上选择具代表性的化学分析样品。

（二）岩心样采集

1）岩心样采样的一般要求：为了取得具有代表性的储盖层物性岩心岩样，必须根据取心情况和分析目的，在现场选取岩样，在适宜CO₂地质储存的储盖层层段应重点取样，并适当加大取样密度，做好样品的详细记录工作。岩心筒到地面后，为防止由于毛细管作用力使钻井液渗入到岩心内，应立刻将岩心取出。岩心从岩心筒倒出时，应注意上下层位，不得颠倒。避免产生人为破碎，出现人为裂缝。岩心由岩心筒中取出后，应迅速擦掉或用小刀刮掉泥浆，不能用水或其他液体加以冲洗。总之，岩心从岩心筒中取出、检查、排列次序、选样均应在最短的时间内完成。

2）岩心现场处理设备：岩心现场处理设备包括岩心摆放台（总长大于10m）、样品切割机、白蜡烛、防震膜、保鲜膜、铁盆（装蜡）、溶蜡加热器、宽胶带、小胶带、标签纸、记号笔、中性笔、笔记本、剪刀、白毛巾（大量）、橡胶手套（若干）、棉手套（若干）、胶水、照相机、卷尺、塑料桶、电脑等。

3）岩心处理：在井台上，将岩心从岩心筒里取出，按上、下层序依次装入带有编号的岩心箱内。将所有装有岩心的岩心箱抬入岩心处理间逐一处理。

岩心处理前准备工作：岩心处理前准备工作多种多样，重点是用于岩心清洗的温水和用于封样溶蜡准备。

岩心的顺序放置：配合录井工作人员，将岩心按从上到下的地层顺序放置在处理台上。

岩心的擦拭：将毛巾在水中泡湿，拧成微干（以免毛巾上的水渗入岩心而影响岩心的物性），对岩心进行擦拭，在擦拭过程中注意把握力度，尤其是对易碎的泥岩更要注意，擦拭以能看出岩心颜色为至，以便岩心编录人员进行岩性描述。

岩心编号和岩性描述：岩心编录人员在编号时，确保每一块岩心编号都是唯一的，且连续编号。同时测量并记录单体岩心的长度和上下深度区间。最后逐一描述、编录和拍照。

岩心样采样及编号：由于原始岩心长度多大于样品需要长度，岩心编录完后，宜在现场根据样品要求的规格采用样品切割机分割岩心，对其逐一进行连续编号，表明顶、底面，详细记录该样品的深度区间、岩性、测试项目，同时对岩心样进行三维拍照，之后及时录入电脑。

保鲜膜包裹：用保鲜膜将现场加工好的岩心样逐一进行包裹，需要注意的是对那些较破碎，有多块岩心亦应单独进行包裹。包裹时注意尽量不要使保鲜膜与岩心中间留有空气，一遍蜡封。保鲜膜包裹时，岩心的排放顺序不变。

蜡封：首先对岩心柱的两端进行蜡封，然后再对岩心柱全面用蜡密封，之后仍放回原处。

标签粘贴：按统一的岩心编号规则对岩心进行编号，填写眼信仰标签，再将标签逐一贴在对应的岩心上。

防震膜的包裹和胶带的缠紧：将防震膜根据大于岩心的宽度约20cm左右的长度剪下来对岩心进行包裹，以便使岩心柱的两端包裹在防霍膜里，包好后随即用胶带缠好岩心柱，尽量使防震膜外表层都能缠上宽胶带，缠好后放回原来位置。

岩心的装箱：将岩心按顺序装入岩心送样箱，岩心箱也要根据其号码从小到大进行装入，以便以后使用岩心时查看。

手记资料的电脑输入：尽快将岩心样的编号、深度区间、岩性、规格、测试项目、测试要求、照片编号等依次录入统一的电子表格中存档，同时制作送样单。

（三）岩屑样

钻探过程中，应做好定深随钻捞沙工作，对代表性的砂岩、碳酸盐岩或泥岩以及变层部位适当加密捞沙样采集。捞沙时及时记录深度区间，用清水淘洗，进行编号、记录，填写样品标签，置于帆布上摊开晾晒，下压防湿的标签，不得混乱。待岩屑样干后装于医用葡萄糖瓶内封盖。将标签贴于其上，以便室内研究和展览。

㈡ 常规分析方法

特态矿物的常规分析方法是在偏光显微镜下进行观察、测量、描述记录和显微照相，前期工作是采样和岩石薄片磨制，后期工作则是特态矿物综合特征总结和图版说明编制，其工作流程如下图8-2所示。

图8-2 特态矿物常规分析方法研究工作流程图

一、采样

采样是特态矿物法研究的起步工作，也是个很重要的环节。不论是正钻井的现场采样，还是在岩心库内选取砂样或采集岩心，都要认真仔细。

首先，采样的间距尽量控制在10～30m之间。在范围小井数少的情况下，最好以每10m一块的等距离间距进行采样，如对单个正钻井进行下伏地层含油气性检测和预测、或对单个老探井含油气性重新评价，就应该按此等间距进行采样。如果以含油气区带为研究目标区，则由于区域大，总工作量相对要大得多，则可以对选择的研究井按每20m一块的等距离间距进行采样。整个含油气区坳陷的研究工作，可以考虑对以每20～30m一块的等距离间距进行采样，但采用间距最大不要超过每30m一块。

特态矿物法研究所需样品主要是钻井工作所获得的各类沉积岩石岩屑，因此采样时要防止挑选到砾石颗粒。对有火山岩分布的地区，在火山岩分布段同样要挑选火山岩岩屑。同时，尽量按钻井综合录井图记录岩性进行挑样，取到最新深度的岩屑。

岩心是地下某个井段地层岩石的最可靠代表，有岩心的井段尽量选取岩心样。同时，有岩心井段的样品密度可达到1m一块。对于大多数井的大多数井段来说，是没有岩心而只有岩屑的，所以只能挑选岩屑。

岩屑的大小尽量控制在直径5mm以上，但不能小于3mm。岩心样尺寸应控制在2cm×2cm×1cm以上。

二、薄片磨制

特态矿物法研究所需岩石薄片的磨制方法与普通岩石薄片的磨制方法相同，其基本过程大致如下:挑选岩屑(或岩心切样)→样品编号→渗胶→打平面→细磨→精磨→502胶粘片→粗磨→细磨→精磨→用冷杉胶盖片→贴标签。

岩心样切样时要求供磨制的主平面与岩心柱垂直，目的是增加观察时遇到特态矿物的几率。同样，岩屑样也尽量挑选大的块体。

特态矿物法研究所需岩石薄片，可以用已经磨好供普通岩石薄片鉴定的薄片，也可以根据需要重新磨制。专门为特态矿物研究重新磨制薄片时，薄片的厚度可以与普通薄片一样，也可以稍微厚一些，即可以达到0.004mm，亦即石英干涉色为一级黄。

要求用冷杉胶盖片(或在磨好的砂样薄片上涂冷杉胶盖层)，目的是在特殊情况下再揭盖玻片(或再去胶盖层)时方便。

三、显微镜下特态矿物特征观察

首先粗略地浏览一下研究区域或井的岩石薄片，了解到可提取特态矿物指标的特态矿物种类，也可以直接从特态铁质矿物入手。

准备好记录本和笔，开始显微镜下的观察和记录。

一定要认准特态矿物，尤其是当一个薄片中有两种或3种不同成因的同一种矿物存在时，要把指示还原环境和指示烃源岩的矿物，以及从陆地物源区搬运来的碎屑矿物排除掉。

确定特态矿物的种类，并针对每种特态矿物进行含量统计，参考14种特态矿物集合体形态进行描述，测量集合体或自形—半自形晶大小(以mm为单位)，测得最大块体和一般块体大小数据。描述交代现象、稻草黄晕圈和特态矿物相互包容情况。这个过程，可以由科研人员用肉眼观察、用笔记录的方式完成，也可以利用计算机和专业程序软件完成。

对那些特态矿物含量高，块体大，形态特殊，对下伏地层含油气性特征指示明显的薄片，进行指示程度的标定。可按较明显、明显、很明显3个级别进行标定。

根据观察结果，总结出研究目标井综合的特态矿物特征，包括特态矿物种类、含量、集合体形态、集合体大小、分布的连续性、相互包容及交代现象等，并对主要现象进行显微照相，做好图版说明的编辑工作。

㈢ 岩心图像扫描分析技术及其应用

刘宁安明泉陈攀峰郑胜利王艳琴

摘要该文系统介绍了岩心图像扫描分析技术，阐述了图像处理和相关沉积构造参数计算方法；并以车古201井为例，通过岩心观察与岩心扫描分析相结合，对该井早古生代奥陶纪碳酸盐岩储集层储集空间发育特征及含油性进行了综合分析。

