第二章微观孔隙结构类型划分及特点
2.1 微观孔隙结构类型的研究方法
随着油田开采技术的发张，从一开始单纯依靠天然能量驱油逐渐发展到用注水注气疯方法开采石油，于是开始出现了多相渗流，贝克莱—勒弗莱脱关于水驱油非活塞式驱替理论的提出，奠定了多相渗流的基础，拟压力方法的引入使油气两相渗流得到了有效的解决。
油气储集层是油气储集的场所和油气云翳的通道。它有着极其复杂的内部空间结构和不规则的外部集合形状，它是渗流的前提条件，所以必须对其进行了解。按其成因可分为：原生孔隙、次生孔隙、混合空隙。
（1）原生孔隙
指原始沉积物固有的空隙，如（陆源碎屑）粒间孔、（陆源碎屑）粒内孔等。原生粒间孔经机械压实作用改造后变小，习惯上称之为原生缩小粒间孔，此类孔隙在本区不甚发育（图2-5, 图2-6）。
图2-5少量原生缩小粒间孔；单偏光10×10 Fig. 2-5 Fine-grained arkose lithic
sandstone
图2-6少量原生粒间孔；单偏光：10×10 Fig. 2-6 Fine-grained arkose lithic
sandstone
（2）次生孔隙
经次生作用（如淋滤、溶解、交代、重结晶等成岩作用）所形成的空隙称为次生孔隙。构成本区砂岩主要储集空间的次生孔隙由溶解成岩作用形成。主要包括粒内溶孔、铸模孔隙和胶结物内溶孔。
图 2-7长石粒内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-7 Arcosic intergranular dissolved pore, plainlight 10×10
图2-8岩屑粒内溶孔；单偏光10×10
Fig. 2-8Lithic intergranular dissolved pore，
plainlight 10×10
粒内溶孔见于易溶的陆源长石颗粒、岩屑和内源介形虫骨壳。其中长石粒内溶孔常依长石颗粒的解理缝、双晶缝、裂隙外延伸展（图2-7）。陆源岩屑遭受部分溶蚀后形成岩屑粒内溶孔，粒内见有难溶组分（图2-8）。本区还可见介形虫化石，体腔内先期充填的碳酸盐胶结物后来发生溶解，形成溶蚀孔隙。特征是介形虫壳体基本完整，体内见有残余的碳酸盐矿物（图2-9）。
图2-9 介形虫体腔内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-9 Within mussel-shrimp dissolved porem plainlight 10×10
图2-10长石铸模孔隙., 单偏光10×20 Fig. 2-10 Arcosic matrix pore, plainlight
10×20
溶解作用强烈可使陆源碎屑、内源颗粒（如生物介壳、鲕粒等）被全部溶解掉，若该颗粒外形轮廓、解理缝、岩石结构等自身特征尚可辨识时，称此种空隙为铸模孔隙。本区的铸模孔隙有长石铸模孔隙和岩屑铸模孔隙，前者发育（图2-10）。
图2-11连晶方解石胶结物内溶孔；均为正交光，右加石膏试板，正交光10×20
Fig. 2-11 Within intergrowth calcite cement dissolved pore; orthogonal light plainlight,
10×20. right plaster tablet
胶结物内溶孔是本区最为发育的一类次生孔隙，见于方解石胶结物、硬石膏
胶结物、铁方解石胶结物、铁白云石，以方解石胶结物最为普遍，硬石膏胶结物
次之，后二者不发育（图2-11、图2-12）。
（3）混合孔隙
混合孔隙指同时包括原生、次生成因的孔隙，主要有粒间溶蚀扩大孔和超大
孔隙。
粒间溶蚀扩大孔在本区岩石中常见，主要特征是于颗粒之间，孔隙边缘不规
则，呈港湾状、参差状；可见漂浮状颗粒，为残留的难溶组分。由原生粒间孔隙
周边的易溶组分（如长石颗粒）被溶解扩孔隙形成（图2-13，图2-14）。
图2-12连晶硬石膏胶结物内溶孔，硬石膏胶结物二级蓝干涉色；左为单偏光，右为正交光，10×10 Fig. 2-12Within intergrowth plaster cement dissolved pore, anhydrite cement is the second blue interference color, the left is plainlight, the right is orthogonal light, 10×10
图2-13 粒间溶孔；单偏光10×10
