古城地区XRD衍射仪对碳酸盐岩识别研究

于海军

（黑龙江大庆钻探工程公司地质录井一公司，黑龙江大庆163411）

近几年来，我国在新疆塔里木盆地不断加大勘探力度，特别是对奥陶系下部及寒武系碳酸盐岩底层进行钻探，在勘探过程中常规通过光学显微镜观察识别岩性及碳酸盐岩分析仪的方法已不能很好对现场岩性进行描述、实时建立地质岩性剖面和地层横向对比，提交底层信息完成勘探目的要求。现场岩屑分析录井技术作为油气勘探开发过程中最基础的一项录井技术，为准确进行现场碳酸盐岩录井岩性识别与分析为科研人员提供优质、可靠录井资料，针对碳酸盐岩储层以及不同油气藏的特点，录井现场配备了便携式XRD衍射仪，开展了碳酸盐岩定性分析岩屑矿物组成与定量分析其矿物含量的应用研究。

1 XRD衍射分析仪工作原理

X射线是一种波长很短且频率很高的电磁波，在晶体中产生的衍射现象，并能使荧光物质发光，通过X射线衍射的样式可以知道物质晶体的精细结构。X射线对不同物质都具有特定的晶体结构类型，有不同的X射线衍射方式。有很多晶体物质，无论是单相还是存在于多相晶体中，都能在XRD的X射线衍射分析谱图有所反映。

2 技术特点

YST-1型X射线衍射分析仪(下文简称衍射分析仪)是一台野外工作携带方便的岩石分析仪器，专门用于矿物及晶体专一性进行鉴定分析。

（1）体积很小、质量轻、野外工作方便携带。

（2）自动化程度高，分析样品制作不繁琐，操作简单，无需培训专业人员进行操作。

（3）分析时间短，只需要6min。

（4）无辐射，仪器出厂都进行辐射监测，符合国家辐射防护安全标准，对样品分析人员不会造成辐射伤害。

（5）需要采样少。检测仅需10mg分析样品，将其研磨粉末状放入样品分析池中进行分析，6min后可看到到样品分析的衍射谱图及详细分析数据。

（6）检测结果可靠，样品分析结果重复性高，同一个样品在不同的时间、不同的环境温度、不同操作人员进行分析误差非常小只有±0.9%。

3 XRD衍射分析仪与碳酸盐岩综合对比分析

XRD衍射分析仪分析样品的矿物组成而且可进一步确定样品矿物组成晶体含量的变化。应用随钻X射线衍射录井技术有助于了解地层岩屑的矿物组成和不同矿物含量，为石油勘探科研人员提供可靠、优质的分析数据。

3.1 不受人为因素、环境因素影响

目前现场主要对碳酸盐岩定性、定量分析方法有碳酸盐岩分析仪分析法。碳酸盐岩分析仪分析受环境因素、人为因素影响较大，但XRD衍射分析仪克服这些不足（见图1、图2）。

3.2 定性分析

图1 同一个样品振动不同时间分析值

在录井现场进行岩屑、岩芯岩性描述识别时，常规碳酸盐分析仪容易将一些岩性弄混或者定名不够准确，光学显微镜有时难以区分碳酸钙和碳酸钙镁及硅质含量，但是通过XRD衍射分析仪检测可以定性而且可以定量，分析其矿物而达到岩性识别的目（见图3、图4）。

4 结束语

图3 碳酸盐分析仪分析结果

图4 碳酸盐分析仪分析结果

XRD衍射分析仪分析录井技术的应用，克服了传统录井岩性识别主要通过肉眼直接观察或借助光学显微镜观察和碳酸盐岩分析仪分析产生的局限性，为岩性识别及岩屑样品矿物含量的定量分析提供了新的方法。XRD衍射分析技术的应用彻底把现场岩屑、岩芯录井中岩性难以准确描述、识别的困难解决了，对准确建立勘探井地层岩性剖面和底层横向对比及目的层卡层将起到重要作用，为科研人员提供可靠、优质资料提供保障。

参考文献：

[1] 马鸿文.工业矿物与岩石[M].北京：地质出版社，2002.

[2] 南京大学地质学系矿物岩石学教研室.粉晶X射线物相分析[M].北京：地质出版社，1980.

[3] 曾理，许怀先，王兰生，等.沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法[C]//中国石油协会：中华人民共和国石油天然气行业标准汇编,北京：石油工业出版社，2010.

[4] 裴光文.单晶、多晶和非晶物质的X射线衍射[M].山东大学出版社，1989.

[5] 林西生.X射线衍射分析技术及其地质应用[M].北京：石油工业出版社，1990.

[6] 杨新萍.X射线衍射技术的发展和应用[J].山西师范大学学报：自然科学版，2007，21(1)：72-76.