长江三角洲平原湖沼沉积物XRF岩芯扫描结果的可靠性分析

对长江三角洲顶部湖沼相沉积为主的X J02孔(32°19 ′57″N,119°16 ′22″E)进行XRF全岩芯扫描(XRF-cps)分析,同时选取70个样品利用X射线荧光光谱仪(XRF-ppm)进行元素含量测定.通过对两种测试方法所获结果的对比及相关性分析,探讨了XRF岩芯扫描方法测定元素含量的可靠性及其影响因素.结果表明:两种方法所测得的6种元素Ti,Zn,Rb,Sr,Fe和Ca的相关系数很高,XRF扫描强度变化可以很好地反映其含量的变化;XRF扫描强度受含水量的影响,尤其对原子量较小的元素Si等影响比较明显;对于含量较低的元素P和Pb,XRF扫描强度不能真实的反映沉积物中的元素含量.     

饱水白云岩临界点、骨架和流体弹性参数的数值计算

基于临界孔隙度模型,提出了用岩石的整体弹性信息反演求取临界点、流体和骨架等局部弹性参数的数值计算方法和双向线性回归计算公式;结合饱水白云岩的样品测试数据,以孔隙度为自变量和因变量,对密度和密度与纵、横波速度平方的乘积分别进行了数值计算。以测试样品的整体信息求得其临界点、流体和骨架弹性参数值,并与实测数据做了相关性分析,其相关系数高达90%,充分表明数值计算公式的正确性和实现方法的有效性。岩石骨架、流体弹性参数的数值反演计算在油气勘探领域中具有巨大潜力,运用测井曲线和地震数据,可以反演求出岩石孔隙中流体弹性参数(密度、速度),对直接指示油层、气层起到重要作用。     

岩石力学参数对裂缝发育程度的影响

弹性模量(E)、泊松比(μ)及密度(ρ)是岩石的重要力学参数, 当其他条件一致时, 在一定程度上影响着裂缝的发育。以塔里木盆地某气田为研究区, 在造缝期古应力场分析的基础上, 利用储层裂缝数值模拟技术, 计算得到储层裂缝孔隙度; 再以裂缝孔隙度为指标, 分析岩石力学参数对裂缝发育程度的影响。研究结果表明, 裂缝孔隙度随弹性模量的增加而增大, 同等应力条件下, 弹性模量越大, 裂缝孔隙度越高, 破裂程度越大; 泊松比小于0.2时, 裂缝孔隙度随泊松比增加而逐渐下降; 泊松比超过0.2后, 裂缝孔隙度随泊松比增加而逐渐增大; 岩石密度对裂缝孔隙度的影响不大, 基本上可以忽略。      

基于原位渗透率试验反演岩石孔隙度的新方法

为了获取岩石的原位孔隙度,在原位稳态渗透率试验的基础上,建立了以孔隙度和渗透率为主要参数的瞬态气体渗流模型,构造了基于遗传算法的孔隙度反演模型,分别采用原位渗透率试验中获取的岩石渗透率和瞬态压降数据作为已知量和观测数据,形成了基于原位渗透率试验反演岩石孔隙度的新方法。针对某场地的原位渗透率试验数据,分析了孔隙度对压降曲线的影响及孔隙度反演的可行性,编制了并行孔隙度反演程序,在大型计算机上对两个钻孔的孔隙度进行了反演并证明了反演结果的惟一性,最后通过数值模拟和实验室测量验证了反演结果的正确性。作为一种原位试验方法,对岩石及其孔隙结构破坏较小,其孔隙度反演结果比实验室测量法具有更好的区域代表性,反演结果可应用于气体泄漏行为模拟中。     