Fig. 2-13 intergranular dissolved pore,
plainlight 10×10图2-14粒间溶孔发育, 铸体薄片，单偏光10×10 Fig. 2-14 intergranular dissolved pore development cast color flake, plainlight
10×10
超大孔隙是指体积大于周边最大颗粒体积的孔隙，边缘参差不齐，其内常见漂浮状颗粒。超大孔隙是在粒间溶孔、原生粒间孔已经存在的基础上，再次甚至多次溶解扩孔形成的，属混合成因的孔隙类型，是一种最有利的油气储集空间。
3 油气储集层的特点
1 储容性
油气储集层作为一种多孔介质，最重要的特点之一是储容性，即储存和容纳流体的能力，孔隙度是表征储容性的一个重要物理量。
2 渗透性
渗透性即多孔介质允许流体通过它的能力。表征渗透性的量为渗透率。
3比表面性
由于多孔介质中存在大量的孔隙空间，所以村子大量的内表面积。定义：总表面积与岩石体积的比值为比表面积。
4 结构复杂结构复杂是多孔介质的基本特性。
2.3 主要研究方法
常规岩石孔隙结构特征的描述方法主要包括：室内实验方法和数值模拟法。室内实验方法是目前最主要，也是应用最广泛、描述精度最高的描述和评价岩石孔隙结构特征的方法，主要包括:物理模型法
[33]、借助于铸体薄片、扫描电镜及CT扫描图像的图像分析法、毛管压力曲线法、分形几何分析法等。
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）
第二章岩石中的空隙与水分 一、名词解释 1．岩石的透水性：岩石允许水透过的能力。 2．孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。 3．孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。 4．裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。 5．裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值。 6．岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。 7．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。 8．给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积。 9．重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。 10．毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 11．支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。 12．悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。 13．容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。 14．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。 15．持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。 二、填空 1．岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分步和运动具有重要影响。 2．岩石空隙可分为松散岩石中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、和可溶岩石中的溶穴。3．孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。 4．松散岩层中，决定透水性好坏的主要因素是孔隙大小；只有在孔隙大小达到一定程度，
