岩心分析技术及应用X射线衍射X射线衍射分析-仪器信息网.PDF

岩心分析技术及应用 一、X 射线衍射 1．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。 粘土矿物的XRD 分析使用定向片，包括自然干燥的定向片（N 片）、经乙二醇饱和的定向片（再加热至550℃）， 或盐酸处理之后的自然干燥定向片。粒径大于2μm或5μm的部分则研磨至粒径40μm的粉末，用压片法制片，上机分 析。此外还可以直接进行薄片的XRD 分析，它对于鉴定疑难矿物十分方便，并可与薄片中矿物的光性特征对照，进行 综合分析。 2 ．X 射线衍射在保护油气层中的应用 1）地层微粒分析 地层微粒指粒径小于37μm（或44μm）即能通过美国400 目（或325 目）筛的细粒物质，它是砂岩中重要的损害因素， 砂岩中与矿物有关的地层损害都与其有密切的联系。地层微粒的分析为矿物微粒稳定剂的筛选、解堵措施的优化提供依 据。除粘土矿物外，常见的其它地层微粒有长石、石英、云母、菱铁矿、方解石、白云石、石膏等。 2 ）全岩分析 对粒径大于5μm的非粘土矿物部分进行XRD 分析，可以知道诸如云母、碳酸盐矿物、黄铁矿、长石的相对含量，对 酸敏（HF ，HCl ）性研究和酸化设计有帮助。长石含量高的砂岩，当酸液浓度和处理规模过大时，会削弱岩石结构的完 整性，并且存在着酸化后的二次沉淀问题，可能导致土酸酸化失败。 3 ）粘土矿物类型鉴定和含量计算 利用粘土矿物特征峰的 d00l 值鉴定粘土矿物类型，表2-2 列出了各族主要粘土矿物的d001 值。根据出现的矿物对应 衍射峰的强度（峰面各或峰高度），依据行业标准SYS5163-87“用X 射线衍射仪测定沉积岩粘土矿物的定量分析方法” 求出粘土矿物相对含量。 -1 表2-2 各族主要粘土矿物的d001 （10 nm ）X 射线衍射特征 矿 物 d001 d002 d003 d004 d005 蒙皂石 12~15 4~5 2.4~3 绿泥石 14.2 7.1 4.7 3.53 2.8 蛭石 14.2 7.1 4.7 3.53 2.8 伊利石 10.0 5.0 3.33 2.5 高岭石 7.15 3.58 2.37 表2-3 主要间层粘土矿物类型 非膨胀性 云 母 绿泥石 组分 高岭石 二八面体 三八面体 二八面体 三八面体 有序度 钠板石 苏托石 柯绿泥石 累托石 水黑云母