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矿物X衍射全岩分析在地质勘探中的应用
点击次数:208 发布时间:2019-05-30

石油钻井过程中的岩屑录井无论对油气勘探还是钻井工程都是极为重要的关键技术,岩屑录井所获得的实物信息是目前任何其它地质方法都难于取代的,随着石油钻井新工艺技术的飞速发展,如PDC钻头的应用以及气体钻井、大位移井、水平井等,由井底返出的岩屑已经十分细碎,甚至成粉末状,使得岩屑录井对地层岩性难于识辨,层位难于判断。因此,在钻探施工中,特别是在目的层段,往往要限制这些钻井新技术的使用,以方便岩屑录井识别岩性和层位,否则将可能导致分层、卡层失准、套管下错、取心漏失等地质事故发生。细微岩屑难以辨认还将使得大位移井、水平井的钻井失去了地质导向的参考。因此,岩屑录井已经成为石油工程中困扰的瓶颈之一。

多年来石油地质工作者都在探索新的录井方法,石油录井行业对于粉尘状岩屑的分析做了许多尝试,其中包括电子探针分析、扫描电镜分析、X衍射室内分析等,但这些方法无法瞒住野外随钻作业。但近年来,出现了采用岩屑图像采集分析、X射线荧光分析技术(XRF)。而这两种分析方法有比较突出的缺点。

 

岩屑图像采集分析技术:

    采用样品成像的方法对岩屑的岩性进行识别,但对粉末状岩屑的岩性识别没有得到很好的解决。仅适用于大颗粒岩屑。

 

X射线荧光分析技术(XRF):

    利用X射线荧光分析技术判断岩性的原理是:对样品进行分析获得样品的化学元素组成(只能分析出阳离子),然后将获得的测试数据与标准的或者是已知的各类岩性的化学元素组成数据进行比较,从而获得测试样品的岩性。

 

我们知道:岩石是由各种矿物组成的,各种矿物是由化学元素按照一定的结构排列而成,因此最准确的判定岩性首先要知道矿物组成。这也是目前在石油地质领域广泛应用的一项技术标准。

    而X射线荧光分析技术(XRF)判断岩性是由获得样品的化学元素组成直接判断岩性。这个流程是有问题的。

    而正确的方法是:由化学元素组成----矿物组成-----鉴定出岩石名称,目前三大岩石中只有火成岩(没有蚀变)才能应用上述流程来鉴定岩性,而其它两类岩石是无法应用上述流程进行岩性鉴定的。

       上述两种方法都不能很好的解决目前粉末岩屑定名问题,为了解决这一问题,我们通过探索,找到了一种分析仪器,它既能分析出岩石的矿物组成,又能适用于野外分析,再辅以分析软件,很好的解决了粉末岩屑岩性定名问题。这项技术就是--X射线衍射全岩分析技术

X射线衍射全岩分析技术

X射线衍射全岩分析技术(XRD):

    利用X射线衍射全岩分析技术判断岩性的原理是:对样品进行X衍射全岩分析获得样品的矿物组成,根据矿物组合从而获得测试样品的岩石名称,即岩屑的岩性。

 

 

X射线衍射仪

--用于矿物识别和定量分析

X射线衍射全岩分析技术

技术特点

目前实验室大型XRD仪器不能应用现场有以下缺点:

 

■体积庞大、重量大于500KG,环境要求高       

■高能耗

■需要冷却系统

■旋转电子器件来观察到不同角度

■样品需磨到1-2um形成颗粒,晶体晶面取向择优选取。

■样品制备复杂,需压片成型后才能分析,耗费大量的时间和精力

■不能及时为现场地质人员提供准确岩性,不能指导现场作业

X射线衍射全岩分析技术

技术特点

X射线衍射仪具有以下优点:

 

便携式-小型化

    机体小、重量轻、方便携带。无需专业的实验室,无需水循环冷却

系统,维护方便。

自动化-无需测角仪

   使用样品震动装置,省去传统台式机测角仪。样品制备更简单,测试无需转动测角仪等机械部件,无需专业人员操作,自动化程度高。

集成性-XRD/XRF

       同步进行XRD及XRF监测,在提供检测物质结构信息的同时,同时提供元素检测信息。

 

技术特点

微量化检测-15mg

    检测样品仅需15mg的样品装入震动样品池中,由此我们可以得到极好射

线谱图,可在实际上避免定向影响带来的问题。

无线传输-WIFI

    采用WIFI实现仪器与笔记本或手机无线连接,可远程操控及传输采集的数据,实现数据采集的现场性和数据处理的及时性。

操作简便、功能强大的分析软件

    它能直接测定出岩石中的各种矿物组成(粘土含量、石英、钾长石、斜石、方解石、白云石、黄铁矿等),并通过软件计算出各种矿物的相对含量,同时给出岩性定名。

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