仪器分析包括哪些内容?
1)扫描电镜和电子探针谱及能谱分析电子束轰击可以产生样品上的各种信息,包括二次电子、背散射电子、X射线、阴极发光、透射电子等。(图2-1)。
接收二次电子和背散射电子成像的仪器是扫描电镜——简称扫描电镜;接收X射线并检测X射线能量强度的仪器是能谱仪;接收X射线并检测X射线波长的仪器是光谱仪;接收阴极发光进行检测的仪器是阴极发光显微镜。
用扫描电镜、电子探针和能谱仪研究储层及成岩作用。
(1)碎屑岩储层。各种自生水泥的分布方式。(图2-2)自生水泥有四种:孔隙垫型、孔隙填充型、镶嵌型和扩大型。
(2)碎屑岩储层。自生矿物的类型、特征和成分;
①粘土矿物包括伊利石、高岭石、埃洛石、蒙脱石、绿泥石、伊利石/蒙脱石混层和绿/蒙脱石混层(见表2-5);②碳酸盐自生矿物包括方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿和片钠铝石。③硅质胶结物,包括自生应时、无定形蛋白石和玉髓;④硫化物-黄铁矿;⑤沸石胶结物——包括斜发沸石、片状沸石、方沸石、钠沸石、浊积岩等。
图2-1电子与物质的相互作用
图2-2碎屑岩中胶结物的分布
表2-5粘土矿物的形态特征、晶体结构和元素组成
表2-5粘土矿物的形态特征、晶体结构和元素组成(3)碎屑岩储层,次生加大应时和长石。自生应时和自生结石增大可分为ⅰ、ⅱ、ⅲ三个阶段。
(4)碎屑岩孔隙类型和储层性质的识别标志:
碎屑岩的孔隙可分为粒间孔隙、特大型孔隙、铸模孔隙、组分内孔隙和裂缝孔隙五种类型,可以建立原生和次生粒间孔隙的识别标志。
2)X射线衍射仪X射线衍射法广泛应用于结晶学和矿物学研究。储层测试中使用的多晶材料的x射线衍射要求样品处于细粉状态或细粒聚合物状态。
(1)样品制备方法和分析流程。
①粘土分离。x射线分析方法主要侧重于粘土分离。一般来说,粘土分离包括取样、选样、称样、粉碎、油洗、蒸馏水浸泡、湿磨、悬浮液的制备和提取、离心沉淀干燥、研磨、称重和包装。
②样品制备方法。根据不同的矿物、不同的分析目的和样品量,采用不同的方法。
A.压片法:适用于全岩分析。
B.定向切片法:样品板由玻璃制成,面积为25×27mm,样品量为40mg。
n片将40毫克粘土悬浮液均匀地铺展在水平旋转的载玻片上。
EG片用乙二醇饱和,目的是区分是否存在膨胀矿物。
550℃切片将EG切片在550℃下加热2.5小时以鉴别亚氯酸盐。
盐酸片重新称重,用盐酸处理,然后制成定向片,以去除绿泥石和鉴别高岭石。
C.薄片法:直接用薄片进行衍射分析,一般用于自生矿物鉴定。
(2)X射线衍射分析在沉积储层研究中应用。
①粘土矿物的定性和定量分析。
对于伊利石/蒙皂石混合层(I/S)系列。绿泥石/蒙脱石混层(C/S)系列、高岭石、高岭石、坡缕石和蛭石的X射线衍射鉴定见表2-6。
②混合层比例的计算:
指蒙脱石在I/S和C/S中所占的比例,用于划分成岩阶段、估算地温、预测油源和储层、判断生油门限。
③全岩X射线定性定量分析。
主要鉴别非粘土矿物:a .沸石矿物,可用于确定沉积环境和古温度;b .盐类矿物,如石盐、石膏、硬石膏、钙芒硝、无水钙芒硝、重晶石等。;c .碳酸盐矿物的鉴定;d其他非粘土矿物包括黄铁矿、赤铁矿、应时和长石。
3)阴极发光显微镜原理(1)。
电子束轰击样品,激发样品中的发光物质产生荧光,也称为阴极发光。矿物产生阴极发光有几个原因:a .矿物中含有能发光的杂质元素或微量元素(称为活化剂);b .矿物存在结构缺陷。
矿物中的活化剂包括金属元素(Eu2+,Sm2+,Dy2+,Tb3+,Ea3+)和过渡金属元素(Mn2+,Fe3+,Ca2+,V3+,Ti4+)。
与激光剂相对应的能抑制矿物发光的物质称为猝灭剂,如(Co2+、Ni2+、Fe2+、Ti2+等。).