材料微观结构观察开放实验报告 学院：系：专业：年级： 姓名：学号：实验时间：注明日期和第几节课 指导教师签字：成绩： 一、实验目的和要求 1．了解材料微观结构观察与分析技术的实际应用； 2．了解光学金相显微镜的基本原理、主要部件的功能和显微镜的正确操作；3．了解制作金相试样的步骤； 4．观察工程材料典型的微观结构，了解微观结构与材料性能之间的关系。 二、实验原理 观察材料的微观结构时，首先对试样进行研磨和拋光，得到一平整镜面。然后对试样的抛光表面进行适当的化学浸蚀处理，由于不同微观结构的腐蚀程度不同，使得腐蚀后的试样抛光面对入射光线反射强弱不同，因此借助各部分的明暗差异，便可在光学显微镜下观察到材料内部的微观结构形貌。 不同材料具有不同的微观结构，同种材料经过不同加工处理后其微观结构也会发生变化，从而使材料具有不同的性能。 三、主要仪器设备及材料 光学金相显微镜、台虎钳、镶嵌机、预磨机、抛光机、金相砂纸、浸蚀剂、吹风机、金相试样（45钢、铸铁和铝合金等） 四、制备金相试样和观察试样微观结构的主要过程。 首先有专门的试件样品，将一平面稍微用力放在有磨砂纸的转盘上，同时磨砂纸转盘旋转，进行研磨，砂纸转盘上还有一些起润滑作用的液体，在试件表面和磨砂纸之间均匀分布。研磨要进行多次，并且砂纸也要更换，从最粗糙的砂纸开始磨起，一直到精细的砂纸。最后要将试件样品磨好的面在酸性液体里浸泡下，
残余杂质会被洗掉。最后可以在光学显微镜等观测仪器下进行观测了~ 五、实验后的收获。 材料是科技进步的核心，开发和使用材料的能力是衡量社会技术水平和未来技术发展的尺度，材料就存在于我们的周围，生活中我们会接触或使用各种各样的材料。本实验通过真实事例介绍材料微观结构观察与分析技术在人们生活和工作中的重要应用，以及光学金相显微镜的原理和正确操作，动手制作金相试样，并在显微镜下观察材料的微观结构形象，将奇妙，变幻多端的材料微观实世界展现在我眼前，增加我对身边材料的了解，拓展和识面。
海泡石微观结构特点及其应用 张强1湖善洲2 1（武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室，430070） 2（武汉理工大学理学院，430070） E-mail: qzhang6@https://www.doczj.com/doc/1d16078295.html, 摘 要：本文概述了海泡石的种类、主要分布,海泡石的微观结构特点及其主要应用领域。 关键词：海泡石 微观结构 SEM 应用 1．前言 海泡石，在德语中有“海泡沫”的意思。因其比重小，可以浮在水面。海泡石属特种稀有非金属矿，在自然界分布不广。目前世界上已探明储量约5000多万t，但实际储量可能远远大于该数字。从国际交易市场看，海泡石的出口国主要是西班牙，其次为美国、法国、土耳其、原苏联、澳大利亚和非洲，而在应用上，也以西方发达国家为主。近年来，西班牙海泡石储量已上升到3000万t，占世界探明总储量的2/3左右，加大了开发和加工力度。现在其每年海泡石原矿产量达50万t以上，所生产的成品和半成品占其出口总量的80%，主要销往美国、原苏联、日本、坦桑尼亚等国。 在我国海泡石是上世纪80年代初才被发现的，并随后对这一新兴矿种进行了有计划地研究开发，取得了明显成效，但高附加值产品的开发利用仍显不足；多年来经过我国地质科技人员的大量地质勘探工作，就已探明的海泡石储量在1000万t以上。我国海泡石总体储量虽然也很大，但品位普遍较低，为其开发利用和出口带来困难。目前勘探工作仍在进行，预计储量还会不断扩大。 天然海泡石，根据其成矿形态特征，可分为热液型海泡石和沉积型海泡石两种。热液型海泡石，纤维状结构发育比较完整，粗大，含量高，宏观层状结构明显；而沉积型海泡石矿纤维状结构细小，呈毛发状、针状，宏观上矿物呈层状和块状。无论是哪一种海泡石，在自然界中它们常与凹凸棒石、蒙脱石、滑石等矿物共生。这两种类型的海泡石矿床在我国都有，其中粘土型海泡石矿床主要分布在湖南的浏阳、湘潭、宁乡、望城、湘乡、石门，江西的乐平，陕西的宁强等地，特别是湖南浏阳永和、湘潭石潭、宁乡道林为我国大型海泡石矿床。而热液型纤维状海泡矿床主要分布在河南卢民、西峡至内乡、河北张家口，安徽全椒，湖北广济，贵州等地。 海泡石是一种珍贵的多孔富镁纤维状硅酸盐粘土矿物，主要成分为含水硅酸镁（Magnesium Silica），是自然界中最具渗透性的物质之一，由于其独特的微观结构及由此所表现出来的优异物化性能而被广泛地应用在众多领域中，引起各国科技人员的浓厚兴趣，其开发应用领域在不断扩展。本文就海泡石微观结构特点和对我国某一地区海泡石矿的测试结果进行分析讨论，以希对今后我国海泡石矿的研究开发应用有所启迪。 二、海泡石的晶体结构及其微观形貌 在结晶学上，海泡石属斜方晶系或单斜晶系。其晶体结构与凹凸棒石大体相同，都属层链状结构的含水富镁硅酸盐矿物。在链状结构中也含有层状结构类型的小单元，属2∶1型。它们所不同的是这种单元层与单元层之间的孔道不同。海泡石的单元层孔洞可加宽到3.8×9.8?[8]，最大者可以5.6×11.0?[6]，即可容纳更多的水分子(即沸石水)。因而使海泡石具有 1
