一种同时测定储层胶结物中多种微量元素的方法技术

本发明专利技术提供了一种同时测定储层胶结物中多种微量元素的方法，其采用激光剥蚀‑电感耦合等离子体质谱微区分析技术，包括储层胶结物样品制备，除去储层胶结物样品和标准样品表面的污染物，采用标准样品进行仪器参数优化，然后通过采用线扫描或者单点剥蚀方式测定储层胶结物中多种微量元素的含量并进行数据处理分析。本发明专利技术提供的方法可准确测定储层胶结物中的多种微量元素含量，可应用于储层的沉积环境、成岩过程与期次研究，具有测定元素多、检出限低、分析精度高的优点。

A method for simultaneous determination of various trace elements in the reservoir cementation

The present invention provides a method for the simultaneous determination of trace elements of reservoir in the cement, the by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry microanalysis technique, including reservoir cement sample preparation, to remove pollutants from the reservoir cement sample and standard sample surface, using standard sample and instrument parameters optimization. Then by using the content of line scan or single point erosion mode determination of trace elements of reservoir cementation in data processing and analysis. The method provided by this invention can accurately measure the content of multiple trace elements in the reservoir cementation, and can be applied to the study of sedimentary environment, diagenesis process and stage study of reservoir. It has many advantages, such as many elements, low detection limit and high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种同时测定储层胶结物中多种微量元素的方法
本专利技术属于激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱微区分析
，尤其涉及一种利用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱微区分析技术同时测定储层胶结物中多种微量元素的方法。
技术介绍
胶结物指成岩期在岩石颗粒之间起粘结作用的化学沉淀物。主要胶结物为硅质(石英、玉髓等)、碳酸盐矿物(方解石、白云石等)，其次是铁质(赤铁矿、褐铁矿等)，有时可见硫酸盐矿物(石膏、硬石膏等)、沸石类矿物(方沸石、浊沸石等)、粘土矿物(高岭石、水云母、绿泥石等)。胶结物是表现岩石成岩历史的重要记录，分析胶结物形成期次、形成环境对其储层物性的控制作用，对于研究储层的孔隙演化史和进行储层预测具有重要意义，而胶结物的结构与微量元素构成是成岩作用研究中反演成岩流体性质(如温度、压力、pH值、离子构成等)的重要手段，但准确分析胶结物中的微量元素信息则受到自身条件的制约。相对于传统的将整个样品粉碎溶解的方法，微区技术可揭示样品本身内部存在的不均一性，为地质解释提供更全面的地球化学支持，目前对于胶结物微区分析主要有以下两种方式：1、离线分析离线分析技术一般采用微区取样仪，目前商业化的微钻取样系统已带有实时的光学成像系统，可十分便捷准确地选取样品目标位置。取样前将样品上下分别打磨抛光成光洁的平面。然后将样品固定在微钻操作台上。通过显微成像系统选取取样位置，调整微钻倾角，设置好采样深度、钻进速度等工作参数后开始采样。样品收集后，通过湿法消解进行化学处理后测定微量元素和同位素组成，测试精度较高，分析项目较多。取样量的多少取决于后期分析项目。但是由于需要进行化学处理，流程繁琐耗时，实验周期较长，同时需要严格控制化学流程空白，且取样直径(100-200μm)和取样深度(100-200μm)较大，空间分辨率较低，对于较小的胶结物则无法准确钻取。2、在线分析目前，在线分析技术主要有三种方法：扫描电镜、电子探针和激光剥蚀微区分析技术。扫描电镜(SEM)是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌扫描电子显微镜观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。扫描电镜具有较高的放大倍数，在20-200万倍之间连续调节；具有很大的景深、视野大、成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构，并且扫描电镜的试样制备简单。扫描电镜的分辨率达到1nm，通过二次电子图像可清晰观察到纳米/微米矿物的表面形貌特征、微孔隙的形态及分布等，进而为岩石的成因及储层评价等提供依据，目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织形貌的观察和微区成分分析。扫描电镜一般做半定量分析，检出限为10-4g/g，测试元素主要是常量元素。但是扫描电镜只能对样品表面的物质进行成像观察，对未呈现在样品表面的物质不能观察分析。激光剥蚀微区分析技术主要是指激光剥蚀系统连接电感耦合等离子体质谱，其基本原理是将激光微束聚焦于样品表面使之熔蚀气化，由载气将样品微粒送至等离子体中电离，再经质谱系统进行质量过滤，最后用接收器分别检测不同荷质比的离子，可以进行多元素同时测定和同位素比值测定。检测元素包括常量元素、微量元素以及稀土元素，检出限为10-9-10-6g/g，分析精度RSD5％-10％。激光剥蚀微区分析技术以其原位、实时、快速的分析优势以及较高灵敏度，较好的空间分辨率，多元素测定及可提供同位素比值信息的检测能力在岩石微区分析中的应用越来越多，但是使用激光剥蚀-电感耦合技术在胶结物中的应用未见报道，未曾建立一种将激光剥蚀-电感耦合技术应用到胶结物微量元素分析的方法。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术通过采用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱微区分析技术提供了一种能够同时测定储层胶结物中多种微量元素的分析方法。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种同时测定储层胶结物中多种微量元素的方法，其采用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱微区分析技术，包括以下步骤：1)储层胶结物样品制备，2)除去储层胶结物样品和标准样品表面污染物，3)采用标准样品进行仪器参数优化，4)采用线扫描或者单点剥蚀方式测定储层胶结物样品中多种微量元素的含量并进行数据处理分析。根据本专利技术的一个实施方式，所述步骤1)中储层胶结物样品制备的具体过程为将胶结物储层岩石样品切割成长×宽×高尺寸为(20-40)mm×(10-20)mm×(0.5-1.5)mm，优选(30±0.1)mm×(15±0.1)mm×(1±0.1)mm(长×宽×高)的薄片，然后使用环氧树脂将薄片固定在载玻片上，抛光，用酒精棉球将样品表面擦拭。根据本专利技术的一个实施方式，所述步骤2)中通过采用稀硝酸清洗来除去样品和标准样品表面污染物，所述稀硝酸的浓度优选为0.5wt％-5wt％。根据本专利技术的一个实施方式，所述仪器参数优化包括：用美国国家标准局(NIST)标样NISTSRM610或NISTSRM612做仪器优化，用美国地质调查局标准样品碳酸盐标样MACS-3、玄武岩玻璃标样BCR-2G、BHVO-2G和BIR-1G做外标校正曲线。根据本专利技术的一个实施方式，在激光剥蚀-电感耦合等离子体微区分析过程中选用氦气作载气，氩气为补偿气，以调节灵敏度，二者在进入电感耦合等离子体(ICP)之前通过一个T型接头混合。仪器点燃后，稳定10-30min，优选20min，载气和补偿气的优化通过剥蚀NISTSRM610使7Li，115In，232Th信号达到最强；根据本专利技术的一个实施方式，为减少氧化物产率和一价离子的干扰，在剥蚀NISTSRM610时，ThO/Th的比值小于0.3％，Ca2+/Ca+的比值小于0.70％，238U/232Th的比值约为1。根据本专利技术的一个实施方式，所述线扫描剥蚀包括以下步骤：①预剥蚀：为了清除样品表面污染，首先采用激光斑束为120-180μm，剥蚀速度为80-120μm/s的剥蚀条件对目标区样品进行线扫描预剥蚀，在预剥蚀的过程中检测器不检测，剥蚀完成后进行吹扫50-70s；②线扫描剥蚀：在预剥蚀的线沟内每0.8-1.2mm做一次聚焦进行线扫描剥蚀，线扫描剥蚀激光斑束35-45μm，剥蚀速度3-7μm/s，目的是为了保证激光更好的聚焦于样品表面，共剥蚀出5个首尾衔接的小线沟，每次剥蚀之前，都首先遮挡激光进行空白计数10-20s，接着进行线扫描剥蚀；③清除残留物：样品剥蚀完毕后，继续吹扫40-80s，保证样品室内残留不影响下个样品测定。根据本专利技术的一个实施方式，所述单点剥蚀包括以下步骤：①预剥蚀：为了清除样品表面污染，首先采用激光斑束为120-180μm，剥蚀速度为80-120μm/s的剥蚀条件对目标区样品进行线扫描预剥蚀，在预剥蚀的过程中检测器不检测；②单点剥蚀：单点剥蚀过程中激光斑束直径为30-50μm，激光采样过程中，首先遮挡激光束进行空白计数15-35s，接着对样品每个点位进行连续剥蚀40-60s，最后停止剥蚀，用氦气吹扫清洗进样系统时继续计数15-35s，每个点位的总分析时间70-130s，；③清除残留物：样品剥蚀完毕后，继续吹扫60s，保证样品室内残留不影响下个样品测定。优选地，在线剥蚀或单点剥蚀测试过程中，每测定5个样品后，用MACS-3、BCR-2G、BHVO-2G和BIR-1G做一次外标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时测定储层胶结物中多种微量元素的方法，其特征在于，采用激光剥蚀‑电感耦合等离子体质谱微区分析技术，包括以下步骤：1)储层胶结物样品制备，2)除去储层胶结物样品和标准样品表面污染物，3)采用标准样品进行仪器参数优化，4)采用线扫描或者单点剥蚀方式测定储层胶结物样品中多种微量元素的含量并进行数据处理分析。

