岩心分析技术课件.ppt

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1、 岩心分析技术l第一节 岩心分析概述l第二节 岩心分析技术及应用 X-射线衍射技术 扫描电镜技术 薄片技术 压汞 现代特殊岩心分析技术第一节 岩心分析概述一、岩心分析的目的意义 研究的目的是，准确地认识油气层的初始状态及钻研开油气层后油气层对环境变化的响应，即油气层潜在损害类型及程度。1、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；2、分析储层孔渗大小、孔喉大小、储层类型等；3、确定油气层潜在损害类型、程度及原因；4、为各项作业中保护油气层工程方案设计提供依据和建议。二、岩心分析的主要内容1、矿物性质，特别是敏感性矿物的类型、产状和含量；2、渗流多孔介质的性质，如孔隙度、渗

2、透率、裂隙发育程度、孔隙及喉道的大小、形态、分布和连通性；3、岩石表面性质，如比表面、润湿性等；l X-Ray Diffraction(XRD)X射线衍射;l Scanning Electron Micrograph(SEM)扫描电镜;l Slice Technique 薄片技术;l Mercury Injection Method for Rock Capillary Pressure Curve 压汞法测毛细管压力曲线;l 图像分析l 电子探针三、岩心分析的主要方法第二节 岩心分析技术及应用 一、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)1、(XRD)基本概念 全岩矿物和粘土

3、矿物部分可用X射线衍射迅速而准确的测定。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。相对含量计算公式 u u局限性：l 不易鉴定微量组分矿物；l 不能给出矿物的产状和分布；l 不能给出孔隙和孔喉的结构和分布；二、扫描电镜（scanning electron microscope scanning electron microscope）1、扫描电镜(SEM)技术的基本概念 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。孔隙骨架颗粒 观测孔喉结构特征 孔隙几何形态、孔

4、隙类型（粒间孔隙、微孔隙）喉道类型（缩径喉道、点状喉道、片状喉道）、孔喉直径；孔喉充填物 观测孔隙中胶结物 胶结物类型（粘土胶结、碳酸盐胶结、硫酸盐胶结、硫化物胶结）、产状(充填式、衬垫式）充填式胶结物产状衬垫式胶结物产状u样品要求 l 尺寸大小适中(标准岩心)f33100mm；l 有良好的导电性；l 观察面清洁新鲜；u局限性：l 只能作形态观察；l 不能确定矿物含量；l 不能给出矿物化学成分；5）荧光薄片应用 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、走向等飘浮接触线接触泥质及其他矿物四、压汞法测定岩石毛管压力曲线作用1、描述孔喉分布及大小的系列特征参

5、数2、确定各孔喉区间对渗透率的贡献特点 由于其仪器装置固定，测定快速准确，并且压力可以较高，便于更微小的孔隙测量，因而它是目前国内外测定岩石毛细管压力的主要手段。基本原理 原理是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孔径与毛细管压力关系SHg 汞饱和度0Sminpcpd100%50 毛细管压力 Pc压汞试验所用岩样 岩样一般为直径2.5cm，长2.5cm左右的柱塞(柱状岩心），测定前

6、将油清洗干净，测定氦气法孔隙度、岩石总体积和岩石密度。三个关键特征参数 排驱压力Pd 饱和度中值毛管压力 Pc50 最小非饱和孔 隙体积百分数Smin 0Sminpc50pd100%50SHg 汞饱和度毛细管压力 Pc 排驱压力Pd 最大尺寸连通孔隙所对应的毛管压力。反映了孔隙和喉道的集中程度和大小，是划分岩性好坏的重要指标之一。饱和度中值毛管压力 Pc50 注汞量达到孔隙体积50时对应的毛细管压力。反映了孔隙中存在油水两相时，产油能力的大小,Pc50越小，岩石对油的渗透性越好，产能越高。最小非饱和孔隙体积百分数Smin 注汞压力达到仪器的最大压力时，未被汞饱和的孔隙体积百分数。Smin 越大

7、，小孔隙占的孔隙体积越多，对油气渗透不利。参数含义l 排驱半径rd:排驱压力对应的最大孔喉半径；l 中值半径 r50：饱和中值压力对应的半径；l 平均孔喉半径 rc：汞所占据部分喉道的平均半径；l 主喉道半径 r主：渗透率大于5之后的孔喉平均半径。孔隙结构特征参数毛细管压力曲线在保护油气层中的应用1、储集岩的分类评价 储集岩分类是评价油气层损害的前提，同一损害因素在不同类型的储集岩中的表现存在差异。根据毛细管压力曲线特征参数，用统计法求特征值，结合岩石孔隙度、渗透率、孔隙类型、岩性等可以对储集岩进行综合分类。2、用于油气层损害机理分析1）储层喉道特性对储层损害的影响 相同间层比的伊利石/蒙皂石

8、间层矿物，对细孔喉型油层的水敏损害比中、粗孔喉型油气层严重。2）孔隙大小及分布对储层损害的影响油气层 微粒的粒度分布、微粒在孔隙中的空间分布及与孔喉大小的匹配关系是分析油气层损害的关键。3、屏蔽暂堵钻井完井液设计 屏蔽暂堵钻井完井液技术中架桥粒子的选择，就是依据压汞曲线所获得的孔喉分布及其对渗透率的贡献值而确定的。通过对一个油组或油气层不同特性级别岩样的毛管压力曲线测定，考虑到主要储层的储层特征和最大孔喉半径，依据2/3架桥原理设计屏蔽暂堵架桥粒子之中值直径。4、入井流体悬浮固相控制 射孔液、压井液、洗井液、修井液、注入水等都涉及固相颗粒的含量和粒径大小控制问题，而控制标准则视油气层储层特性而

9、定。研究表明，当颗粒直径大于平均孔喉直径的1/3时，形成外泥饼，1/31/10时会侵入孔喉形成内泥饼，小于1/10时颗粒能自由移动。五、岩心分析技术应用展望 1、傅里叶变换红外光谱分析 测定矿物基团、功能团识别和量化常见矿物2、CT扫描技术（X-Ray Computerized Tomography 计算机处理层析X 射线成象技术）颗粒密度；裂隙和孔隙分布；固相侵入深度和孔隙空间的变化；3、核磁共振成象技术（Nuclear Magnetic Resonance Imaging(NMRI)）观测孔隙、裂隙中流体分布与流动情况；观察流体间、流体与岩石间的作用过程；润湿性、润湿反转4、配能谱仪的扫描电镜技术 Energy Dispersive X-Ray Detector(EDS)对矿物作半定量元素分析课堂作业