第二章微观孔隙结构类型划分及特点 2.1 微观孔隙结构类型的研究方法 随着油田开采技术的发张，从一开始单纯依靠天然能量驱油逐渐发展到用注水注气疯方法开采石油，于是开始出现了多相渗流，贝克莱—勒弗莱脱关于水驱油非活塞式驱替理论的提出，奠定了多相渗流的基础，拟压力方法的引入使油气两相渗流得到了有效的解决。 油气储集层是油气储集的场所和油气云翳的通道。它有着极其复杂的内部空间结构和不规则的外部集合形状，它是渗流的前提条件，所以必须对其进行了解。按其成因可分为：原生孔隙、次生孔隙、混合空隙。 （1）原生孔隙 指原始沉积物固有的空隙，如（陆源碎屑）粒间孔、（陆源碎屑）粒内孔等。原生粒间孔经机械压实作用改造后变小，习惯上称之为原生缩小粒间孔，此类孔隙在本区不甚发育（图2-5, 图2-6）。 图2-5少量原生缩小粒间孔；单偏光10×10 Fig. 2-5 Fine-grained arkose lithic sandstone 图2-6少量原生粒间孔；单偏光：10×10 Fig. 2-6 Fine-grained arkose lithic sandstone （2）次生孔隙 经次生作用（如淋滤、溶解、交代、重结晶等成岩作用）所形成的空隙称为次生孔隙。构成本区砂岩主要储集空间的次生孔隙由溶解成岩作用形成。主要包括粒内溶孔、铸模孔隙和胶结物内溶孔。
图 2-7长石粒内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-7 Arcosic intergranular dissolved pore, plainlight 10×10 图2-8岩屑粒内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-8Lithic intergranular dissolved pore， plainlight 10×10 粒内溶孔见于易溶的陆源长石颗粒、岩屑和内源介形虫骨壳。其中长石粒内溶孔常依长石颗粒的解理缝、双晶缝、裂隙外延伸展（图2-7）。陆源岩屑遭受部分溶蚀后形成岩屑粒内溶孔，粒内见有难溶组分（图2-8）。本区还可见介形虫化石，体腔内先期充填的碳酸盐胶结物后来发生溶解，形成溶蚀孔隙。特征是介形虫壳体基本完整，体内见有残余的碳酸盐矿物（图2-9）。 图2-9 介形虫体腔内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-9 Within mussel-shrimp dissolved porem plainlight 10×10 图2-10长石铸模孔隙., 单偏光10×20 Fig. 2-10 Arcosic matrix pore, plainlight 10×20 溶解作用强烈可使陆源碎屑、内源颗粒（如生物介壳、鲕粒等）被全部溶解掉，若该颗粒外形轮廓、解理缝、岩石结构等自身特征尚可辨识时，称此种空隙为铸模孔隙。本区的铸模孔隙有长石铸模孔隙和岩屑铸模孔隙，前者发育（图2-10）。
第一章散货船定义及船体结构特点 第一节散货船定义 散装运输谷物、煤、矿砂、盐、水泥等大宗干散货物的船舶，都可以称为干散货船，或简称散货船。SOLAS（2009）公约定义散货船指主要用于运输散装干货的船舶，包括诸如矿砂船和兼装船等船型。因为散货船的货种单一，不需要包装成捆、成包、成箱的装载运输，不怕挤压，便于装卸，所以大多数散货船都是单甲板船。总载重量在50000吨以上的，一般不装起货设备。由于谷物、煤和矿砂等的积载因数（每吨货物所占的体积）相差很大，所要求的货舱容积的大小、船体的结构、布置和设备等许多方面都有所不同。因此，一般习惯上仅把装载粮食、煤等货物积载因数相近的船舶，称为散装货船，而装载积载因数较小的矿砂等货物的船舶，称为矿砂船。 1.散货船定义的演变 散货船各项新要求的频繁推出，很大程度上促进了海上安全，然而，由于各项要求的出发点不同，过快的修订和引用使散货船定义产生了分歧。尤其在2006年7月1日SOLAS 修正案MSC.170(79)生效并修订了XII章散货船的定义之后，SOLAS各章中关于散货船的定义出现了较大分歧。 