X射線熒光錄井儀_江蘇天瑞儀器股份有限公司生產(chǎn)銷售

X射線熒光錄井簡(jiǎn)稱XRF（X Radial Fluorescence）錄井，X射線熒光分析方法在地質(zhì)礦產(chǎn)資源的勘探中已經(jīng)有了近50年的應(yīng)用歷史，我國(guó)地質(zhì)錄井學(xué)者2007年將X射線熒光分析技術(shù)引進(jìn)到石油鉆井地質(zhì)錄井中，建立了石油鉆井巖屑X射線熒光錄井技術(shù)流程，為錄井巖性識(shí)別技術(shù)的突破奠定了基礎(chǔ)。X射線熒光分析技術(shù)的發(fā)展受到了中石化總部領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門的關(guān)注，于2008年初，正式委托華北石油局開展了《X射線熒光隨鉆錄井技術(shù)研究》課題研究，該項(xiàng)技術(shù)在鄂爾多斯、塔里木、二連、渤海灣盆地的應(yīng)用中取得了很好的效果，有效地解決了PDC鉆頭、氣體鉆井等鉆井條件下的錄井技術(shù)瓶頸問題，并且隨著研究的深入，其在儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)、沉積相研究等諸多方面的作用也初步展露。

1、分析原理XRF錄井技術(shù)是建立在兩項(xiàng)成熟理論基礎(chǔ)上的一項(xiàng)新技術(shù)，其理論基礎(chǔ)一個(gè)是X射線熒光分析理論，另一個(gè)是巖石地球化學(xué)理論。
                                  圖1 X射線錄井譜圖   1.1X射線熒光分析原理：XRF分析是由X射線管發(fā)出的X射線，當(dāng)施加給X射線管的電壓達(dá)到某一高度值，X射線管發(fā)射的X射線的能量足以激發(fā)樣品所含元素原子的內(nèi)層電子，被逐出的電子為光電子，同時(shí)軌道上形成空穴，原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)，外層高能級(jí)的電子自發(fā)向內(nèi)層躍遷填補(bǔ)空位，使原子恢復(fù)到穩(wěn)定的低能態(tài)，同時(shí)輻射出具有該元素特征的二次X射線，也就是特征熒光X射線。XRF錄井根據(jù)熒光X射線的波長(zhǎng)（能量）和強(qiáng)度對(duì)被測(cè)樣品中元素進(jìn)行定性和定量分析, 它以計(jì)數(shù)率即熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，以脈沖幅度即通道號(hào)，或X光子能量為橫坐標(biāo)，得到能量色散型儀器的熒光光譜圖（圖1）。1.2巖石地球化學(xué)理論：地球化學(xué)原理包括元素在地球中賦存特征和遷移規(guī)律等諸多方面，地殼元素豐度研究說明，雖然地殼元素有90多種，但元素的相對(duì)平均含量極不均勻，若按克拉克值遞減的順序排列各種元素，則前兩種分布廣的元素（O（47%），Si）的質(zhì)量占地殼總質(zhì)量的76.5%，前10種元素（O,Si，Al，F(xiàn)e，Ca，Na，K，Mg，Ti，Mn）的質(zhì)量占99.58%，其余元素的質(zhì)量不超過地殼總質(zhì)量的0.5%。從組成三大巖性的主要礦物類型，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)其主要元素種類列表可以看出，Si、Fe、Ca、K、Al、Mg是組成三大巖性常規(guī)礦物的主要元素如下表（表1）。