关键词岩心图像扫描图像分析储集层裂缝溶蚀孔洞

一、引言

岩心是油气田勘探开发研究工作中最重要的基础地质资料之一，岩心的观察描述在确定岩性，推断沉积环境以及生储盖组合综合研究中，具有不可替代的作用^[1]。以往常规岩心观察描述的劳动强度较大，加之频繁的采样、自然风化等因素造成的岩心缺失、错乱和破坏，使其准确性和完整性受到影响，不利于研究工作的深入。岩心图像扫描分析是近年发展起来的一项岩心分析新技术，通过对岩心进行扫描观察分析，并结合钻井、测井、地质分析化验等多方面地质资料，开展综合研究，极大地提高了岩心观察描述的效率和岩心资料的利用率，该技术对于单井基础资料的补充完善，以及相应综合研究工作的开展，都具有重要意义。

二、岩心图像扫描分析技术简介

岩心图像扫描分析技术主要包括岩心图像扫描、岩心图像处理和岩心图像地质分析。

1.岩心图像扫描

岩心图像扫描是岩心图像扫描分析技术的基础。它是利用彩色岩心扫描仪对岩心表面图像信息进行采集、传输和存储的技术。所形成的岩心图像，分辨率为5000像素/m²，频谱范围400～700nm（可见光频谱范围380～780nm）。岩心图像文件以BMP格式保存。

根据岩心保存状况和地质分析需要，岩心图像扫描有两种工作模式，圆周展开式扫描和平面式扫描（图1）。

（1）圆周展开式扫描

该模式是圆柱状岩心在扫描仪机械装置驱动下，绕中心轴线缓慢转动，同时扫描头连续采集岩心表面图像信息的扫描工作方式。扫描形成的岩心图像是360°岩心圆周表面图像，可完整地记录岩心表面所有的图像信息。

圆周展开式扫描技术要求：岩心直径范围≤150mm，一次扫描长度≤1000mm。该模式适用于形状规则、成形较好的岩心。

图1岩心图像扫描示意图

（2）平面式扫描

该模式是扫描头沿岩心轴向移动并同时采集岩心图像信息的扫描工作方式。扫描形成的岩心图像是岩心剖面图像。

平面式扫描技术要求：岩心直径≤300mm，一次扫描长度≤950mm。该模式主要适用于那些破碎、形状不规则、胶结疏松和剖切后的岩心。

2.岩心图像处理

岩心图像处理是把单幅的岩心图像，按照岩心出筒自然顺序根据深度从顶到底进行拼接，形成岩心各筒次的纵向柱状岩心图像，再按照深度标记分段，把岩心精细描述分别粘贴到对应位置，制成图文并茂的岩心图件。

（1）岩心图像拼接

岩心图像拼接可实现岩心图像以取心筒次为单位，根据岩心深度拼接为纵向岩心柱状图像，并沿深度标尺展现岩心宏观整体状况。岩心图像最大拼接长度可达12m。单幅岩心图像通过拼接，可使研究人员对不同层段岩心宏观岩性、沉积构造、孔缝发育情况等有更清楚的认识。

（2）岩心图件制作

岩心图像扫描、拼接过程中，地质技术人员可结合现场录井岩心描述、岩心综合录井图和相关岩心分析化验等资料，对扫描过的岩心进行精细描述，制成图文并茂的岩心图件。这为科研人员充分利用岩心资料提供了便利。

3.岩心图像地质分析

岩心图像地质分析是基于岩心拼接图像资料，定量分析图像所反映的沉积构造和裂缝的技术。它包括沉积构造、裂缝产状分析和裂缝参数分析。

（1）沉积构造、裂缝产状分析

沉积构造和裂缝是岩心观察描述的重要内容。通过沉积构造和裂缝的识别、统计和研究，可以判断碎屑岩的沉积水动力条件、沉积环境，研究裂缝性油藏的古地应力方向、强度和储集层物性等。

在对沉积构造和裂缝进行定性分析的基础上，利用岩心圆周展开图像，对于某些沉积构造和裂缝进行产状分析，可以获得其深度、倾向、倾角等参数，并以矢量图显示出来。

沉积构造、裂缝产状分析的数学模型公式为：

胜利油区勘探开发论文集

从图2中可以看出，D点为岩心圆周面沉积构造、裂缝轨迹线的最低点，E点为其最高点。截面 DEF过岩心圆柱体的中轴线，DF=d,EF=2a₀。

图2沉积构造产状分析数学模型示意图

通过人机交互操作，在岩心圆周展开图上，沿沉积构造、裂缝的图像轨迹任意选取三个点，A(x_a,y_a）、B(x_b,y_b）、C(x_c,y_c）。把三个点的坐标代入数学模型公式，建立三元一次方程组，可求解出y₀、a₀、x₀。则

胜利油区勘探开发论文集

式中：h——沉积构造、裂缝的平均深度，m；

α——沉积构造、裂缝的视倾向，（°）；

β——沉积构造、裂缝的倾角，（°）；

d——岩心直径，m。

（2）岩心裂缝参数分析与计算

裂缝的发育状况是裂缝性油藏储集层研究的核心，对岩心平面图像裂缝分析，可实现裂缝识别，计算裂缝的长度、开启度、面密度和体积密度等参数，从而分析裂缝的连通性和有效性。

三、应用实例分析

车古201井位于济阳坳陷车镇凹陷车西洼陷车3鼻状构造带，完钻井深4697m。该井在下古生界试油后获得日产220t的高产。应用彩色岩心扫描仪及其配套软件对车古201井岩心进行了图像扫描分析，结合观察岩心及岩矿鉴定和常规物性及其他分析资料，对车古201井早古生代奥陶纪碳酸盐岩储集层岩心孔洞裂缝特征及含油性进行了分析研究。

1.岩性及孔缝特征

车古201井下古生界奥陶系岩心（3267.00～3946.30m）为灰岩和白云岩，根据油气显示情况，自上而下可分为以下三部分（图3）。

图3车古201井奥陶纪碳酸盐岩岩心柱状图

（1）上部

取心井段3267.00～3293.60m。主要岩性为褐灰色油斑灰岩和灰黄色白云岩，致密坚硬。镜下薄片观察隐晶质结构为主，较多见砂屑、球团粒等，顶部见凝块状黄铁矿。岩心观察该段较破碎，垂直或高角度裂缝较发育，缝宽一般为1～5mm，多被方解石充填，局部裂缝呈树枝状。岩心溶蚀孔洞发育，多被棕褐色原油浸染，微染手或染手，含油性较好，含油级别为油斑。溶蚀孔洞多分布于裂缝面上，主要为充填裂缝的结晶方解石晶间孔受溶蚀而成，孔径一般为2～5mm，最大可见24mm×12mm×8mm的大洞（3281.0m处），面孔率最大可达25%。

常规物性分析，该段岩心岩石孔隙度一般2%左右，局部可达6%～12%；裂缝发育，岩心水平渗透率一般在1×10^-3μm²以上，局部可达77.8×10^-3μm²(3271.00～3279.20m井段）。

（2）中部

非连续取心，取心井段3355.00～3508.70m，含油性较差，主要岩性为褐灰色灰质白云岩、白云质灰岩，少量为灰白色硬石膏质白云岩等。

3355.00～3362.10m井段，较多见构造成因的高角度垂直缝、近垂直缝等，低角度斜交缝、水平缝较少。裂缝多被充填，充填物主要为方解石。镜下观察可见充填裂缝的方解石晶间孔被溶蚀。岩心观察裂缝宽度为0.5～8mm，以2～5mm居多，裂缝线密度为16～110条/m，以20～45条/m为多，面密度10～21m/m²。

3401.00～3408.50m井段，以硬石膏质白云岩为特征。裂缝充填物主要为硬石膏。岩心硬石膏为透镜状、雪花状，镜下观察多呈板状、纤维状集合体。硬石膏充填裂缝宽度为0.5～10mm，一般2～7mm，裂缝发育段线密度一般为30～50条/m，面密度一般为10～16m/m²。

3484.30～3508.70m井段，岩性主要为白云质灰岩。裂缝充填物为方解石。裂缝规模较小，缝宽一般为0.5～2mm，裂缝线密度一般为9～28条/m，面密度一般为6～20m/m²。

