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礦物X衍射全巖分析在地質勘探中的應用

 更新時間:2019-05-30 點擊量:3185

石油鉆井過程中的巖屑錄井無論對油氣勘探還是鉆井工程都是極為重要的關鍵技術,巖屑錄井所獲得的實物信息是目前任何其它地質方法都難于取代的,隨著石油鉆井新工藝技術的飛速發展,如PDC鉆頭的應用以及氣體鉆井、大位移井、水平井等,由井底返出的巖屑已經十分細碎,甚至成粉末狀,使得巖屑錄井對地層巖性難于識辨,層位難于判斷。因此,在鉆探施工中,特別是在目的層段,往往要限制這些鉆井新技術的使用,以方便巖屑錄井識別巖性和層位,否則將可能導致分層、卡層失準、套管下錯、取心漏失等地質事故發生。細微巖屑難以辨認還將使得大位移井、水平井的鉆井失去了地質導向的參考。因此,巖屑錄井已經成為石油工程中困擾的瓶頸之一。

多年來石油地質工作者都在探索新的錄井方法,石油錄井行業對于粉塵狀巖屑的分析做了許多嘗試,其中包括電子探針分析、掃描電鏡分析、X衍射室內分析等,但這些方法無法瞞住野外隨鉆作業。但近年來,出現了采用巖屑圖像采集分析、X射線熒光分析技術(XRF)。而這兩種分析方法有比較突出的缺點。

 

巖屑圖像采集分析技術:

    采用樣品成像的方法對巖屑的巖性進行識別,但對粉末狀巖屑的巖性識別沒有得到很好的解決。僅適用于大顆粒巖屑。

 

X射線熒光分析技術(XRF):

    利用X射線熒光分析技術判斷巖性的原理是:對樣品進行分析獲得樣品的化學元素組成(只能分析出陽離子),然后將獲得的測試數據與標準的或者是已知的各類巖性的化學元素組成數據進行比較,從而獲得測試樣品的巖性。

 

我們知道:巖石是由各種礦物組成的,各種礦物是由化學元素按照一定的結構排列而成,因此準確的判定巖性首先要知道礦物組成。這也是目前在石油地質領域廣泛應用的一項技術標準。

    而X射線熒光分析技術(XRF)判斷巖性是由獲得樣品的化學元素組成直接判斷巖性。這個流程是有問題的。

    而正確的方法是:由化學元素組成----礦物組成-----鑒定出巖石名稱,目前三大巖石中只有火成巖(沒有蝕變)才能應用上述流程來鑒定巖性,而其它兩類巖石是無法應用上述流程進行巖性鑒定的。

       上述兩種方法都不能很好的解決目前粉末巖屑定名問題,為了解決這一問題,我們通過探索,找到了一種分析儀器,它既能分析出巖石的礦物組成,又能適用于野外分析,再輔以分析軟件,很好的解決了粉末巖屑巖性定名問題。這項技術就是--X射線衍射全巖分析技術

X射線衍射全巖分析技術

X射線衍射全巖分析技術(XRD):

    利用X射線衍射全巖分析技術判斷巖性的原理是:對樣品進行X衍射全巖分析獲得樣品的礦物組成,根據礦物組合從而獲得測試樣品的巖石名稱,即巖屑的巖性。

 

 

X射線衍射儀

--用于礦物識別和定量分析

X射線衍射全巖分析技術

技術特點

目前實驗室大型XRD儀器不能應用現場有以下缺點:

 

■體積龐大、重量大于500KG,環境要求高       

■高能耗

■需要冷卻系統

■旋轉電子器件來觀察到不同角度

■樣品需磨到1-2um形成顆粒,晶體晶面取向擇優選取。

■樣品制備復雜,需壓片成型后才能分析,耗費大量的時間和精力

■不能及時為現場地質人員提供準確巖性,不能指導現場作業

X射線衍射全巖分析技術

技術特點

X射線衍射儀具有以下優點:

 

便攜式-小型化

    機體小、重量輕、方便攜帶。無需專業的實驗室,無需水循環冷卻

系統,維護方便。

自動化-無需測角儀

   使用樣品震動裝置,省去傳統臺式機測角儀。樣品制備更簡單,測試無需轉動測角儀等機械部件,無需專業人員操作,自動化程度高。

集成性-XRD/XRF

       同步進行XRD及XRF監測,在提供檢測物質結構信息的同時,同時提供元素檢測信息。

 

技術特點

微量化檢測-15mg

    檢測樣品僅需15mg的樣品裝入震動樣品池中,由此我們可以得到*射

線譜圖,可在實際上避免定向影響帶來的問題。

無線傳輸-WIFI

    采用WIFI實現儀器與筆記本或手機無線連接,可遠程操控及傳輸采集的數據,實現數據采集的現場性和數據處理的及時性。

操作簡便、功能強大的分析軟件

    它能直接測定出巖石中的各種礦物組成(粘土含量、石英、鉀長石、斜石、方解石、白云石、黃鐵礦等),并通過軟件計算出各種礦物的相對含量,同時給出巖性定名。

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