表1  組成三大巖性的主要礦物及所含元素列表
礦物類別	分子式	主要元素	火成巖	沉積巖	變質(zhì)巖
石英	SiO2	Si、O	●	●	●
長(zhǎng)石	(K,Na,Ca)AlSi3O8	K、Na、Ca、Al、Si、O	●	●	●
云母	K(Mg,Fe,Al)3[AlSi3O8][OH]2	K、Mg、Fe、Al、Si、O、H	●	○	●
角閃石	(Ca,Na)2-3(Mg,Fe,Al)5[(Si,Al)Si3O11]2[OH]2	Ca、Na、Mg、Fe、Al、Si、O、H	●		●
輝石	Ca(Mg,Fe,Al)[(Si,Al)2O6]	Ca、Mg、Fe、Al、Si、O	●
橄欖石	(Mg,Fe)2[SiO4]	Mg、Fe、Si、O	●
高嶺石	Al4[Si4O10][OH]8	Al、Si、O、H		●
蒙脫石	(Na,Ca)(H2O)4｛(Al2-x,Mgx)2［(Si,Al)4O10］(OH)2｝	Na、Ca、Al、Mg、Si、O、H		●
伊利石	K0.75(Al1.75,Mg,Fe)[Si3.5Al0.5O10](OH)2	K、Al、Mg、Fe、Si、O、H		●
海綠石	(K,Na,Ca)1.2-2(Fe,Al,Mg)4[Si7-7.6Al0.4-1O20][OH]4	K、Na、Ca、Fe、Al、Mg、Si、O、H		●
綠泥石	(Mg,Fe,Al)3[(Al,Si)4O10][OH]2(Mg,Fe,Al)2[OH]6	Mg、Fe、Al、Si、O、H		○	●
方解石	CaCO3	Ca、C、O		●
白云石	CaMg[CO3]2	Ca、Mg、C、O		●