（3）下部

取心井段3942.50～3946.30m主要岩性为灰色油斑燧石白云岩，镜下见硅质充填白云石晶间孔。岩心观察孔缝发育，多见未充填、半充填微裂缝，均为有效张开裂缝，缝面含油。裂缝充填物主要为方解石。孔洞顺裂缝发育，分布不均，含油，连通性好，孔径一般在1mm左右，孔长1～5mm，最大可达5mm，孔洞面密度约2个/cm²。部分岩心破碎严重，多见小裂缝面和充填的方解石矿物晶体，溶孔呈蜂窝状，孔径为0.3～2mm。

2.岩心孔缝分类及含油性分析

车古201井3267.00～3946.30m段岩心主要为碳酸盐岩，孔缝发育，不同井段孔缝发育特征存在一定差异。这与岩性、构造背景和溶蚀作用改造等因素有密切关系。

（1）裂缝分类

岩心图像及薄片观察车古201井储集层岩心裂缝发育状况，据成因可分为构造缝、溶蚀缝、缝合线三大类。因构造活动而产生的构造缝在车古201井发育最普遍。从构造应力作用方式看，主要有两种成因类型：构造拉张作用形成的裂缝，主要为垂直缝和高角度斜交缝，规模一般较大，居主导地位；构造挤压作用形成的裂缝，主要为低角度斜交缝，规模相对较小，以小于2mm的微裂缝为主。

（2）裂缝成因期次及有效性分析

岩心及图像观察，该井下古生界奥陶系中发育裂缝多为垂直缝和高角度缝，裂缝间距为10～30mm，多数裂缝为构造成因，部分溶蚀现象较为明显，可能为构造缝后期溶蚀作用改造而成。从裂缝切割关系判断，明显存在两期以上裂缝形成期次。总体看，早期成因的构造裂缝，由于受后期成岩作用和挤压影响较大，多为低角度斜交缝，规模一般较小，溶蚀孔洞一般不发育；而晚期形成的构造裂缝，受拉张作用影响较大，多为高角度缝斜交和垂直缝，发育规模较大，缝宽一般大于2mm，方解石充填物易被溶蚀，受后期成岩作用影响小，溶蚀孔洞亦较发育。岩心观察裂缝宽度差异很大，既有微细裂缝，也有10mm以上的大缝，缝宽一般为0.5～3mm。

镜下观察微裂缝小于1mm，一般为0.02～0.3mm；根据充填情况可分为全充填、半充填、未充填等。以全充填缝最多，半充填缝次之，未充填缝则较少见。

根据图像扫描分析，与微细裂缝伴生的大裂缝或微细裂缝，呈枝状或网状，溶蚀孔洞发育，裂缝连通性及有效性较好。

从裂缝充填物成分看，灰岩中的裂缝充填物主要为方解石，白云岩中的裂缝充填物主要为方解石或石膏。岩心常规物性分析表明，裂缝发育的岩心，渗透率高低主要取决于充填物成分：方解石充填缝，水平渗透率较基质渗透率高10～100倍，一般为1×10^-3～10×10^－3μm²，尤其是发育孔洞的方解石充填缝，孔、渗值则更高，最大可达77.8×10^-3μm²，是油气主要的储集空间与渗流通道；硬石膏充填缝，溶蚀孔洞一般不发育，水平渗透率都在1×10^－3μm²以下，储集性与渗透性较差。

（3）溶蚀孔洞与裂缝关系

岩心及图像扫描观察，溶蚀孔洞的发育与裂缝有密切关系。

充填裂缝的方解石，一般结晶较好，缝面方解石晶间孔发育，易受后期溶蚀作用改造，形成溶蚀孔洞^[2]。岩心剖面上可见溶蚀孔洞主要顺较宽的裂缝不均匀分布，多呈串珠状、蜂窝状。

溶蚀孔洞是否发育还与裂缝形成期次及裂缝充填物成分有关。早期裂缝由于受后期成岩作用影响较大，溶蚀孔洞多不发育，而晚期裂缝受后期成岩作用影响较小，溶蚀孔洞较发育。灰岩、白云岩中的方解石充填缝，溶蚀孔洞发育，而硬石膏充填缝，孔洞不发育，这是因为充填物硬石膏成分（CaSO₄）与方解石（CaCO₃）相比，不易被溶解^[2]。

车古201井取心层段上部地层由于临近古潜山风化壳，裂缝充填物主要为方解石，受溶蚀作用改造较强，溶蚀孔洞与裂缝最发育；下部地层溶蚀作用较弱，孔洞和裂缝发育较次；而中部地层裂缝虽较发育，但由于充填物主要为硬石膏，不易被溶蚀，故孔洞不发育。总体看，溶蚀孔洞的形成普遍要晚于裂缝，孔洞沿缝分布，是缝的扩大和延伸，二者相辅相成，互为促进。裂缝溶蚀作用发育层段，溶蚀孔洞发育；裂缝溶蚀作用不发育，溶蚀孔洞就减少甚至消失。

（4）孔缝发育影响因素分析

车古201井碳酸盐岩储集层孔缝发育受岩性、构造运动、充填物、岩溶作用等因素影响。

岩性不同岩性储集层裂缝发育程度不同。灰岩层段破碎程度大，裂缝发育程度较白云岩层段强；薄层质纯的灰岩、白云岩，脆性相对较大，抗张、抗压强度较小，易产生裂缝；而泥质含量高的灰岩、白云岩脆性减弱，抗张、抗压强度增大，不易产生裂缝。

充填物岩心及薄片观察，裂缝充填物主要为方解石、硬石膏、高岭石、硅质等。方解石充填最常见，广泛发育，尤其是后期形成的方解石充填缝，易溶蚀，进而产生溶蚀孔缝，对于储集空间有效性来说最有意义；硬石膏充填裂缝局部发育，集中于膏质白云岩中，但由于硬石膏不易被溶解，充填缝基本为全充填，溶蚀孔缝不发育，对于油气聚集无意义；高岭石、硅质充填物个别可见，发育少，但由于高岭石晶间微孔发育，硅质一般为半充填，因此形成的裂缝具一定意义。

构造运动构造运动是控制裂缝形成的重要因素，表现为构造应力和断裂带的发育对裂缝影响。一般而言，构造应力场高值区构造裂缝相对较发育。从灰岩、白云岩抗张、抗压强度分析，白云岩抗压强度低于灰岩，在挤压应力下最易破裂；而灰岩的抗张强度值较低，在张应力环境中更易形成破裂^[3]。断层的发育与裂缝发育程度之间关系密切。断层发育带往往是破裂带，也是裂缝发育带。距断层越近，裂缝越发育，沿主断层方向，裂缝最发育。从构造部位看，构造应力多沿褶皱轴部集中发育，此处多为裂缝发育带。构造运动的多期性，决定了多期次、多组系裂缝的形成^[3]。

溶蚀作用溶蚀作用是影响裂缝（尤其是有效裂缝）发育的主要地质因素之一，它对裂缝（尤其是充填缝）具有明显的改善作用。裂缝是储集体的主要渗滤通道，而溶蚀孔是主要的储集空间，对于油气的运移与聚集，二者缺一不可。

（5）溶蚀孔缝及其含油性分析

根据岩心观察和图像扫描分析，车古201井下古生界奥陶系碳酸盐岩多个层段见油气显示（表1）。含油段岩心缝洞发育，溶孔多为晶间孔溶蚀而成。含油孔缝周边普遍被原油浸染，呈棕褐色，油味浓，多微染手或染手，具油脂感。根据物性分析，含油段岩心孔、渗参数普遍好于非含油段。

表1车古201井下古生界孔缝发育与含油井段常规物性统计表

总体来看，具油气显示的岩心层段主要分布在孔洞缝发育带。溶蚀孔洞及其相连裂缝发育处，多数含油，油气显示一般较好。溶蚀孔洞大小分布不均，孔径为2～5mm。孔洞发育处多呈蜂窝状，面孔率可达25%，连通性好。溶蚀孔洞是良好的储集空间，而与其相连的裂缝则是主要的油气运移通道，二者相辅相成，互为促进，极大地提高了储集层的储集性能。

因此，溶蚀孔缝是否发育决定油气显示好坏，油气的生成、运移与聚集明显是在孔洞缝（尤其是溶蚀孔缝）形成之后，为典型的“新生古储”型。其储集层类型主要为裂缝—孔洞型。具体表现为取心井段上部、下部溶蚀孔洞、裂缝均较发育，孔缝含油性相对好；中部取心井段，裂缝虽也较发育，但由于其充填物全为硬石膏，溶蚀孔洞与裂缝不发育，基本不含油。

根据试油资料，早古生代奥陶纪碳酸盐岩储集层产能较好。3265.23～3314.5m井段测试结果折合日产油77.9t；3321.08～3408.5m井段测试结果折合日产油14.3t/d；3905.95～3959.5m井段测试结果折合日产油222.8t，产能最大。产油层段与岩心观察溶蚀孔洞缝发育段基本一致。

