2.11: Пошук репрезентативної літології

Last updated
Save as PDF

Page ID: 18746

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Від осаду до зразка

Відкладення зразків зазвичай надсилаються у великому поліетиленовому пакеті всередині коричневого паперового мішка, позначеного назвою компанії чи організації, назвою та номером місця буріння, а також глибиною, яку було взято осад (у метрах).

Першим кроком у визначенні літології є підготовка зразка з вашого об'ємного осаду. Для цього вам потрібно буде розчавити частину об'ємних порід вашого осаду на більш дрібні зерна (рис.\(\PageIndex{1}\)). Вам знадобиться тверда поверхня, молоток або киянка, і ваш осад. Імпровізована ємність, така як картонна, показана на малюнку,\(\PageIndex{2}\) може бути корисною в тому, щоб містити фрагменти, які намагаються вийти з твердої поверхні під час енергійного забивання. Видаліть пластиковий мішок для осаду з коричневого мішка поштової скриньки. Випорожнити приблизно 10-20 г насипного осаду на тверду поверхню. Неодноразово вдаряйте більші частини осаду розміром з скелю, поки більші одиниці не розбиваються на зерна, які мають приблизно розмір зерна рису.

\(\PageIndex{1}\)Малюнок Молоток і тверда поверхня для дроблення. Імпровізований картонний щит зліва може бути розміщений навколо твердої поверхні для контролю фрагментації.

Деякі зразки видаватимуть маслянисті або шкідливі запахи при подрібненні. Це відбувається через захоплених вуглеводнів або сірчистих сполук і є нормальним явищем. Наступним етапом процесу, промивання, буде подбати про ці домішки і запах.

Після того, як зразок був належним чином подрібнений в макромасштабі, мікрорівномірність за розміром зерна може бути досягнута за допомогою подрібнювальної мікро-млинної машини, такої як Planetary Mills Pulverisette 7 на малюнку\(\PageIndex{2}\).

Мікро-млин Pullsette, фрезерна чашка видалена. Млин встановлюється на 520 обертань в хвилину і п'ятихвилинний час роботи. — Малюнок\(\PageIndex{2}\) A Pullsette мікро млин, фрезерний стаканчик Млин встановлюється на 520 обертань в хвилину і п'ятихвилинний час роботи.

Щоб скористатися млином, завантажте подрібнений зразок у фрезерний стакан (рис.\(\PageIndex{3}\)) разом з фрезерними каменями діаметром 15 мм. Встановіть швидкість обертання та час за допомогою інтерфейсу машини. Запропоновано швидкість 500-600 об/хв і час млина 3-5 хвилин. Використання більш високих швидкостей або більш тривалого часу може призвести до втрати зразка як пилу. Завантажте фрезерну чашку в млин і натисніть старт; переконайтеся, що опустіть ковпак млина. Після того, як млин завершить свій цикл, витягніть зразок і скиньте його в пластикову чашку, марковану назвою місця свердла та глибиною, щоб підготувати його до миття. Обов'язково промийте та висушіть чашку млина та млинні камені між зразками, якщо тестуються кілька зразків.

Малюнок\(\PageIndex{3}\) Фрезерний стакан з млинними каменями та подрібненим зразком перед фрезеруванням.

Миття зразка

Якщо ваш зразок забруднений, як у забруднених вуглеводнями, такими як сира нафта, його потрібно буде промити. Для миття зразка вам знадобиться чашка для зразків, умивальник, ложка, сито 150-300 мкм, побутовий миючий засіб для посуду та порцеляновий рамекін, якщо є сушильна піч (рис.\(\PageIndex{4}\)).

\(\PageIndex{4}\)Малюнок Умивальник, з миючим засобом в пляшці з бризком і пробою в чашці для миття (сито не на фото).

Візьміть чашку зразка в умивальник і наповніть чашку наполовину водою, додавши бризок миючого засобу для посуду. Енергійно перемішуйте чашку ложкою протягом 20 секунд, гарантуючи, що кожне зерно покрито водою з миючим засобом. Вилийте свій зразок в сито і включіть кран. Проведіть воду над зразком, щоб миючий засіб і частинки пилу промити через сито. Продовжуйте промивати зразок таким чином, поки з зразка не буде вимито все миючий засіб. Після очищення спорожніть сито на поверхню, щоб залишити сушитися на ніч, або в рамекін, якщо доступна сушильна піч. Помістіть рамекін в сушильну піч, встановлену не менше 100° C протягом мінімум 2 годин, щоб забезпечити ретельне висихання (рис.\(\PageIndex{5}\)). Після висихання зразок готовий до збору.

Сушильна піч з температурою, встановленою вище температури випаровування для води при 105° C — \(\PageIndex{5}\)Рисунок: сушильна піч з температурою, встановленою вище температури випаровування для води при 105° C

Вибір зразка

Вибір зразка, мабуть, є найважливішим кроком у визначенні літології (рис.\(\PageIndex{6}\)).