便携式X射线荧光分析仪(PXRF)野外现场测试在岩石样品分析中的应用研究

以X射线荧光光谱分析技术(XRF)为基准,对那阿地区的花岗岩和变质岩样品进行测试分析。以实验室所测得的主量元素结果为标准,将PXRF所测得的粉末状岩石样品数据与其对比。在处理样品中Al_2O_3、CaO、Fe_2O_3、MgO、SiO_2、TiO_2这六个主量元素的数据时,发现Spearman方法优于Pearson方法。根据不同时间变量下XRF与PXRF所测样品相关系数值(ρ)来看,90 s是4个时间点(90 s、80 s、70 s、60 s)中最优的时间点;以90 s为基准,对比变质岩与花岗岩的相关数据发现:除CaO、MgO的变质岩ρ值大于其花岗岩ρ值之外,其余主量元素的变质岩的ρ值均小于花岗岩的ρ值,在变质岩中除了SiO_2、TiO_2不具有明显的正相关与负相关性外,其余主量元素均可以进行半定量甚至是定量测量。在花岗岩中除SiO_2具有弱正相关性外,其余主量元素的正相关性均显著,因此在样品为粉末态的前提下PXRF的野外现场测试具有可行性。     

一种基于工业CT技术的岩芯样品孔隙度测量分析方法

岩芯(石)或地质样品的孔隙度,对于成矿流体的研究有着极其重要的意义.针对现有测量与分析计算岩石孔隙度方法难于确保反映岩石样品内部的、原始的、原位的信息或特征等不足,笔者利用工业CT无损检测技术能以图像的形式,直观呈现物体内部密度分布或结构状况这一特点,基于岩芯(石)样品的工业CT切片图像,采用边缘检测和阈值分割等数字图像处理方法,对某矿区ZK992钻井10件岩芯样品的孔隙度做了计算分析研究工作.通过二阶B样小波模极大值法对岩芯CT图像ROI进行边缘检测和改进的类间方差最大法对岩芯CT图像ROI进行阈值处理,分别获得了10件岩芯样品的孔隙度(1.22％～5.79％),基此得出了随着钻进深度的增大,岩芯样品的孔隙度呈现先递增后递减的趋势.研究结果表明,所测得的岩芯样品的孔隙度结果,与经验值基本吻合.这既可为成矿流体的研究提供参考价值,又可为岩石孔隙度测量分析提供一种新的手段或方法.     

X射线荧光光谱法分析不同类型岩石中10种主量元素的测试能力验证

以28个不同类型岩石标样作外标,用玻璃熔片法制样,采用经验系数法进行基体校正,建立了X射线荧光光谱法(XRF)测定不同类型岩石中硅铝钙镁等10种主量元素的分析方法。该方法被用于参与GeoPT分析测试能力验证,15年来分析了23个不同类型的岩石验证样品。经验证该方法对SiO_2、Al_2O_3、K_2O和CaO具有非常好的分析效果(所有测定结果的|Z|2);对于MgO、MnO、TiO_2和Na_2O四个元素,尽管各有一个样品的分析结果的|Z|2,这主要是样品与标样的基体差异较大造成了低含量样品测定结果超差,但依然可获得好的分析效果;当TFe_2O_31.0%,P_2O_5含量在0.08%~0.80%区间时,分析结果的|Z|2,满足分析期望。总体上所建立的XRF分析方法稳定,可满足应用地球化学实验室测试不同类型岩石中10种主量元素的分析期望。     

超高压变质岩物理性质的相关性对建立结晶岩区地球物理解释标尺的意义

大陆科学钻探为认识深部地壳的结构、组成、力学性质和物理状态提供了重要的基础数据。岩石物理性质的测量对于原位测井资料的校正和地表地球物理测量的解释具有重要意义,岩石物理性质和岩石学研究相结合,还能为岩石的变质作用以及变质过程中化学成分的迁移提供必要的约束。本文主要对CCSD100-3100m的综合岩石物理资料进行了相关性调查和聚类分析,并得出如下结论:(1)岩石物理性质中的地震波速度、密度、热导率之间具有强相关性,他们都受岩石中主要矿物的组成和含量所控制;(2)岩石的电阻率和磁化率受金属氧化物含量的控制,与岩性有相关性;孔隙度、渗透率与岩性没有相关性;(3)利用岩石的物理性质可以反演不同的岩性,其中地震波速度、密度和热导率对榴辉岩和片麻岩大类具有很好的分类效果,而结合磁化率和电阻率则能更好的区分出超基性岩、正片麻岩和副片麻岩。上述结论对综合地球物理解释中物理参数的选取和结晶岩区地球物理解释标尺的建立具有重要的意义。     