3.认识与结论

经岩心观察和图像扫描分析，对车古201井早古生代奥陶纪碳酸盐岩储集层岩心孔缝及含油特征的综合研究，可得出以下认识与结论。

第一，车古201井深层奥陶纪古潜山碳酸盐岩储集层孔洞缝极发育，可为油气聚集与运移提供较好的储集空间和运移通道。储集层发育裂缝主要为构造成因的高角度缝和垂直缝，部分经溶蚀作用改造，而孔洞主要为溶蚀成因。

第二，根据裂缝形成期次早晚和所受应力方向不同，可将裂缝分为早期挤压成因裂缝和晚期拉张成因裂缝两大类。早期裂缝，以挤压成因为主，现所见一般规模相对较小，多为低角度斜交缝；晚期裂缝，以拉张成因为主，现所见一般规模较大，主要为高角度缝和垂直缝。车古201井碳酸盐岩储集层裂缝发育情况看，明显以晚期拉张成因的高角度斜交缝和垂直缝居主导地位。

第三，车古201井深层碳酸盐岩溶蚀孔洞的发育与否，同裂缝发育规模以及充填物成分关系密切。主要表现为一定规模裂缝中的方解石充填物后期被溶蚀而产生大量溶蚀孔洞；而以硬石膏为充填物的裂缝，即使具一定规模，溶蚀孔洞亦不发育。

第四，从岩心观察油气显示情况看，车古201井下古生界碳酸盐岩储集层主要为裂缝—孔洞含油，为典型裂缝—孔洞型储集层，孔洞缝发育与否与油气显示关系极为密切。储集层岩心上部和下部经过溶蚀作用改造，溶蚀孔洞与裂缝发育，含油性好；中部膏质白云岩段未经溶蚀作用改造，溶蚀孔缝不发育，则基本不含油。

四、结束语

彩色岩心图像扫描分析系统的应用，为岩心观察描述工作提供了新方法、新手段，对于岩心资料的保存和研究工作的拓展应用具有重要意义，具体表现在以下几个方面：①岩心出筒后通过岩心图像扫描，能最大限度地保持岩心原始资料的完整性，一定程度上避免了后期由于取样分析对原始岩心破坏造成的损失；②彩色岩心图像扫描分析技术，可提供高质量的岩心图像资料，提高科研工作效率；③通过对岩心图像的处理和地质分析，可实现岩心图像信息的精细描述与定量分析研究，结合录井、测井以及相应的分析化验资料，可针对不同类型岩心开展相应的研究工作，如储集层评价、沉积相分析等；④随着计算机网络技术的发展，彩色岩心图像扫描分析技术的开发和应用使岩心图像资料实现了数字化、网络化管理，便于岩心资料的进一步交流和使用。随着数字化岩心库建设，将极大提高岩心资料的利用率。

主要参考文献

[1]许运新，蒋承藻，萧得铭编着.岩心描述与用途.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1994.

[2]强子同主编.碳酸盐岩储集层地质学.东营：石油大学出版社，1998.

[3]吴元燕，徐龙，张昌明等编.油气储集层地质.北京：石油工业出版社，1996.

㈣ 岩心及其实验分析资料

岩心及其实验分析资料是认识储层最直接的信息，也是储层评价必不可少的基础资料。因此，尽早尽可能地进行系统取心，取得一个所研究储层的完整岩心剖面，是开发储层评价很关键的一环。

系统取心井点在平面上分布应考虑储层平面上、纵向上相变的程度，保证所取岩心能覆盖各类微相和岩相，以利于建立测井相和各类微相、岩相与物性关系。

常规岩心分析的取样应满足一定的密度要求，满足测井的岩石物性解释需要。储层非均质性愈严重，要求取样密度愈大。

应有一定数量的代表性岩心样品，在同一块岩样上测定几项关键参数，以求得各项参数间合理的相关关系，如孔隙度与渗透率、水平渗透率与垂直渗透率、不同方向上水平渗透率的差异等。

要有一定的特殊岩心分析，了解储层的渗流特征，求取相对渗透率、水驱油效率、储层的敏感性。

评价水体部分储层，是开发地质工作中一个必不可少的组成部分。由于含油区和含水区间常常会存在成岩作用差异，两者参数经常不能互相替代。而水层性质往往对油层开发有很大影响，所以取得一定量的水层岩心并进行分析研究是十分必要的。

油基钻井液取心、密闭取心等特殊技术取心是直接取得准确的油、气、水饱和度资料和润湿性资料等的专门手段，应视需要和条件适当安排。

㈤ 常规岩心分析实验是指什么

这类岩心分析实验主要是描述岩石本身孔隙空间大小；各种流体在孔隙空间内占有多大比例；各种流体在储层内发生流动时，它的流动速度与流体性质及岩石特性之间的关系。

（1）岩石孔隙度（数学符号记为Φ）：它是对岩石储存流体的储集能力的度量。定量地说，孔隙度是孔隙体积与岩石总体积的比率。孔隙体积如果是总孔隙体积（连通的孔隙体积加上不连通的孔隙体积），这个比率就叫绝对孔隙度；孔隙体积如果是相互连通的孔隙体积，这个比率就叫有效孔隙度。有效孔隙度是指互相连通的孔隙体积占岩石总体积的比率，那些不连通的孔隙称为死孔隙，对开发是没有意义的。因此，有效孔隙度是表征岩石物性的一个非常重要的参数。

（2）岩心流体饱和度：为某特定流体（油、气或水）在地层中占据孔隙体积的分数或百分比。油的饱和度数学符号记为So；气的饱和度数学符号记为Sg；水的饱和度数学符号记为Sw。

所有流体的饱和度之和是100%，所以，So+Sg+Sw=1.0。一般认为，油藏中的流体从运移到聚集经历了漫长的地质年代，流体已达到了一种过平衡状态，按密度的不同进行了分离，油的上面是天然气，下面是水。除了底水和边水外，储层中由于毛管力的作用，孔隙中还分布着最低限度的原生水，原生含水饱和度（Swc）也很重要，因为它占据了油气之间的空间。它在整个油藏中不是均匀分布的，随岩性孔隙致密程度及离自由水面的高度而变化，最低限度的原生水通常呈水膜状附着在岩石的孔隙周围，通常也称之为束缚水饱和度。油藏一旦投入开发，油相要流动，其饱和度必须超过某一个特定值才能流动，这个值就是临界含油饱和度（Soc），低于这个值油相在孔隙中是不流动的。如果我们用一种驱替剂将油驱替出来，在这个过程中，就有一个残余油饱和度（Sor）的概念，残余油饱和度总是大于临界油饱和度。我们经常感兴趣的饱和度是可流动油的饱和度（Som），也就是可动油占据孔隙体积的分数或百分比，用公式表达为Som=1.0-Swc-Sor。

（3）岩石渗透率（数学符号记为K）：岩石渗透率是一个非常重要的表征岩石特性的参数。主要是用它度量地层传送流体的能力，它控制着地层中流体的流速和运动方向。1856年，亨利·达西（Henry Darcy）总结了他利用水通过自制铁管砂子的驱替实验，第一次用数学公式定义了这一岩石特性，这就是有名的达西定律。在流体流动计算中应用传统的线性流方程表达为：

某油田孔隙度和渗透率的关系从达西定律中可以明显看出，通过多孔岩石流体的流速q与岩石的渗透率及两端的压差成正比，与流体的黏度和流过的距离成反比。这就好比我们以相同的压力差来驱赶那些地下的油、气，地下的“房子”越大（Ф越大）、房子的“门窗”越多（孔隙结构的喉道配位数越多）、行走越畅通的地方（高渗透储层），油或气就越容易被赶出来，而对那些房子小、门窗小、行走阻力大的地方（低渗透储层），油、气就比较难于被赶出来。除非加大驱动压力差，或者把“门窗”改造大一些（通过压裂、酸化等改造措施）才能把更多的气、油赶出来。如果地层构造都一样，可以肯定说，气最容易跑出来，因为气的黏度低，流动起来阻力小，油黏度比气高，流动起来就比气迟缓。同是油，那些黏度低的也就比那些黏度高的容易流动，一些黏度极高的重油简直就像狗皮膏药，黏糊糊的，很难把它们从地下“拽”出来。

