一种泥岩薄片的制片方法及应用与流程

本发明涉及石油勘查样品制备，尤其涉及一种泥岩薄片的制片方法及应用。

背景技术：

1、近年来，世界范围内页岩油气勘探开发得以迅速发展，泥岩的岩石学特征、分类、成因、岩相和含油气性逐渐成为广大学者和油田企业重点关注对象和研究热点。泥岩看似简单，实际上矿物组成变化较大。泥岩的矿物组成、化学组成和微观结构决定着其储集性和可压性，与页岩油气求产关系密切。

2、岩石薄片是观察识别矿物、确定岩石类型从而进行岩石学特征研究的最基本手段。利用薄片研究泥岩微观特征，发现泥岩看似简单、实则复杂；泥岩在薄片下呈现出令人惊讶的多样性结构、构造和矿物学特征。

3、国际上的泥岩概念是指粉砂和粘土含量超过50％的陆源碎屑岩，即粒径<0.0625mm，既包括粉砂岩和粘土岩，也包括二者之间的复合或过渡类型。国内关于泥岩和粉砂岩的划分有明确的粒级界线，以0.0039mm或0.004mm为主，即国内泥岩概念小于国外泛义泥岩，仅相当于国外泛义泥岩中粒度最细的那一部分岩石。在利用标准厚度(0.03mm)的薄片进行粒度最细的这一类岩石镜下鉴定时存在很大局限性，主要体现在岩石组分含量的确定方面存在较大误差，原因分析如下：

4、(1)偏光显微镜下可清晰识别的单粒矿物或组分粒度一般在0.01mm左右，最低可到0.005mm；而狭义泥岩中岩石组分细小且常常相互混杂或混积，例如粘土矿物与泥级石英、长石混杂，细小陆屑与泥晶碳酸盐矿物混积，这些组分粒径多<0.004mm，因此在0.03mm薄片的标准厚度范围内理论上可以堆叠10层矿物，因此实际的薄片鉴定工作中难以清晰识别矿物，也难以较准确厘定混积组分的相对含量。

5、(2)页岩油气产层多为传统意义上的烃源岩层系，有机质含量比较高；热演化程度较高的有机质常常为黑色，这些有机质与粘土矿物共同沉积或者散布于泥级砂粒之间，会大幅降低薄片的透明度，从而影响矿物的观察和确定。

6、地质行业标准《岩矿鉴定技术规范第2部分-岩石薄片制样》(dz/t0275.2-2015)和石油行业标准《岩石制片方法》(sy/t 5913-2004)为通用性标准，所规定的薄片制片流程及厚度要求(0.03mm)基本一致--磨平面、粘片、磨片、盖片，不同之处在于磨平面和磨片的不同环节所用金刚砂的粒度略有差别，如表1所示，这2个标准未针对泥岩特殊性提出特定的制片工艺。高会兵、李新站在《一种简单有效的泥岩薄片制片技术》中针对泥岩的强吸水性、致密性和低硬度性造成的标准规程操作效率低下的问题，摸索出了一套泥岩薄片制片方法--502胶固、小钢锯切片、无水酒精替代水、毛玻璃替代磨盘，薄片厚度(0.03mm)则遵从2个行业标准。

7、表1现行制片标准磨制流程及要求

8、

9、综上所述，常规的岩石薄片在进行泥岩鉴定时存在较大局限性；现行制片行业标准未针对泥岩的特殊性提出特定的制片工艺；尽管有学者摸索了泥岩薄片制作技术，但并未关注薄片的鉴定效果及其可应用性。因此，摸索一套能有效进行薄片鉴定的泥岩制片技术具有重要的科学实践意义。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种泥岩薄片的制片方法。

2、第一方面，本发明提出了一种泥岩薄片的制片方法，包括以下步骤：

3、s1：将泥岩取样位置滴渗胶固，待胶凝固后取样切成岩石切片；

4、s2：将岩石切片的一面磨成平面；

5、s3：将载玻片的一面磨为毛玻璃；

6、s4：将步骤s2磨好的岩石切片一面粘在步骤s3得到的载玻片的磨毛面上；

7、s5：将岩石切片另一面按照步骤s2磨成平面，将薄片厚度控制在0.02±0.002mm，盖上盖片。

8、作为本发明的具体实施方式，所述步骤s1中，所述胶固材料优选为502胶水；所述岩石切片厚度为1mm～5mm。

9、作为本发明的具体实施方式，所述步骤s2中，所述将岩石切片的一面磨成平面，平面粗糙度为2.5μm～3.5μm。

10、作为本发明的具体实施方式，所述步骤s3中，所述将载玻片的一面磨成毛玻璃，毛玻璃粗糙度为10μm～14μm。本发明的制片方法中增加了一个磨毛玻璃的环节，目的是通过增大接触面积使得岩片与载玻片之间粘得更牢固，因此在后续的制片过程中不掉片。