Під час цього кроку ви створите рівномірність зразка, щоб усунути випадкові мінерали, макрозабруднення, такі як деревина, і капелі, які впали в глибину вашого осаду, коли був пробурено осад. Ви також зможете отримати загальне судження щодо літології після збирання, хоча необхідний подальший аналіз, якщо бажаний хімічний склад. Видаліть зразок з сушильної печі. Візьміть шматок вагового паперу і відважте 5-10 г проби. Використовуйте світловий мікроскоп, щоб визначити, чи є більша частина зразка мулом, глиною, мулоподібною глиною або піском.

Глиняні зерна матимуть сіре забарвлення з великими плоскими підповерхнями і меншою кутовою. Глина легко деформується під тиском щипців.
Зерна мулу будуть темніше глини і матимуть цятки, які сяють при обертанні зерна. Текстура - довгі шматочки з зубчастими краями. Мул твердіше по консистенції.
Мулиста глина - це гетерогенна суміш (половина і половина суміші) перерахованих вище.
Пісок визначається як більший розмір зерен, більш світле та різноманітне забарвлення та багато кристалічних підструктур. Пісок важко деформувати щипцями.

Світловий мікроскоп використовується для «забору» зразка. Зразок відокремлюється відповідно до домінантної літології при підготовці до хімічного аналізу. — Малюнок\(\PageIndex{6}\) Світловий мікроскоп використовується для «вибору» зразка. Зразок відокремлюється відповідно до домінантної літології при підготовці до хімічного аналізу.

Гранулювання зразка

Щоб підготувати зразок для рентгенівського флуоресцентного аналізу (XRF), вам потрібно буде підготувати зразок гранул. Для гранулювання вашого зразка вам знадобиться ступка та товкач, в'яжуче для гранул, таке як Cerox, лопатка для видалення в'яжучого, мікромасштаб, прес для гранул з корпусом та чашка для олова для гранул. Відміряйте і вилийте 2-4 г зразка в вашу ступку. Виміряйте та додайте 50% ваги зразка в'яжучого гранул. Наприклад, якщо вага вашого зразка склав 2 г, додайте 1 г в'яжучого. Подрібніть зразок в дрібний однорідний порошок, стежачи за тим, щоб все сполучне було ретельно перемішано зі зразком (рис.\(\PageIndex{7}\)).

\(\PageIndex{7}\)Малюнок Ступка і товкач використовуються для подрібнення зразка до порошку для гранулювання в пресі для гранул. Також за допомогою лопатки додають в'яжучий засіб (Цереокс).

Опустіть зразок олов'яної фольги в корпус преса. Налийте зразок у олов'яну фольгу, а потім обережно постукайте корпусом про тверду поверхню два-три рази, щоб переконатися, що зразок осідає в олово. Помістіть верхній прес диск в канал. Помістіть корпус преса в прес, орієнтований безпосередньо під пресувальним важелем. Прокручуйте важіль на пресі до тих пір, поки манометр не зчитує 15 тонн (рис.\(\PageIndex{8}\)). Зачекайте одну хвилину, потім скрутіть клапан скидання тиску і зніміть корпус преса з преса. Зворотний прес і прикладіть знімний ковпачок до нижньої частини преса. Помістіть корпус преса нижньою стороною вгору і вручну подайте тиск, повертаючи кривошип зверху преса, поки зразок не вискочить з корпусу. Отримати гранульований зразок (рис.\(\PageIndex{9}\)). Гранульований зразок тепер готовий до рентгенівського флуоресцентного аналізу (XRF).

\(\PageIndex{8}\)Малюнок Прес для гранул під тиском до 15 тонн.

Завершена гранула після пресування. — Малюнок\(\PageIndex{9}\) А завершена гранула після пресування.

XRF аналіз

Помістіть гранулу зразка в XRF (рисунок\(\PageIndex{10}\) і малюнок\(\PageIndex{11}\)) і закрийте XRF ковпак. XRF отримати спектр від пов'язаного комп'ютера.

рентгенівський флуоресцентний спектрометр Spectro XEPOS. — Малюнок\(\PageIndex{10}\) A Spectro XEPOS рентгенівський флуоресцентний спектро

Внутрішня частина спектрометра, де гранули зразка поміщаються для аналізу — \(\PageIndex{11}\)Рисунок Внутрішня частина спектрометра, де розміщені гранули зразка для аналізу

Спектр XRF - це ділянка енергії та інтенсивності. Програмне забезпечення, оснащене XRF, буде попередньо запрограмовано для розпізнавання характерних енергій, пов'язаних з рентгенівськими випромінюваннями елементів. XRF функціонує шляхом зйомки пучка фотонів високої енергії, які поглинаються атомами зразка. Електрони внутрішньої оболонки атомів зразка викидаються. Це залишає атом в збудженому стані, з вакансією у внутрішній оболонці. Електрони зовнішньої оболонки потім потрапляють в вакансію, випромінюючи фотони з енергією, рівною різниці енергій між цими двома енергетичними рівнями. Кожен елемент має унікальний набір енергетичних рівнів, тому кожен елемент випромінює характерний для цього елемента малюнок рентгенівських променів. Інтенсивність цих характерних рентгенівських променів збільшується з концентрацією відповідного елемента, що призводить до більш високих показників і більш високих піків на спектрі (рис.\(\PageIndex{12}\)).

\(\PageIndex{12}\)Малюнок Спектр XRF, що показує хімічний склад зразка.