㈥ 岩心的观测

在水文地质钻探过程中，要求每次提钻后立即对岩心进行编号，仔细观察描述、测量和编录。

（1）做好岩心的地质描述。对岩心的观察描述的内容主要是岩性、结构、构造、层序、层厚、孔隙性、透水性等。有两点值得注意，一是注意对地表见不到的现象进行观察和描述，如未风化地层的孔隙、裂隙发育及其充填胶结情况，地下水活动痕迹（溶蚀或沉积），发现地表未出露的岩层、构造等；二是注意分析和判别由于钻进所造成的一些假象，把它们从自然现象中区别出来。如某些基岩层因钻进而造成的破碎擦痕，地层的扭曲、变薄、缺失和错位，松散层的扰动、结构的破坏等。

（2）测算岩心采取率。岩心采取率是指所取岩心长度与钻孔进尺之比率，计算公式为：

专门水文地质学

式中：K_u为岩心采取率，无量纲；L₀为所取岩心的总长度（m）；L为钻探进尺长度（m）。

岩心采取率可以判断坚硬岩石的破碎程度及岩溶发育强度，进而分析岩石的透水性和确定含水层位。一般在基岩中，K_u≥70%，在构造破碎带、风化带和裂隙、岩溶带中，K_u≥50%。

（3）统计裂隙率及岩溶率。基岩的裂隙率或岩溶率，是用来确定岩石裂隙或岩溶发育程度以及确定含水段位置的可靠标志。钻探中通常只作线状统计，用下式计算：

专门水文地质学

式中：y为线裂隙率或线岩溶率；L为统计段长度（m）；∑b_i为L段内在平行岩心轴线上测得的裂隙或岩溶的总宽度（m）；K_u为L段内的岩心采取率。

（4）一般在终孔后在孔内进行综合物探测井，以便准确划分含水层（段），并取得有关参数资料。

（5）按设计的层位或深度，从岩心或钻孔内采取定规格（体积或重量的）或定方向的岩样或土样，以供观察、鉴定、分析和实验之用。如采取诸如孢子花粉、同位素、古地磁等样品。

㈦ 工业μ-CT岩心分析基本原理

工业X射线CT扫描（X-CT）设备主要由放射源和探测器两部分组成。仪器基本工作原理是：利用射线穿透物体，收集由于物体的吸收而衰减了的射线强度。CT扫描的穿透数据是由多个不同角度的测量数据汇总而得来的，各角度的数据是通过计算机采用图像重建的方法收集而来。图像重建功能根据所收集的数据建立物体的CT横断面扫描图像。

X-CT对岩心分析的基本原理是：透过物体后的X射线的强度与该物体的密度有关，当光子量为I₀的X射线光通过任何一个具有线性衰减系数μ的体积元时光子量变为I，这个过程遵循Beer定率：

煤储层精细定量表征与综合评价模型

公式（5.1）中，I₀为原始X射线强度，I为透过物体的X射线强度，μ为X射线的衰竭系数（特定的物质的衰竭系数是一定的），h是物体厚度。

通过一系列的X射线检测器就可以检测来自物体周围不同角度的X射线强度，然后再对这一系列的X射线资料进行处理即可得到由不同像素组成的CT图像。图像质量取决于图像的制式。

为了便于CT图像间直接进行比较，定义CT值（H）为物体相对于水的衰减系数μ：

煤储层精细定量表征与综合评价模型

式中：CT是以HU单位表示的CT数；μ_T和μ_水分别为目标物体和水的衰减系数。当μ_T＝μ_水，水的CT值为0HU；当μ_T＝μ_空气＝0（μ_空气为空气的衰减系数）时，空气的CT值为-1000HU。水和空气的CT值不受射线能量的影响，因此它们为CT标尺上的固定点。一般CT值的范围是在-1024HU至＋3071HU之间，可获得4096（2¹²）个不同的CT值，即每个像素由12位数据表示。

通过对扫描图像的像素数或CT数进行分析，即可获得岩石中各种物质组成和孔裂隙的基本信息，用于对目标进行深入的精细描述和定量研究。

㈧ 碎屑岩岩心描述沉积微相的方法

裘怿楠、陈子琪^［21］总结了国内外的经验，提出了以下的方法：

3.3.2.1 岩心观察和描述

（1）资料收集和准备

现代岩心管理一般有现场地质人员完成的岩心综合柱状图和连续岩心照片，岩心已经过井深校正归位于测井曲线（放射性测井归位），标有正确的取样位置及样品编号，以及钻取岩心过程中机械原因引起的破碎、磨损和缺少等情况，因此储层沉积微相研究人员在岩心观察描述以前，应收集这些资料，并以此为基础进行工作。

（2）岩心描述的顺序及尺寸

按地层年代由老而新，即自下而上进行观察描述，尺寸应细到厘米级。

（3）岩石学描述

包括：颜色、岩性、粒度、含油气产状、碎屑矿物成分、胶结程度、含有砾石时的砾石成分及大小、特殊岩性等内容，并据此作出基本定名。

（4）沉积学描述

包括：层面接触关系、层理类型及规模、层系厚度、层系倾角、细层组成、细层厚度、层面构造，如干裂、雨痕、沟槽等；其他原生沉积构造；肉眼可见的古生物及生物扰动构造；其他含有物，如结核、鲕粒、碳化植物碎屑等；古土壤；砂岩韵律性及层段旋回性；照相或素描等。

3.3.2.2 岩心的沉积学实验室分析鉴定

在系统观察描述岩心全貌后，根据微相分析需要及岩心条件决定实验室分析鉴定内容，并进行选样。在选样时应尽可能与已钻取的常规孔渗分析样品相结合，取样应有样品描述和标明具体位置及目的。

（1）需要进行的常规沉积学实验分析内容

包括：薄片和铸体薄片鉴定、粒度分析、粘土矿物鉴定、微量元素分析、同位素测定、重矿物及古生物鉴定等。目前主要是做前三项工作。

（2）特殊的沉积学实验分析项目

包括：泥岩地化指标——用以确定泥岩沉积时水介质的氧化还原等地化环境；以及层理现象的X光显示或CT层析检查——用以确定是否存在层理构造及层理现象。

3.3.2.3 沉积微相分析

（1）划分岩石相

在岩心观察和实验分析的基础上首先进行岩石相分类；在划分岩石相时不仅要区分岩石类型，而且要反映沉积时水动力、地化及生物作用条件，碎屑岩储层水动力条件和能量与储层质量好坏一般有紧密联系，因此，储层碎屑岩的岩石相尽可能与能量单元统一起来。在划分岩石相后，应对每种岩石相作出沉积作用或沉积环境意义上的解释。表3.3列出了岩石相代码、岩石相、沉积构造及解释的结果。

表3.3 岩石相代码（以河流沉积为例^［21］ ）

（2）垂向层序分析

垂向层序是重要的相标志之一，它以自下而上岩石相的组合序列来表示，以最基本的沉积旋回为单元进行组合。垂向层序的分类和描述要满足划分微相和各微相作用沉积学解释的要求，即每类垂向层序都要作出微相判别，并对其沉积过程作出分析和解释。陆相盆地碎屑岩储层常见的微相可见表3.4。每类垂向层序应选择代表性取心井段分别作出单井沉积微相剖面图，内容除沉积微相柱子外，还应包括反映储层物性及典型的测井曲线（图3.17）。

表3.4 陆相沉积盆地碎屑岩储层常见微相

（3）沉积旋回分析

分析的目的是弄清垂向上的微相变化，进一步确认亚相（大相），并从相组合上检验微相，要应用全剖面全部可用的相标志进行综合分析；沉积旋回分级是个相对概念，各级沉积旋回反映盆地的构造活动；反映气候变化、碎屑物供应量的变化、水进水退、沉积体的废弃转移、各次沉积事件间能量的差异以及每次沉积事件本身能量的变化过程。应根据各油田实际情况确定级次及成因意义；沉积旋回分析应从小到大、从大到小反复进行，从各级旋回的岩相组合和演化规律上互相检验相分析的合理性；沉积旋回的界线应是确定性的时间界线。有条件时应与区域性层序地层分析统一。岩心井单井划分的沉积旋回有待全区平面上对比后修正确认。

（4）实验分析资料的应用

最主要的是粒度分析资料的应用，图3.18是常用粒度分布概率图；其次是微量元素分析，用以判别水介质盐度和地化条件等；孢粉古气候分析——优势植物属种结合蒸发盐类矿物分析，泥岩地化指标是判别古气候条件及演变的常用手段；以及古生物分布分析——优势古生物的生长环境是判别共生沉积物环境的旁证。

3.3.2.4 建立全剖面标准沉积微相柱状图

在综合上述微相分析工作的基础上，编制所要研究的含油气层系的全剖面标准微相柱状图（图3.19）。编图时须注意两点：①资料来源必须是岩心；②可以以典型井连续取心为代表，也可以从多井岩心中选取典型段相拼接。