(2)在储层研究中的应用。
①应时的发光特征(表2-7)。
Zinkernagel的研究表明,各种应时粒子的发光特征是在母岩形成过程中获得的,代表了其岩石形成过程中的温度条件。三种不同的发光类型正好反映了三种不同来源的应时(表2-7)。
②碳酸盐矿物的发光特征(表2-8),次生孔隙也可以通过残余碳酸盐胶结物的分布来判断。
表2-6粘土矿物X射线鉴定表
继续的
表2-7应时发光类型与岩石类型和温度的关系(根据Zinkemagel,u .,1978)。
③其他应用:a .观察碎屑应时的原始状态和成岩变化,研究应时颗粒的破碎和愈合,推断成岩序列;b .研究晶体生长带和水泥的生成;c .恢复原岩石结构;d、储层微裂缝研究。
4)荧光显微镜原理(1)。
荧光显微镜以紫外光为光源,紫外光激发储油岩石中能发光的烃类物质产生荧光。观察分析这些发光物质本身的变化及其与岩石结构构造的关系,从而判断有机质类型、变质程度、有效储存空间、油气运移等一系列石油地质问题。
(2)荧光显微镜鉴别内容。
①沥青发光颜色与波长及其组成的定量关系。
为了解决这个问题,选择了一个标准油样来确定其发光颜色与波长的关系,并确定其属于哪一种沥青(表2-9)。
表2-8各种碳酸盐矿物的元素组成和其他特征(2)发光强度的量化。
发光强度主要反映岩石中的含油量。岩石中含油量越高,石油的荧光强度越大。在荧光图像处理中,亮度值用来定量表示沥青的发光强度。
③定量含油范围。
A.各种沥青含量(油、胶质和沥青质)。
B.含油面积比,在一定程度上反映了含油岩石的含油范围。它可以近似代替孔隙含量,但这个值高于孔隙含量,因为它还包括了油浸渍的范围。
表2-9沥青发光颜色、波长、成分5)包裹体的测定包裹体是在矿物形成过程中捕获的成矿介质,称为成矿流体的样品。它相当完整地记录了矿物的形成条件和历史,是矿物最重要的标型特征。
(1)包含的确定过程。
关于矿物流体包裹体的测试技术,目前已经研究了几个项目,如偏振光和荧光显微镜鉴定、微冷热台测试、爆裂色谱测试以及一些组合设备测试。获得了包裹体(群)和包裹体(单体)的均一温度(Th)、盐度(S)、pH、氧化还原势能(Eh)、有机成分。
(2)夹杂物测定的意义。
在包裹体研究中,不仅用均质法和冷冻法测量了流体包裹体的形成温度、压力、盐度、密度、pH值和EH值,还测量了包裹体的组成和同位素,特别是烃类(包括液态烃类)的组成。除了确定包裹体集合体的成分外,激光拉曼光谱仪还用于连接色谱和质谱仪,以确定单个包裹体的成分。流体包裹体记录了烃类流体和孔隙水的性质、成分、物理化学条件和地球动力学条件。对比研究储层岩石成岩矿物中流体包裹体的类型、特征、丰度和组成,了解盆地流体(烃类和水)的动态和相对时间,确定油气运移的时间、深度、运移相态、方向和通道,可以为研究储层的孔隙演化史、油气运移史和构造运动史提供最直接、最可靠的地质信息。储集岩中固体烃类(固体沥青)的分析可以提供油气藏改造和破坏的信息。
各种仪器分析见表2-10。
表2-10各种仪器的原理及其在储层研究中的意义