2006年7月1日前以结构型式和运输散货作为识别散货船的条件的定义的SOLAS第IX章（船舶安全营运管理）第1.6条定义：“散货船系指在货物处所具有单甲板、顶边舱和底边舱，且主要用于运输散装干货的船舶，包括诸如矿砂船和兼装船等船型。”同时，SOLAS 公约的各章也都指向这一定义。（注：在SOLAS2004修正案之前，SOLAS第XII章1.1散货船定义也是引用该定义）。 2006年7月1日后以主要运输散货作为识别散货船的条件的散货船定义SLOAS第XII 章（SOLAS2004修正案）第1.1条定义：“散货船系指主要用于运输散装干货的船舶，包
高中物理-晶体的微观结构、固体新材料 A级抓基础 1．下列晶体中属于金属晶体的是( ) A．金刚石和氧化钠B．锗和锡 C．银和氯化钠D．镍和金 解析：根据晶体的结合类型可知氧化钠和氯化钠是离子晶体；锗、锡和金刚石是原子晶体；银、镍和金是金属晶体．故选D. 答案：D 2．(多选)晶体表现出各向异性是由于( ) A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同 B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同 C．晶体内部结构的无规则性 D．晶体内部结构的有规则性 解析：组成晶体的物质微粒是有规则排列的,由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同,造成晶体在不同方向上的物理性质不同,选项A、D正确．答案：AD 3．(多选)纳米材料具有许多奇特效应,如( ) A．电光效应B．量子尺寸效应 C．高硬度D．表面和界面效应 解析：由纳米材料的良好性能表现知B、D项正确． 答案：BD 4．(多选)下列说法中正确的是( ) A．化学成分相同的物质只能生成同一种晶体 B．因为石英是晶体,所以由石英制成的玻璃也是晶体 C．普通玻璃是非晶体 D．一块铁虽然是各向同性的,但它是晶体 解析：一种元素可以生成多种晶体,因为其分子可能排成几种空间点阵结构．玻璃为非晶体,而石英为晶体,所有的金属都为多晶体,故C、D正确．答案：CD 5．下列说法正确的是( )
A．新材料特殊的性能不仅包括特殊的物理性能,也包括一些特殊的化学性能B．制作集成电路时,尽管对硅单晶片的完整性有很高的要求,但是可以允许单晶片内原子的规则排列出现微小的缺陷 C．纳米是长度单位,1 nm＝10－10 m D．金属薄膜可以配合读写磁头设计的改进,增大磁记录的密度 解析：新材料的特殊性能是指物理性能,A错；制作集成电路的硅单晶片是不允许硅单晶片内原子的规则排列出现微小的缺陷的,B错；1 nm＝10－9 m,C错；由于金属薄膜的晶粒尺寸小、晶粒各向异性大,晶粒间的相互交换作用弱,是可以配合读写磁头的改进增大磁记录的密度的,D正确． 答案：D B级提能力 6．(多选)下列新型材料中,可用作半导体材料的有( ) A．高分子合成材料B．新型无机非金属材料 C．复合材料D．光电子材料 解析：高分子合成材料有合成橡胶、塑料和化学纤维等：新型无机非金属材料有工业陶瓷、光导纤维、半导体材料；复合材料分为结构复合材料和功能复合材料；光电子材料有光电子半导体材料、光纤和薄膜材料、液晶显示材料等,故B、D正确． 答案：BD 7．纳米晶体材料在现代科技和国防中具有重要的应用．下列关于晶体的说法正确的是( ) A．晶体内的微观粒子在永不停息地做无规则热运动 B．晶体内的微观粒子间的相互作用很强,使各粒子紧紧地靠在一起 C．晶体的微观粒子在不同方向上排列情况不同 D．晶体的微观粒子在空间排列上没有顺序,无法预测 解析：
屈文洲、吴世农:中国股票市场微观结构的特征分析 中国股票市场微观结构的特征分析 买卖报价价差模式及影响因素的实证研究 屈文洲 吴世农 (厦门大学管理学院 361005) 内容提要:本文根据股票市场微观结构理论,运用高频数据对我国深圳股票市场的买卖报价价差的变动模式进行实证分析,同时研究股票买卖报价价差的影响因素和成因,并建立和检验相应的模型,从而揭示我国股票市场的微观结构特征。 关键词:微观结构 买卖价差 影响因素 一、买卖报价价差问题的提出 买卖报价价差是金融市场微观结构理论(Theory of Financial Market Microstructure)的重要组成部分,其旨在研究金融资产价格在某一周或一天中的一系列相对短暂的交易时段内的连续变化特征和规律。