图3.17 塔里木盆地柯坪印干村西志留系综合柱状剖面图^［22］

1—砂岩；2—泥岩；3—泥质砂岩；4—泥质粉砂岩；5—粉砂质泥岩；6—波状、脉状层理；7—透镜状层理；8—底冲刷；9—平行层理；10—水平层理；11—板状交错层理；12—槽状交错层理；13—沙纹层理；14—鱼类；15—双壳类；16—腹足类；17—腕足类；18—鲎类；19—三叶虫；20—笔石；21—垂直生物钻孔；22—水平虫迹；23—生物扰动坑

图3.18 搬运方式与粒度分布总体和载点位置的关系^［21］

全剖面标准沉积微相柱状图应包括：自然电位和电阻率测井曲线；岩性剖面、层位、深度；岩心分析资料——粒度中值、孔隙度、渗透率；沉积微相；亚相及大相。在条件具备的情况下，还应包括层理构造及含有物、沉积韵律性以及沉积旋回的划分等。

㈨ 岩心流体饱和度的实验室测定

为保证测定结果数据的准确性和可靠性，首先应取得能代表储层中流体原始分布和含量的岩心样品。

目前最常用的三种测定流体饱和度的方法是常压干馏法、蒸馏抽提法及色谱法。

1.常压干馏法

常压干馏法也称为干馏法或蒸发法。方法的原理很简单，用电炉将岩心加热，使岩心中的油水被加热蒸发，蒸发出来的油和水蒸气经冷凝管冷凝为液体而流入收集量筒中，即可直接读出油、水体积。再根据测出的岩石孔隙体积V_p，就可算出岩石中的含油、水饱和度值。

储层岩石物理学

式中：V_p是岩样的孔隙体积；w₁是岩心抽提前的质量；w₂是洗净和烘干后的岩心质量；w_w是根据水的体积V_w换算的水的质量；ρo是油的密度，则油的体积V_o＝w₁－w₂－w_w/ρo。

3.色谱法

根据水可以与乙醇无限量溶解的特点，将已知重量的岩样中的水分溶解于乙醇中，然后利用色谱仪分析溶解有水分的乙醇。互溶的水与乙醇通过色谱柱后，分离成水蒸气与乙醇蒸气，逐次进入热导池检测器，分别转换为电讯号，并被电子电位差计记录水峰和乙醇峰，根据峰高比得出岩样含水量V_w。与溶剂抽提法相同，岩样经除油并烘干后，用差减法得出含油量，再根据孔隙体积V_p分别计算出岩心的油、水饱和度值。

根据岩心所测出的含油饱和度通常都比实际地层的小，这是由于岩心取至地面，压力降低，岩心中流体收缩、溢流和被驱出所致。误差的大小与原油的黏度和溶解气油比有关，可从零变化到70％～80％。因此，实际应用中，常根据实验室测得的数据，乘以原油的地层体积系数，再乘以校正系数1.15，以校正由于流体的收缩，溢流和被驱出所引起的误差。

㈩ 储层评价常规分析项目

储层评价的常规分析项目包括薄片鉴定，孔、渗、饱测定，粒度分析和重矿分析等。它们是储层评价中必不可少的基本测试项目。相对应的石油天然气行业标准为:SY/T5913—2004“岩石制片方法”、SY/T5368—2000“岩石薄片鉴定”、SY/T5336—2000“岩心常规分析方法”、SY/T5434—1999“砂岩粒度分析方法”，以及SY/T6336—1997“沉积岩重矿物分离与鉴定方法”。

72.9.1.1 薄片鉴定

方法提要

试样经切片、胶固，和粗、细、精磨平面以后，粘在载物片上，然后再进行粗、细、精磨片。盖好盖片，置于岩石偏光显微镜下，观察鉴定，进行分类和命名。

仪器和设备

切片机、自动磨片机、磨片机、抛光机。

偏光显微镜:配备机械台、主数器、照相系统。

电炉、低温(45～100℃)电烘箱、热水器。

Ф25mm聚乙烯模具。

试剂和材料

黏合剂“501”、不发光的“502”、固体冷杉胶、环氧树脂。

染色剂茜素红、铁氰化钾、氢氟酸、亚硝酸钴钠，氯化钡、玫棕酸钾盐。

岩石薄片制片

每块试样至少切取25mm×25mm×5mm或Ф25mm×5mm的岩样两块，一块磨制薄片，另一块做手工标本。岩屑试样必须选取3个以上岩样。将需要胶固的岩样用电炉在温度50～60℃加热，除掉轻质油及水分。将胶固好的岩样在磨片机上用100号碳化硅金刚砂与水混合粗磨，然后进行第二次胶固。第二次固前的岩样，放在磨片机上用W28号碳化硅金刚砂与水混合细磨，磨至平面光滑。然后将细磨好平面的岩样用W7号白色刚玉金刚砂与水混合在玻璃板上精磨，磨至平面光亮为止。将固体冷杉胶涂在载物片的中尖部位和岩样平面上，使岩样与载物片胶合。将粘好在载物片上的岩样，在磨片机或调好厚度的自动磨片机上粗磨，至厚度为0.28～0.40mm，岩片不脱胶，将粗磨好的岩片，在磨片机上磨至0.12～0.18mm，岩片保持完整。将细磨好的岩片，在玻璃板上用W20号白色刚玉金刚砂与水混合精磨，至0.04～0.05mm。偏光显微镜下，石英干涉色为一级黄色，无掉砂现象。然后用W7号白色刚玉金刚砂与水混合在玻璃板上磨至0.03mm。偏光显微镜下，石英干涉色为一级灰白色。如为碳酸盐岩，则磨至0.04mm，偏光显微镜下，结构清晰，干涉色为高级白。

镜下观察和鉴定内容

在手标本肉眼观察鉴定的基础上，制好的岩薄片都要置于偏光显微镜下观察，系统描述鉴定岩石薄片鉴定内容，视不同岩性而有差异。

1)砂岩。

a.矿物成分及含量。碎屑颗粒，杂质和胶结物的成分及含量。

b.结构。是指各组分的形态特征，包括碎屑颗粒本身的特点、胶结物的特点，以及碎屑与胶结物之间的关系。

c.显微构造。描述镜下可见的构造，如颗粒排列方式、结核构造、显微粒序层理、微细纹理、微冲刷面、同生变形及生物扰动构造等。

d.储集空间类型。按大小形态分为孔、洞、缝3大类，并按成因分类13个亚类，见表72.23。

表72.23 孔隙类型表

e.岩石定名。采用颜色+构造+粒度+成分方式进行岩石定名，如灰白色块状中粒石英砂岩。一般砂岩类型可分为纯石英砂岩、石英砂岩、次岩屑长石砂岩或次长石岩屑砂岩、长石岩屑砂岩或岩屑长石砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩等，见表72.24。

表72.24 砂岩分类表(SY/T5368—2000)

2)碳酸盐岩。

a.矿物成分及含量。

碳酸盐矿物主要是方解石、白云石，其次是铁白云石、铁方解石、菱铁矿和菱镁矿等。还有自生的非碳酸盐矿物，如石膏; 以及陆源碎屑混合物，如黏土矿物等。

矿物含量镜下面积百分比统计。凡属交代矿物，都应计入矿物百分比中，但裂缝或空洞内的任何填充物，均不计入。

b.结构组分和结构类型。

碳酸盐岩的结构在一定程度上反映了岩石的成因，它是岩石的重要鉴定标志，也是岩石分类命名的依据。

① 具颗粒结构的碳酸盐岩。颗粒类型包括内碎屑、鲕粒、生物颗粒、球粒、藻粒等;填隙物由化学沉淀物 (亮晶胶结物) 、泥晶基质及少量陆原杂基及渗流粉砂组成; 注意它们的胶结类型。② 具晶粒结构的碳酸盐岩。注意晶粒的大小，自形程度。③ 具生物格架的碳酸盐岩。描述造礁生物种类、骨架的显微结构、矿物成分，大小分布等特点。

c.沉积构造。包括显微层理、微型冲刷、充填构造、结核构造、缝合线及成岩收缩缝等，乌眼及示底构造、生物钻孔、潜穴生物扰动等。

d.成岩作用。主要有溶解作用、矿物的转化作用和重结晶作用、胶结作用、交代作用、压实作用和压溶作用。注意观察这些成岩阶段 (同生期、早成岩期、晚成岩期、表生期) 、不同成岩环境 (海底成岩环境和大气淡水成岩环境，浅—中埋藏成岩环境、深埋藏成岩环境、表生成岩环境) 中的特点和识别标志。

e.孔隙和裂缝。用铸体薄片观察原生及次生孔隙，以次生孔隙发育为特征的储层还包括构造裂缝描述与观察。从孔隙结构类型来讲，主要有粒内、粒间、晶间、生物格架、遮蔽、鸟眼、铸模等孔隙，还有溶孔、溶缝、溶沟、溶洞等。

f.岩石综合定名 (表72.25) 。附加岩石名称 (颜色 + 成岩作用类型 + 特殊矿物 + 特殊结构) + 岩石基本名称 (结构命名 + 矿物成分) 命名，主要岩石类型有: 泥晶灰岩或白云岩、粒屑泥晶灰岩或白云岩、泥晶粒屑灰岩或白云岩、亮晶粒屑灰岩或白云岩。表72.25 碳酸盐岩组构分类命名