【技术特征摘要】
1.一种同时测定储层胶结物中多种微量元素的方法，其特征在于，采用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱微区分析技术，包括以下步骤：1)储层胶结物样品制备，2)除去储层胶结物样品和标准样品表面污染物，3)采用标准样品进行仪器参数优化，4)采用线扫描或者单点剥蚀方式测定储层胶结物样品中多种微量元素的含量并进行数据处理分析。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中储层胶结物样品制备的具体过程为将胶结物储层岩石样品切割成长×宽×高尺寸为(20-40)mm×(10-20)mm×(0.5-1.5)mm，优选(30±0.1)mm×(15±0.1)mm×(1±0.1)mm的薄片，然后使用环氧树脂将薄片固定在载玻片上，抛光，用酒精棉球将样品表面擦拭。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，通过采用稀硝酸清洗来除去样品和标准样品表面污染物，所述稀硝酸的浓度优选为0.5％-5％。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述仪器参数优化包括：用美国国家标准局标样NISTSRM610或NISTSRM612做仪器优化，用美国地质调查局标准样品碳酸盐标样MACS-3、玄武岩玻璃标样BCR-2G、BHVO-2G和BIR-1G做外标校正曲线。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在激光剥蚀-电感耦合等离子体微区分析过程中选用氦气作载气，氩气为补偿气，二者在进入电感耦合等离子体之前通过一个T型接头混合。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤3)仪器参数优化包括：仪器点燃后，稳定10-30分钟，载气和补偿气的优化通过剥蚀NISTSRM610使7Li，115In，232Th信号达到最强。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在剥蚀NISTSRM610时，ThO/Th的比值小于0.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：马亮帮，腾格尔，刘伟新，秦建中，葛颖，郑家锡，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11