该理论的诞生是近30年来金融经济学一次最具开创性的发展。在传统的金融市场研究中,我们往往把金融资产价格作为一个宏观现象加以考察。但是,从H.Demsetz于1968年发表了他的论文交易成本!后,研究者对金融资产价格的考察角度发生了变化,转而关注于金融市场内在的微观基础,关注于金融资产买卖报价的价差关系。从微观角度来考察金融资产价格意味着可以将金融资产价格行为描述成经济主体最优化行为的结果。这种转变有两个重要的经济含义。首先,由于价格是由特定的经济主体和交易机制决定的,而考察价格的形成也就是考察经济主体的行为或交易机制,因此,常见的瓦尔拉斯(Walrasian)均衡中的均衡产生问题就可以解决了。其次,这种分析方法可以使我们将市场行为看成是个人交易行为的加总,因此,在给定单个交易者内在决策问题的情况下,我们可以预测金融资产价格将如何变化。 一般认为H.Demsetz在1968年发表的论文交易成本!正式奠定了当代金融市场微观结构理论的基础。H.Demsetz认为买卖报价价差实际上是在有组织的市场中为交易的即时性(immediacy)支付的成本。具体地讲,H.Demsetz的模型如图1 1所示。在图中,直线D和S分别是需求曲线和供给曲线。对那些通过市场指令而获得即时和确定的执行价格的投资者来说,它们表示价格和买卖指令的时间速率之间的关系。在交点E处,这两种速率 相同。但是,一般买入和卖出指令不是在相同的时刻到 达的,因此H.Demsetz假设存在独立的市场参与者群体 (做市商),他们通过报出股票买卖价格并随时准备交易 来提供即时性。为弥补随时准备交易而产生的成本,这 些即时性的提供者必须平均以高于他们买入股票的价 格卖出股票,这导致需求曲线和供给曲线向下和向上移 动至D?和S?。H.Demsetz认为,S?和S之间的垂直距 离,D?和D之间的垂直距离等于做市商为提供即时性
第28卷增 刊 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2009年4月 V ol.28 Suppl Journal of Liaoning Technical University （Natural Science ） Apr. 2009 收稿日期：2008-11-20 作者简介：杨正明 （1969-），男，河北 廊坊人 ，博士，高级工程师，主要从事渗流力学方面研究。 本文编校：杨瑞华 文章编号：1008-0562(2009)增刊Ⅰ-0286-04 火山岩气藏微观孔隙结构特征参数 杨正明1,2，郭和坤1，姜汉桥2，刘 莉1，张玉娟1 （1.中国科学院 渗流流体力学研究所，河北 廊坊 065007; 2.中国石油大学 石油工程学院，北京 102249） 摘 要：针对火山岩气藏已成为中国石油重要的天然气勘探和开发的主要领域之一，利用恒速压汞技术研究了大庆徐深火山岩气藏岩芯的微观孔隙结构及其分布规律。研究表明：不同渗透率的低渗气藏岩心，其孔道半径基本相同，而喉道半径不同，对于所测得的不同渗透率的火山岩气藏岩芯来说，大约60%的喉道半径小于0.8μm 。这与低渗透砂岩油藏岩芯的恒速压汞测试结果不同。平均喉道半径与渗透率有很好的相关关系。提出用平均喉道半径作为低渗气藏储层评价指标参数，来表征气体通过储层的难易程度。该研究成果对低渗气藏的分类评价和合理高效开发提供科学的决策依据 关键词：火山岩气藏；孔隙结构；储层评价；参数；气田开发 中图分类号： 文献标识码：A Characteristic parameters of microcosmic pore configuration in volcanic gas reservoir YANG Zhengming 1,2，GUO Hekun 1，JIANG Hanqiao 2，LIU Li 1，ZHANG Yujuan 1 （1.Institute of Porous Flow & Fluid Mechanics,Chinese Academy of Sciences, Langfang 065007,China ； 2.College of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China ） Abstract ：The volcanic gas reservoir has become one of the main fields of gas prospecting