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

3) 岩浆岩。

a.结构。① 岩浆岩结构按晶粒大小可分粗粒大于 5mm、中粒 1～ 5mm、细粒 0.1～1mm。② 按结晶程度可分全晶质、隐晶质。③ 按矿物关系可分花岗结构、交织结构、辉绿结构等。

b.构造。有流纹构造、气孔构造、杏仁构造及珍珠构造等。

c.岩浆岩岩石类型。见表72.26。

表72.26 岩浆岩岩石类型及特征

d.命名原则。岩浆岩的名称包括基本名和附加名称两部分，基本名称在后，附加名称在前。基本名称根据主要造岩矿物确定，附加名称要反映岩石的特殊性，可以是次生变化、结构或构造等。

4) 变质岩。

a.矿物成分。

主要矿物，石英、方解石、钾长石、角闪石、辉石、磷灰石等。次要矿物，绿泥石、白云母、钠长石、刚玉等。特征矿物，红柱石、矽线石、董青石、蓝晶石、符山石等。

b.岩石类型。变质岩所分类型见表72.27。

表72.27 变质岩岩石类型及特征

① 区域变质岩，板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、长英质粒岩类、角闪质岩类、麻粒岩类、榴辉岩类和大理岩类。② 混合岩类，注入混合岩、混合片麻岩、混合花岗岩。③ 接触变质岩。④ 动力变质岩，包括构造角砾岩、压碎岩、糜棱岩、构造片状岩类等。

c.命名原则。特征矿物加主要的片状或柱状矿物 (长石种类) 加片麻岩。

5) 火山碎屑岩。火山碎屑岩是火山作用产生的各种碎屑物，沉积后，经熔结、压结、水化学胶结等作用形成的岩石。

成分、主要类型特征。火山碎屑岩主要由火山碎屑物和火山填隙物两部分物质组成。根据成因、组分含量、成岩方式及碎屑粒度可将火山碎屑岩分为 3 大类 5 个亚类，见表72.28。

表72.28 火山碎屑岩分类

72.9.1.2 流体饱和度、孔隙率和渗透率测定

流体饱和度、孔隙率和渗透率是储层孔隙特征的 3 个最基本的参数，它对储层的认识与评价、油气层产能的预测、油水在油层中的运动、水驱油效率以及提高采收率均具有实际意义。我国目前采用的测定方法是 SY/T 5336—2000 “常规岩心分析方法”。

(1) 常规岩心分析试样的取样与保存

选择时，要根据储层岩性变化、非均质特性及其代表的深度，选取有代表性的岩样，并及时快速包装，使岩样中的流体尽可能保持原状。

井场取样与保存

井场取样主要是取分析油水饱和度的岩样或有特殊性要求的岩样。凡为其他分析项目所用的岩样，可在岩心送到实验室后再取。

进场取样顺序是: 岩心出筒，清除岩心表面钻井液，立即按顺序排列好，进行岩心描述，标明井号、深度、筒次和块号。

井场取样每米最少应取 3 块样，取样长度 10cm 左右。井场取得的试样，根据测试项目要求，储存时间长短及岩性的不同，选用不同包装和保存方式。分析油水饱和度的岩样，采用避免液体蒸发及防止流体在岩样内移动的保存方式，常用容器密封法; 对于疏松或胶结差的岩样，采用内径与岩样外径相近的容器或铝箔加适当支撑措施的保存方法。

实验室取样

将从岩心中心部位取来的岩样分作 2 份，一份供取孔隙率、渗透率试样; 另一份取40 左右，打成碎块，放入已称重的烧杯中，再将烧杯及岩样一起称重，供测定岩样中水量样。作渗透率测定的试样，是用金刚石取心钻头及锯片把岩心钻切成圆柱形。对疏松岩心，冷冻的可用钻床取样，未冷冻的则用手工或专用工具取样。小圆柱岩样的外径为1.9～ 3.8cm，最小长度与直径比为 1。作孔隙度测定试样的取样方式与作渗透率试样的取样方式相同，也可与测渗透率试样共用 1 块岩样。

(2) 常规岩心流体饱和度测定

方法提要

将称重的岩样放油水饱和度测定仪的岩心室中。利用沸点高于水的溶剂蒸馏出岩样中的水分，并将岩样清洗干净，供干瓶称重。用抽提前后岩样的质量差减去水量，即得到含油量。

仪器设备

油水饱和度测定仪见图72.16。

测定步骤

在抽提岩样前，先将所用溶剂预蒸一遍，至少连续蒸 8h，保证其中无水分。把称量后的岩样放入抽提器的岩心杯中，加热抽提到水量不再增加为止。规定每小时读取 1 次水量，连续3 次，读数变化不超过 0.1mL 即可。疏松砂岩需抽提 2～3h; 胶结好的需6～8h; 致密而又含高黏度原油的岩样，需更长时间。抽提及烘样完毕后称量岩样。用岩样抽提前后的质量之差减去水量 (设水的密度为1g/cm³) ，可得到油的质量，再除以油密度，得到油体积。

计算公式

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:S_o为油饱和度，%;S_w为水饱和度，%;V_o为油体积，cm³;V_w为水体积，蒸出水量的读数，mL;m₁为岩心杯重+岩样重，g;m₂为岩心杯重+干岩样重，g;m₃为岩心杯重，g;ρ_o为油密度，g/cm³;ρ_w为水密度，g/cm³;ρ_a为岩样视密度，g/cm³;!_o为岩样的有效孔隙度。

(3)常规岩心孔隙度测定(液体饱和法)

方法提要

将用液体(已知密度)饱和了的岩样，悬挂于饱和用的液体中称量。再将岩样表面上的液体擦掉，在空气中称量。岩样在空气中与液体中两次称量之差，除以液体的密度就得到岩样的总体积。孔隙体积与总体积之比即为岩样的孔隙度。

仪器设备

液体饱和仪装置。

图72.16 油水饱和度测定仪

测定步骤

将抽提烘干的已知质量的岩样放入真空干燥器中，抽空 2～8h，真空度低于 133.3Pa(1mmHg) 。对渗透率很低的岩样，抽真空时间需要 18～ 24h。将事先经过滤和抽空处理饱和用的液体引入真空干燥器中，继续抽空 1h。随后在常压下浸泡 4h 以上。岩样饱和后，将岩样悬挂在盛有饱和液体的烧杯中，使岩样全部浸入液体中称量。迅速擦去岩样表面的液体并称量。岩样在空气中与液体中两次称量之差，除以液体的密度就得到岩样的总体积。岩样中油、气、水体积可由流体饱和度测定法测得。岩样中油、气、水体积之和即为孔隙体积。由此可计算得到岩样的孔隙度。计算中的颗粒体积可用氦孔隙计法测得。

孔隙度计算公式:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:!为孔隙度;V_p为孔隙体积，cm³;V_G为颗粒体积，cm³;V_t为总体积，cm³。

(4)常规岩心气体渗透率测定

渗透率是衡量流体在压力差下通过多孔隙岩石能力的一种度量，单位常用10^-3μm²。

方法提要

待测试样用游标卡尺和其他方法相结合，测得其平均横截面积。将此干净岩样置于气体渗透率测定仪的岩心夹持器中。开通干燥气体使之通过岩样，测量气体的流速，通过调节气体的流速来调节岩样两端的压差，记录进出口压力及气体流速。根据气体一维稳定渗滤达西定律计算渗透率。

仪器设备

气体渗透率测定仪。

测定流程

测定流程有2个，分别如图72.17和图72.18所示。

图72.17 测定气体渗透率流程之一

图72.18 测定气体渗透率流程之二

测定步骤

对形状规则的岩样，可用游标卡尺测量其尺寸;如岩样需用其他材料包封的，则应在包封前测定岩样尺寸，包封后再次测量。对两端平行而形状不规则的岩样，用游标尺测其长度，用其他方法测其总体积，用总体积除以长度就可得到岩样的平均横截面积。将所测干净的岩样置于合适的岩心夹持器中，调整好气体渗透率测定仪。干燥气体通过岩样时，测量气体的流速，通过调节气体的流速来调节岩样两端的压差。记录进出口压力及气体流速。计算岩样的气体渗透率。

