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1、全面认识油气层岩石的物理性质、岩石矿物组成及敏感性矿物的类型、产状含量及分布特征,弄清油气层潜在损害因素。
2、确定油气层潜在损害类型、损害程度及原因。鉴定潜在储集层敏感性类型和敏感性程度以及敏感性原因。
3、为保护油气层、提高采收率的各工艺环节的最佳方案设计提供地质依据或直接推荐合理的实施方案或建议。也为钻井、完井、采油等作业过程中保护油气层方案设计提供依据和建议。
保护油气层技术的研究与实践表明,油气层地质研究是保护油气技术的基础工作,而岩心分析在油气地质研究中具有重要作用。矿物性质及渗流多孔介质的特性主要是通过岩心分析获得,从而体现了岩心分析在油气地质研究中的核心作用。
内 容 |
方 法 |
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岩石物理性质 |
常规物性 |
孔隙度 |
常规条件 |
总孔隙度、 连通孔隙度 |
气测法、煤矿油饱和法、孔隙度仪 |
模拟围压 |
总孔隙度 |
CMS-300全自动岩心分析仪 |
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渗透率 |
空气渗透率、煤油渗透率、地层水渗透率;水平渗透率、垂直渗透率、径向渗透率、全直径岩心渗透率;模拟围压渗透率 |
渗透率仪 CMS-300全自动岩心分析仪 |
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比表面 |
压汞或等温吸附法 |
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相渗透率 |
气-水、油-气、气-油-水 |
稳态法、不稳态法 |
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润湿性 |
油湿、水湿、中间润湿 |
接触角测量、阿莫特(自吸人)法、离心机法毛管压力曲线测定 |
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孔隙结构 |
孔隙-喉道 |
类型、大小、形态、连通性、分布 |
铸体薄片、图象分析、SEM、X射线、CT扫描、NMR |
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孔喉 |
大小、分布 |
压汞法、离心机法毛管压力曲线测定 |
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岩石结构与矿物 |
骨架颗粒 |
石英、长石岩屑、云母 |
粒度大小、分布 |
筛析法、薄片粒度图象分析 |
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接触关系、成分、含量、成岩变化 |
铸体薄片、阴极发光、XRD全岩分析、红外光谱 |
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填隙物 |
粘土矿物 |
产状 |
铸体薄片、SEM |
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类型、成分、含量 |
铸体薄片、XRD、红外光谱、沉降分离法、电子探针或能谱 |
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非粘土矿物 |
产状 |
岩石薄片、SEM |
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类型、成分、含量 |
薄片染色、XRD全岩分析、红外光谱、碳酸盐含量测定 |
显微技术:偏光显微镜、阴极发光显微镜、荧光显微镜、激光显微镜、电子显微镜、显微镜图象分析;
分光技术:紫外光谱、红外光谱、X射线荧光光谱,穆式鲍尔光谱 ;
其他技术: X射线衍射、电子探针,差热及热重分析、中子活化、核磁共振、核伽马共振、薄片染色微化分析等。
X射线衍射分析技术
全岩矿物组分和粘土矿物可用X射线衍射(XRD)迅速而准确地测定。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。
由于粘土矿物的含量较低,砂岩中一般3%~15%。这时,X射线衍射全岩分析不能准确地反映粘土的组成与相对含量,需要把粘土矿物与其它组分分离,分别加以分析。首先将岩样抽提干净,然后碎样,用蒸馏水浸泡,最好湿式研磨,并用超声波振荡加速粘土从颗粒上脱落,提取粒径小于2μm(泥、页岩)或小于5μm(砂岩)的部分,沉降分离、烘干、计算其占岩样的重量百分比。
扫描电镜分析技术
扫描电镜(SEM)分析能提供孔隙内充填物的矿物类型、产状的直观资料,同时也是研究孔隙结构的重要手段。扫描电镜通常由电子系统、扫描系统、信息检测系统、真空系统和电源系统五大部分构成,它是利用类似电视摄影显象的方式,用细聚焦电子束在样品表面上逐点进行扫描,激发产生能够反映样品表面特征的信息来调制成像。有些扫描电镜配有X射线能谱分析仪,因此能进行微区元素分析。
扫描电镜分析具有制样简单、分析快速的特点。分析前要将岩样抽提清洗干净,然后加工出新鲜面作为观察面,用导电胶固定在样品于桩上,自然晾干,最后在真空镀膜机上镀金(或碳),样品直径一般不超过1cm。
近年来,在扫描电镜样品制备方面取得了显著的进展。临界点干燥法可以详细地观察原状粘土矿物的显微结构,背散射电子图象的使用能够在同一视域中直接识别不同化学成分的各种矿物。
薄片分析技术
薄片技术是保护油气层的岩相学分析三大常规技术之一,也是最基础的一项分析。应用光学显微镜观察薄片,由铸体薄片获得的资料比较可靠。制作铸体薄片的样品最好是成形岩心,不推荐使用钻屑。薄片厚度为0.03mm,面积不小于15mm×15mm。未取心的情况除外,建议少用或不用钻屑薄片,因为岩石总是趋于沿弱连接处破裂,胶结致密的岩块则能保持较大的尺寸,这样会对孔隙发育及胶结状况得出错误的认识。
压汞法测定岩石毛管压力曲线
由毛管压力曲线可以获得描述孔喉分布及大小的系列特征参数,确定各孔喉区间对渗透率的贡献。压汞法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曲线的主要手段。
岩心分析资料数据库建设与管理
21世纪是信息时代。大庆油田勘探开发研究的第一手资料——岩心分析资料数据库的建设,实现了地质数据信息资源的网上共享、网络传输,大大提高了科研工作效率,使地质图像资料和数据分析资料的管理达到了现代化。
岩心钻探灌注水泥失败原因分析
固体矿产岩心钻探施工中广泛应用孔内灌注水泥浆法护壁、堵漏,但成功率低。失败原因施工设计中计算不准确和施工工艺出现差错。灌水泥事故往往是替水量失准和操作不当共同作用的结果。
岩心样品的选取是一项很重要的工作,取岩心目的除直接观察岩心外,其中重要内容就是通过对岩心样品的分析确定岩石物性特征、有机地化特征、含油饱和程度等。它是油气勘探和油田开发不可缺少的重要资料。因此要求选好、选准、选够岩心样品,岩心采样除特殊情况外,一般按地质设计要求进行采样。
岩心采样要求:样品密度及长度
1)油砂与含油砂岩。连续选样,每米10块;岩心破碎时,每块长度要大于5cm;分段不足10cm的亦选一块。
2)油浸、油斑,每米5块,每块长度10cm,分段不足20cm的,凡长10cm以上均选样一块,每块样品长度不得少于5cm。
岩心收获率是表示岩心录井资料可靠程度和钻井工艺水平的一顶重要技术指标。
由于种种因素的影响,岩心收获率往往达不到100%,所以每取一筒岩心都应计算一次收获率。一口井岩心取完了,应计算出总的岩心收获率。
岩心取样(Core sampling):从钻探获得的岩心、岩屑、岩粉作为样品。常用岩心劈开机劈取一半岩心或金刚石锯取一半岩心作为样品。
规格:岩(矿)心直径大孔径127-146mm,中孔径75-110mm,小孔径<75mm。样长一般为1m。
用途:用岩心钻探探矿时进行岩心取样。
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