“岩石薄片鉴定”课程教学的优化与探索

岩石薄片鉴定技术是石油行业中的一项重要基本技能,重点强调学生的实地动手能力、自主学习能力以及独立思考能力。文章以中国石油大学(北京)克拉玛依校区为例,通过分析该类课程现状,提出一系列的改革措施,通过优化课程的整体结构,并与油田合作,利用油田提供的相关便利条件,最大限度地提高学生的自主学习能力以及应用思考能力。

薄片鉴定在油气勘探开发中快速评价案例分析

根据多年在油田工作中岩石检测及生产经验的积累,总结了薄片鉴定在油气勘探开发中的特殊应用案例,如根据特殊矿物的指相性进行碎屑岩沉积相判别、根据岩石组分特性及微观结构进行特殊储层分析、利用显微镜简便易携带及矿物特有的结晶习性进行油田生产现场结垢物分析等等,充分展示了薄片鉴定手段在勘探开发实践中"现场指示、快速评价、简便准确、经济实用"的功能,用翔实的案例资料和丰富的图版,展示了微观研究手段在油气储层评价、生产疑难问题解决等多方面的特殊应用价值。

中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所实验地质技术之岩石(矿物)自动化鉴定分析技术

两百年前,岩石薄片鉴定诞生,属于经验科学,今天,在经验型科学向数据型密集科学转变的大背景下,基于新一代人工智能技术,通过多学科联合智慧鉴定,不同学科专家的共同协作和交互,排除学科间认知壁垒,给出岩石薄片鉴定的最优解。为了实现岩石薄片的智能化、自动化鉴定,中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所集成研发了“岩石(矿物)自动化鉴定分析仪(原型机)”(图1),将岩石薄片鉴定进行降维式数据模型构建,基于卷积神经网络模型和数字图像处理技术多维度实现。

X射线粉晶衍射仪在大理岩鉴定与分类中的应用

大理岩主要有方解石大理岩、白云石大理岩和菱镁矿大理岩三种。以往大理岩是依据偏光显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名,由于方解石、白云石、菱镁矿都属于三方晶系,具有闪突起、高级白干涉色、一轴晶负光性和菱形解理等相同晶体光学特征,偏光显微镜下区分十分困难。为了准确鉴定大理岩中碳酸盐矿物种类及其相对含量,本文利用岩石薄片偏光显微镜和X射线粉晶衍射技术对32件大理岩岩石样品进行分析测试。岩石薄片鉴定结果表明:大理岩造岩矿物主要有方解石、白云石、菱镁矿、石英、斜长石、白云母、黑云母、绿泥石、黏土和金属矿物。根据岩石结构构造及矿物组分特征,可把32件大理岩样品划分为方解石大理岩、长英质方解石大理岩、石英绿泥白云石大理岩、白云石大理岩、云英质白云石大理岩和菱镁矿大理岩等15个类型。X射线粉晶衍射分析表明:大理岩造岩矿物主要有方解石、白云石、菱镁矿、石英、斜长石、钾长石、云母、绿泥石、滑石和蒙脱石。综合分析认为:岩石薄片偏光显微镜鉴定技术很难区分方解石、白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物,以及细小的石英、钾长石和斜长石、滑石和白云母等鳞片状硅酸盐矿物;X射线粉晶衍射分析技术不仅能准确检测出大理岩中方解石、白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物种类及相对含量(方解石、白云石和菱镁矿的X射线衍射主峰有明显差异,d值分别为0.303 nm、0.288 nm和0.274 nm),而且能够有效鉴别岩石中粉砂级斜长石、钾长石与石英(三种矿物的X射线衍射主峰d值分别为0.319 nm、0.324 nm、0.334 nm);且能区分蒙脱石、绿泥石、云母和滑石等层状硅酸盐矿物(四种硅酸盐矿物的X射线衍射主峰d值分别为1.400 nm、0.705 nm、0.989 nm、0.938 nm)。综合岩石薄片偏光显微镜鉴定和X射线粉晶衍射分析结果,最终确定32件大理岩样品划分为22个岩石类型。研究认为:仅根据岩石薄片偏光显微镜鉴定或X射线粉晶衍射技术其中一种方法不能准确鉴定大理岩岩石,应将大理岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术结合起来,才能准确确定大理岩岩石类型。

X射线粉晶衍射仪在千枚岩鉴定与分类中的应用

以往千枚岩是依据显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名.实际上千枚岩中鳞片状绿泥石和黑云母以及微粒石英、钾长石和斜长石在岩石薄片中区分十分困难.为了准确鉴定千枚岩中鳞片状和微粒状造岩矿物种类及其相对含量,利用X射线粉晶衍射半定量技术对19件千枚岩岩石进行分析测试.研究结果显示:利用云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物X射线衍射峰的明显差异,结合X射线衍射全谱拟合半定量分析测试技术,能快速检测云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物种类与含量.实践证明,将千枚岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术紧密结合起来,才能准确定出千枚岩岩石的名称.