渗透率计算

气体在岩样中流动时，由气体一维稳定渗滤达西定律可得到下列计算渗透率的公式:

流程之一:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

或流程之二:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:k为渗透率，10^-3μm²;Q₀为绝对大气压时气体流量，cm³/s;p_a为大气压力，MPa;μ为气体黏度，mPa·s;L为岩样长度，cm;A为岩样截面积，cm²;p₁为进口压力，MPa;p₂为出口压力，MPa;C为仪器上直读出的换算系数 ;Q为节流器的流量值，cm³/s;h_w为节流器水柱高度，mm。

72.9.1.3 砂岩粒度分析

测定碎屑沉积物中不同粗细颗粒含量的方法称粒度分析。粒度是碎屑沉积物的重要结构特征，是其分类命名(如砾、砂、粉砂、黏土等)的基础，是用来研究其储油性能的重要参数(如粒度中值、分选系数等)，有时也可用粒度资料作为地层对比的辅助手段。粒度分析更广泛地应用于沉积学的研究，近几年来已成为沉积环境研究的重要标志。

方法提要

粒度分析一般有3种分析方法，即筛析法、沉降法和薄片粒度分析法。

a.筛析法。有机械筛析及音波振动式全自动筛分粒度仪自动筛析，用1/3～1/4#间距的不同孔径的筛网将碎屑颗粒从粗至细逐级过筛分开，求得各粒级的质量分数(%)。

b.沉降法。利用颗粒在水中沉降速度来划分粒级。

c.薄片粒度分析。对于固结紧密，难于松散的砂岩或粉砂岩只能用薄片进行粒度分析。测得的是一定粒度的颗粒百分数，要把这数值换算成各粒级的质量分数，与其他方法所得数据一致，以便对比与绘图应用。目前已发展成图像法及颗粒计数法来取代人工薄片颗粒计数法。

本文仅涉及前两种方法，相对应的行业标准为SY/T5434/T1999“砂岩粒度分析方法”。

仪器和装置

电烘箱。

电动振筛机。

分析天平感量10mg。

分析天平感量0.1mg。

远红外干燥箱。

标准套筛。

湿筛0.053mm或0.034mm。

研钵或研磨机。

烧杯1000mL。

量筒1000mL。

蒸发皿50mL。

试剂

盐酸。

硝酸。

乙醇。

六偏磷酸钠。

分析步骤

1)岩样处理。将岩样粉碎或小于5mm的小块，用溶剂抽提法和热解法除去岩样中的原油。不同类岩样采取下列处理方法。

方解石胶结物，先将岩样放入容器中，注入!=10%～15%的HCl，搅拌，至反应完全，倒出残酸，用水反复冲洗至中性为止;在酸洗过程中，防止倒掉极细的颗粒，将酸洗后的岩样置于烘箱内烘干。

白云石胶结物，用!=10%～15%的热HCl溶解。

赤铁矿、褐铁矿胶结物，用(1+4)HCl煮沸。

黄铁矿胶结物，用!=50%～10%的HNO₃煮沸。

黏土矿物胶结物，用水浸泡，置于水浴锅稍加热。

膏盐胶结物，用水浸泡并加热，如为硬石膏胶结，可用盐酸加热处理。

2)盐酸加热处理。处理好的岩样用四分法或均分器取样。称取10～50g(精确至0.1g)试样，放入烧杯内，加适量清水，再加20mL0.0833mol/L六偏磷酸钠溶液，浸泡12h，使岩石颗粒全部分散开，不破坏颗粒大小及形状，然后用小于0.063nm的筛网，置于1000mL量筒上的漏斗中，用细而急的蒸馏水反复冲洗，至细颗粒全部冲入量筒内。此悬浮液留作沉降分析，用水量不能超过95mL，留在湿筛上的试样，用水冲洗到原先盛样的烧杯里，放入干燥箱内烘干，作筛析分析用。

3)筛析分析。粒径大于0.0625mm的试样作筛析分析。用分析天平称样，按!0.25组成的套筛，依序套好，振筛10min，将筛后的砂粒分别倒入器皿内，逐个称量，底盘中的砂粒倒入该样的悬浮液中，作沉降分析。

4)沉降分析。将盛有悬浮液的量筒，加1000mL水，根据当天的水温及采样深度，列出各颗粒级的采样时间表，用搅拌器在量筒内均匀搅拌1min(60次)。在某粒级的采样时间到达前30s，平稳地将吸液管放下至预定深度处，准时吸取25mL，放入已编号并称量的蒸发皿内，吸液时间控制在20s左右。在烘箱中烘干悬浮液，再移入干燥箱，在105℃下恒温2h，取出放入干燥器中，冷却后称量。

5)计算。筛析结果计算:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:k₁为校正系数;m₁为筛前砂粒总质量，g;m₂为筛后各粒级总质量，g;m₃为各粒级砂质量，g;m₄为校正后各粒级砂质量，g;x₁为各粒级含量，%;m₅为称取试样质量，g。

沉降分析结果计算:

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式中:m₆为某粒级干砂质量，g;m₇为器皿质量，g;m₈为分散剂溶质质量，g;m₉为器皿与分散剂溶质及干砂的总质量，g;V为量筒内悬浮液总体积，mL;V₁为吸液体积，mL;x₂为占试样含量，%;x₃为大于某粒级含量，%;x″₃、x'₃为大于某粗、细粒级含量，%;x₄为各粒级含量，%;∑x为累积含量，%。

72.9.1.4 重矿物分析

重矿物是指砂岩中密度大于2.86g/cm³的矿物。

方法提要

试样置于相对密度大于2.86的重液中。利用重液和矿物相对密度差，使矿物沉浮而分离，在偏光显微镜下进行各种重矿物的鉴定和颗粒统计。计算各种重矿物的含量。

仪器和装置

偏光显微镜。

双目实体显微镜。

阿贝折射仪。

投射照明仪灯12V，50W。

岩石破碎机。

电热干燥箱。

分析天平感量1mg和10mg。

标准分析筛孔径0.25mm、0.063mm。

量杯1000mL。

烧杯1000mL。

蒸发皿50mL。

分液漏斗1000mL。

瓷研钵。

密度瓶。

棕色磨口瓶2500mL。

试剂和材料

三溴甲烷(ρ2.86～2.89g/mL)。

无水乙醇。

液体石蜡。

Α-溴代萘。

盐酸。

二碘甲烷。

鉴定步骤

1)试样的分离。经过粗碎的试样，放入1000mL烧杯中，加入500mL(5+95)HCl浸泡。每隔1h搅拌1次。若碳酸盐胶结物多时，需要再加酸。试样一般用盐酸浸泡8h。浸泡后的试样，用瓷研磨锤将试样磨成单独颗粒，倒入1000mL量杯中，放水冲泥，大于0.01mm的颗粒不要被冲走，每隔30min搅拌1次，直至量杯内溶液全部透明为止。烘干试样，用孔径0.063mm和0.25mm的筛子过筛，取0.063～0.25mm的颗粒作重矿物分离。

用三溴甲烷配置密度2.86～2.89g/cm³的重液进行重矿物分离。称取5g干燥的试样，倒入装有重液的分液漏斗，每隔15min用玻璃棒搅拌一次，共4次。最后一次搅拌后静置30min。分出重矿物，用无水乙醇洗净，放入烘箱中在105℃恒温1h，取出，放在干燥器中30min后，用感量0.1mg的分析天平称量，待用。

2)镜下鉴定。置样片于显微镜下，观察一遍，大致了解重矿物种类和分布情况。然后从载玻片一端开始，按顺序向另一端移动，选取有代表性的视域进行各种重矿物鉴定和颗粒统计，分别填入原始记录表中。透明重矿物在透光下鉴定统计。不透明重矿物在反射光下鉴定统计。统计矿物时，要求陆源矿物总数在400颗以上，不足者，将矿物全部数完。自生矿物大于70%时，应数出全部陆源矿物，自生矿物含量可数出一个或部分视域按统计陆源矿物的视域数加倍即可。矿物统计完后，将片子全面检查一遍，补充遗漏矿物并记录。

3)含量统计。将各视域的相同矿物颗粒相加，得出各矿物累计颗粒数，将各陆源矿物累计颗粒数相加，得出陆源矿区颗粒总数，将各自生矿物累计颗粒数相加，得出自生矿物颗粒总数。将陆源矿物颗粒总数和自生矿物颗粒总数相加，得出矿物颗粒总数。

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