同步辐射X射线荧光光谱测定沉积物中元素含量的归一方法研究——以四海龙湾纹层沉积物为例

同步辐射X射线荧光光谱分析(SRXRF)是一种基于同步加速器光源与X射线荧光光谱分析(XRF)相结合的原位分析方法,可以直接对沉积物进行扫描获得每个点的能谱图,从而计算元素含量的相对变化.但是由于荧光光谱定性和定量分析中存在的问题,国内发表文献中各种XRF原位分析数据均以相对含量或者计数表示.本文通过对各种标准物质(土壤、沉积物和岩石)的SRXRF分析,结合标准样品的定量数据,对同步辐射X射线荧光光谱的定量方法进行了研究.鉴于元素质量数和谱线强度的差异,不同元素需要运用不同的归一方法.对于K和Ca元素,采用ROI0-195背景归一;Ti元素采用ROI293-303背景归一;Mn元素采用ROI214-222背景归一;而较高序数的元素Fe采用拟合康普顿散射峰归一.通过上述归一方法,我们获得了K、Ca、Ti、Mn和Fe元素的定量标准曲线,相关系数分别为0.89、0.98、0.96、0.93和0.98.运用标准样品对各元素的定量标准曲线进行检验,结果表明:Fe元素含量预测的平均相对偏差小于10％,K、Ca和Ti的平均相对偏差小于20％,Mn的相对偏差较大,为35.9％.从总体上看,SRXRF获得的数据可以基本满足湖泊沉积物中元素分析的定量化需求.为验证SRXRF方法能否揭示元素含量的季节性变化,我们对四海龙湾纹层沉积物进行了分析,按选定的归一方法计算样品中元素特征谱线的强度,利用各元素的标准曲线计算岩芯沉积物中元素含量.K、Ca、Ti、Mn和Fe元素含量具有明显的季节韵律变化,浅色碎屑微层中Ti和Ca含量较高,而Mn和Fe丰度的高值对应于暗色有机质-碎屑混合层.初步研究结果表明同步辐射X射线荧光光谱分析可以揭示湖泊中沉积的元素的季节性变化,对研究过去季节-年尺度的古气候、古环境变化具有重要的科学意义.     

因子分析法在陆相致密砂岩及泥页岩储层泥质含量预测中的应用

泥质含量(V_(sh))的合理预测对其他储层参数预测、钻探设计及井壁稳定性评价等方面均有一定影响,但常规岩石V_(sh)预测方法的评价效果通常欠佳。基于该现状,以川西地区上三叠统致密碎屑岩储层为例,通过设计实验及测井参数提取,分别采用常规自然伽玛法、三孔隙度模型及因子分析方法对储层泥质含量进行评价预测,并与实测结果进行对比。研究结果表明,自然伽玛法的平均相对误差为27%,该方法主要会造成致密砂岩的V_(sh)出现显著偏高。三孔隙度模型的平均相对误差为6%,误差较小。因子分析方法综合考虑了自然伽玛、中子孔隙度、纵波时差、岩石密度、电阻率、自然电位及有效孔隙度7个参数,岩样尺度因子(F_1′)与V_(sh)间具有较好的幂指数关系,待定常数m=2.368,n=0.040。该方法的平均相对误差为4%,预测效果最好。综合来看,因子分析方法最适用于该地区陆相致密碎屑岩储层V_(sh)的预测。