從上表可以看出不同沉積類型所關(guān)注的元素種類不同，在砂泥巖剖面中，主要關(guān)注Si、Al、Ca等元素，Si元素反映了砂巖儲(chǔ)層的巖石類型，Al元素反映了泥質(zhì)含量，Ca元素反映了砂巖儲(chǔ)層的碳酸鹽膠結(jié)程度。只有3種元素都準(zhǔn)確可靠，才能在儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中發(fā)揮作用。在碳酸鹽巖剖面中，主要關(guān)注Ca、Mg、Si等元素，Ca元素反映了灰質(zhì)含量和灰?guī)r純度，Mg元素反映了白云質(zhì)含量和白云巖純度，Si元素反映了陸源碎屑物含量。只有3種元素都準(zhǔn)確可靠，才能在巖性識(shí)別和儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中發(fā)揮作用。在火成巖剖面中，主要關(guān)注Si、Fe、Ti、Na、K、Ca、Mg等元素，這些元素在火成巖的識(shí)別、巖石化學(xué)計(jì)算和巖石類型圖版分析中都起著至關(guān)重要的作用。2、應(yīng)用領(lǐng)域目前已經(jīng)研究證實(shí)應(yīng)用有效的領(lǐng)域包括巖性識(shí)別、沉積相分析、物性評(píng)價(jià)等2.1巖性識(shí)別：在砂泥巖剖面中利用Si、Al比值的大小和變化特征來識(shí)別砂巖和泥巖，碳酸鹽巖剖面中利用Si、Al、Ca、Mg等元素的含量來識(shí)別白云巖、石灰?guī)r、砂巖和泥巖，在火成巖剖面利用Ba、Al、Fe的含量來識(shí)別火成巖和砂泥巖。2.2沉積相分析：Mn/Ti和Mn/Al比值是沉積速率的良好指示劑，Al和Ti是陸源的代表性元素，而Mn則是典型的大洋型沉積元素，在沉積作用過程中，沉積物與介質(zhì)之間存在著復(fù)雜的地球化學(xué)平衡，不同元素在不同環(huán)境中的含量和比值就會(huì)存在差異。下面是常用的幾種環(huán)境判別的元素比值地球化學(xué)標(biāo)志。地球化學(xué)家把(K2O+Na20+CaO)／Al203作為指示化學(xué)風(fēng)化作用強(qiáng)度的一個(gè)地球化學(xué)指標(biāo)，比值越小，風(fēng)化作用越強(qiáng)烈。Rb/K比值：研究表明，海相沉積物的Rb/K比值往往大于0.05，半咸水沉積物介于0.03至0.05之間，淡水沉積物則往往小于0.03。B/Ga比值：海相沉積物的B/Ga比值大于4，而淡水沉積物的則小于3，半咸水沉積物的介于二者之間。Sr/Ba比值：Sr/Ba比值與鹽度呈正相關(guān)關(guān)系，據(jù)統(tǒng)計(jì)，比值大于1者多為海相沉積，小于1者多為陸相沉積。此外，Cr、Cu、Ni、V等元素的含量，在海陸環(huán)境中也有明顯差異，一般情況下，海相沉積物比陸相沉積物高三分之一至一倍。2.3物性評(píng)價(jià)：XRF分析獲得的是巖石元素信息，這種分析結(jié)果不可能反映顆粒排列方式信息，但假定某地層在形成時(shí)沉積物源一致、水體化學(xué)性質(zhì)不變、埋深相當(dāng)，成巖后生變化過程一樣，那么影響孔隙度的主要因素只有顆粒和填隙物（包括膠結(jié)物）的含量，而元素分析數(shù)據(jù)恰恰反映了巖石成分的變化。因此元素分析數(shù)據(jù)為孔隙度的定量計(jì)算提供了理論依據(jù)。沉積學(xué)研究也表明，在碎屑巖的形成過程中，“成分成熟度”和“結(jié)構(gòu)成熟度”并存，兩者具有正相關(guān)關(guān)系。所以， “成分成熟度”在一定程度上反映“結(jié)構(gòu)成熟度”，也就是說碎屑巖的元素地球化學(xué)特征及演化可反映其結(jié)構(gòu)特征及變化，進(jìn)一步可以反映其孔隙度大小的變化。華北油田通過地區(qū)某層位大量的巖心實(shí)驗(yàn)室分析實(shí)驗(yàn)，采用多元回歸分方式計(jì)算碎屑巖孔隙度。采用公式為：XPOR=a+bX1+cX2+dX3+eX4……式中：X1、X2、X3……為與孔隙度相關(guān)的元素分析值（脈沖計(jì)數(shù)或%），a、b、、c、d……為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，XPOR為根據(jù)X射線熒光分析元素值多元回歸計(jì)算的陸源碎屑巖孔隙度。3、X射線熒光分析技術(shù)的局限性任何分析方法都有其優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也有其技術(shù)的局限性。X射線熒光分析技術(shù)對(duì)于鉆井現(xiàn)場(chǎng)的巖石分析，其技術(shù)的局限性主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：1、輕元素由于外層電子結(jié)構(gòu)松弛，熒光產(chǎn)額較低，俄歇現(xiàn)象較為嚴(yán)重。一般當(dāng)Z＜30時(shí)，俄歇電子發(fā)射占了優(yōu)勢(shì)。較低的熒光產(chǎn)額也嚴(yán)重影響了輕元素分析的靈敏度，對(duì)原子序數(shù)小于10的超輕元素影響尤其大。2、產(chǎn)生熒光X射線的基本條件是激發(fā)電壓必須達(dá)到該元素某線系所需的臨界激發(fā)電勢(shì)，元素的原子序數(shù)越大，所需的激發(fā)電壓越高，因此，元素分析范圍和受儀器的激發(fā)電壓的限制。若激發(fā)電壓小，重元素難以分析；若激發(fā)電壓大，輕元素就難以分析；若采取變壓分析，耗時(shí)間太長(zhǎng)。3、基體效應(yīng)是X射線熒光分析中普遍存在的問題，是元素分析的主要誤差來源。石油鉆井中，三大成因巖類肯定都能遇到，同一成因巖類其巖石類型也是千差萬別，因此基體效應(yīng)也是隨研究區(qū)和研究層位不同而表現(xiàn)出極大差異，因此，如何消除或校正基體效應(yīng)，始終是X射線熒光分析領(lǐng)域中的重要研究課題。

4、元素分析受靶材影響，有些靶材適用于輕元素分析。

X射線熒光錄井儀廠家介紹

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