X射线粉晶衍射法在变粒岩鉴定与分类中的应用

变粒岩的鉴定通常以显微镜鉴定技术为主,但在显微镜下区分颗粒细小的长石、石英及绿泥石、蒙脱石、云母等层状硅酸盐矿物十分困难,仅通过显微鉴定技术对变粒岩进行定名可能产生较大误差,这对地质填图和原岩恢复工作会造成一些偏差,导致得出错误的地质结论。随着X射线衍射分析技术的发展,该技术已广泛应用于矿物学和岩石学的研究,本研究将结合X射线粉晶衍射技术,对显微镜下难以区分的细小矿物进行鉴定。共选用23件变粒岩样品,利用X射线粉晶衍射分析和显微镜岩石薄片鉴定技术,对变粒岩矿物组分进行检测,用X射线粉晶衍射矿物半定量分析结果验证岩石薄片鉴定结果准确性。显微镜岩石薄片鉴定结果与X射线粉晶衍射物相分析结果对比显示,10件样品定名一致,其余13件样品详细定名有差异。通过分析产生差异的原因,可以认为显微镜岩石薄片鉴定优势在于能确定岩石结构和构造,以及常见矿物组分;X射线粉晶衍射法的优势在于能检测出显微镜下较难区分的细小石英和长石颗粒的相对含量,并能检测出颗粒较小的绿泥石、蒙脱石及云母等层状硅酸盐矿物,该方法对含量较少、颗粒较细的矿物检测效果较好。实验证明将显微岩石薄片鉴定技术和X射线粉晶衍射技术相结合,才能更准确对变粒岩进行定名,为地学研究提供更符合客观实际的技术数据和分析结论。

上海佘山地区地质构造及岩石力学

鉴于上海地区基岩露头稀少,近郊出露的一些孤零“小丘”尚无完整的地质资料,本文通过对佘山地区的地质调查、岩石薄片鉴定,岩石化学全分析及力学性质试验并在前人资料的基础上综合分析,从岩石学、地质构造及岩石物理力学等三方面作了初步总结,提出了一些看法。佘山地区的基岩由东、西佘山等十二座小丘组成,山体排列延伸方向是北东—南西向,与上海地区其中一组区域性断裂构造线一致。

X射线衍射-X射线荧光光谱-电子探针等分析测试技术在玄武岩矿物鉴定中的应用

玄武岩的鉴定通常采用显微镜镜下判定,鉴定结果容易受到鉴定人员的专业水平和主观因素、切片方位的影响,光性特征有差异,再者颗粒细小的矿物还受到光学显微镜本身放大倍数的限制也很难准确鉴定。当前的鉴定方法已由传统的显微镜向现代分析仪器(X射线衍射仪、电子探针、X射线荧光光谱仪等)综合研究方向发展。本文采用X射线粉晶衍射(XRD)和显微镜镜下观测相结合的方法,对安徽女山玄武岩(未经蚀变)和团山玄武岩(经过蚀变)进行鉴定,并采用X射线荧光光谱仪(XRF)和电子探针对鉴定结果进行验证。结果表明:女山玄武岩用显微镜鉴定主要由基质(74%,斜长石44%+辉石30%)和斑晶(13%)组成,还含有少量金属矿物(8%)及较大颗粒石英捕掳晶(5%);其中,基质部分的斜长石经XRD分析可进一步确定为拉长石,辉石主要为普通辉石(单斜辉石),少量金属矿物为钛铁矿。团山玄武岩用显微镜鉴定主要由基质(75%,斜长石50%+辉石25%)和斑晶(9%)组成,还含有少量绿泥石充填的杏仁体;其中,基质部分的斜长石经XRD分析可进一步确定为微斜长石,蚀变矿物为蒙脱石而非薄片鉴定中的绿泥石。综合XRD和相关技术鉴定结果可确定,女山玄武岩主要矿物为拉长石、辉石、钛铁矿;团山玄武岩主要矿物为微斜长石、辉石、蒙脱石。研究显示,单独的显微鉴定技术在含蚀变矿物的玄武岩鉴定中会产生较大偏差,而结合XRD等多种分析测定技术可以快速鉴定出矿物种类,尤其对颗粒较小的矿物鉴定的准确度更高。

惠州凹陷X构造潜山复杂岩性识别与流体评价方法

为了解决惠州凹陷X构造潜山岩性复杂、流体类型多样、含油气丰度评价标准不一等问题,基于已钻潜山井的岩石薄片鉴定及元素录井资料,对研究区潜山储层复杂岩性的镜下微观成分、结构及构造特征进行梳理,优选特征元素Si、Fe、Mg含量建立复杂岩性识别图板,形成了适用于研究区潜山复杂岩性的快速识别方法;基于FLAIR流体录井资料,优选出表征轻质油和凝析气烃组分差异的参数C_1相对含量和Q′值对轻质油层和凝析气层进行区分,结合校正值单位岩石甲烷气体体积与C_1异常倍数建立解释图板识别油气层和干层。经后续的分析化验及取样、测试等资料验证,该方法在潜山复杂岩性识别中准确率可达93.8%,流体解释评价符合率为89.5%,在随钻过程中可以为复杂岩性的判断与流体评价提供理论依据,对下步地质作业方案制定及勘探作业降本增效起到指导作用,具有较强的推广应用价值。

“沉积岩石学”实验教学规律探析

沉积岩石学是地矿、石油类专业的核心基础课程,岩石薄片鉴定是沉积岩石学实验教学的核心内容。本文根据笔者近年的教学实践,系统介绍了新形势下如何有效开展沉积岩薄片鉴定实验教学的几点建议,认为夯实学生专业基础、激发学生专业兴趣、坚持多种教学方法、建设互动式的多媒体化实验室等方面是提高沉积岩薄片鉴定实验教学质量的有效途径。

用核心理念推动作风建设

一个团队的工作作风如何,关系到团队工作任务的完成,目标的达成,是团队综合实力的一个重要方面。作风扎实,具有牢固的凝聚力、不竭的创新力、顽强的战斗力,是一个科研团队必须具备的特征。近年来,海相油气地质研究所以艰苦创业、实干兴业、勤勉敬业、务实乐业为核心理念,抓好作风建设,员工精神面貌焕然一新,求真务实,扎实工作。