11、作为本发明的具体实施方式，所述步骤s4中，采用502胶水将步骤s2磨好的岩石切片一面粘在步骤s3得到的载玻片的磨毛面上；所述载玻片规格为76mm×25mm×(1～2)mm或49mm×25mm×(1～2)mm。

12、作为本发明的具体实施方式，所述步骤s2和s5中，磨成平面的步骤各自独立地还包括精磨工序。

13、作为本发明的具体实施方式，所述精磨工序为依次使用粒径5μm～3.5μm(w5号)和粒径3.5μm～2.5μm(w3.5号)金刚砂与饱和氯化钾溶液混合在玻璃板上磨片。

14、作为本发明的具体实施方式，所述步骤s6中，所述盖片为实验室通用盖玻片，优选为采用502胶水将盖片与样品表面粘牢。

15、由于泥岩本身粒度特别细，薄片鉴定比较困难，如果不盖薄片则更增加薄片鉴定难度，因此，用于镜下岩矿鉴定的泥岩薄片都会有盖片。

16、由于泥岩薄片的制片过程中，经常会发生整个岩片脱离而导致制片失败；粘片时毛玻璃和岩片之间用502粘合，502胶水会填平毛玻璃的小凹坑相当于增加了粘合面积，小凹坑填平之后则不影响岩片的观察；再者，泥岩粒度细小，磨平面和磨片过程都增加了精磨工序；抛光工序理论上来讲也是一个磨平的过程，因为用的是液体抛光，因此对厚度减薄影响比较小。

17、针对泥岩组分粒度细小的特殊性，在行业标准《岩矿鉴定技术规范第2部分-岩石薄片制样》(dz/t 0275.2-2015)和《岩石制片方法》(sy/t 5913-2004)所规定的磨平面、磨片流程中所用w10和w20号金砂粒度分别为10μm～7μm和20μm～14μm，会对样品薄片的表面造成较大的划痕，为了避免或降低这个影响，需要用更细粒度的金刚砂制片，因此，本发明的制片方法，依次选择粒度为5μm～3μm的w5号金刚砂和粒度为3.5μm～2.5μm的w3.5号金刚砂，增加一道精磨工序，使用粒度更细的金刚砂磨料，以最大限度减小磨料对岩片产生的划痕等破坏作用，并得到更加光滑的岩石薄片光面。

18、薄片鉴定工作原理是根据光性特征识别矿物、目估或统计确定矿物含量；一般的，矿物晶粒越大鉴定越容易和准确，矿物晶粒细小或者多种细小矿物相混时，矿物识别难度大，含量估值误差大。减小薄片厚度可以降低细小矿物彼此重叠或者有机质含量较高带来的薄片“不透明度”，利于岩石组分识别及含量确定；通过大量比对试验，确定0.02mm薄片厚度能够满足有效识别泥岩主要组分及含量的要求。

19、确定薄片的厚度为0.02mm，但是0.02mm的厚度很薄，因此必须增加精磨工序，以保证不磨秃、不划伤薄片。

20、第二方面，本发明提供了所述的制片方法制得的泥岩薄片在岩矿鉴定领域中的应用。

21、本发明中的上述原料均可商购获得，本发明对此不作特别限定。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

23、1、本发明针对泥岩组分细小的特殊性，研发了一种适合该类岩石有效鉴定的制片方法。通过在制片标准流程基础上增加更细粒度金刚砂的精磨流程；经大量对比实验确定薄片厚度为0.02mm；以及兼顾泥岩吸水膨胀性，改进了胶固方法和磨片液类型；得到的薄片能够满足泥岩组分有效识别和含量相对准确厘定。

24、2、本发明提出的泥岩薄片制片方法，不仅可以成功制片，而且该类薄片能够满足泥岩组分有效识别和含量相对准确厘定。该技术已经成功地应用于四川盆地及周缘志留系龙马溪组页岩段、石牛栏组灰质泥岩段和江汉盆地潜江组云质页岩段的岩性鉴定和岩相划分。

25、3、本发明提供的泥岩薄片的制片方法，技术简单、有效、易推广。