and development in China. The volcanic gas reservoir exceeds 3,000 billion m3.It is discovered in Songliao Basin, Zhunger Basin and Bohai Bay Basin recently, and is the point of recent prospecting and development. This paper studied the microcosmic pore configuration and distribution of Xushen volcanic gas reservoir by using constant rate mercury penetration technology. The research indicates pore radius is basically the same and throat radius is different for cores of different permeability.Sixty percent of throat radius are lower than 0.8m μ in different permeability samples from volcanic gas reservoir. The result is different from low penetration sandstone reservoir core tested by constant rare mercury penetration technique. There sixsts a very good correlation between the average throat radius and the permeability. On this basis, the average throat radius is used as a volcanic gas reservoir evaluation parameter to characterize difficulty of gas through the reservoir. The study results offer the scientific decision making for classification evaluation and rational and efficient development of volcanic gas reservoir. Key words ：volcanic gas reservoir ；reservoir evaluation ；parameter ；pore structure ；development 0 引 言 火山岩气藏已成为中国石油重要的天然气勘探和开发的主要领域之一。目前在松辽、准噶尔、渤海湾等地都有所新发现，火山岩气藏资源量已超过3万亿方，是当前勘探和开发关注的热点之一[1-2]。火山岩气藏储层复杂，存在不同的岩性，有流纹岩、角砾熔岩、熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩和火山角砾岩等岩性，储集空间复杂多样，发育气孔、裂缝和溶洞。火山岩储层物性变化也比较大，储层非均质性 强，孔隙度一般为3 %～20 %，渗透率一般为0.01×10-3 μm 2～10×10-3 μm 2，开发难度大。今后将较多地面临火山岩气藏。如何经济有效地开发好火山岩气藏，不但关系到中国天然气工业快速发展急需解决的重大课题，更是中国21世纪能源得以持续发展的战略问题。大量的勘探开发实践表明, 储层的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力, 并最终决定着气藏产能的大小。因此，研究火山岩气藏的微观孔隙结构具有重要的现实意义。 孔隙在结构上可划分为孔道和喉道。油层物理中压汞法是专门用于探测孔隙结构的实验技术[3-6]。
储层微观孔隙结构研究进展 1.储层微观孔隙结构的影响因素和成因分析 储层微观孔隙结构受多因素影响，成因分析是储层孔隙结构研究的最基本的内容，它能帮助研究者从深层次准确把握储层孔隙结构的特征，受到研究者的高度重视。 1.1地质作用对储层微观孔隙结构的影响 储层物性受沉积作用、成岩作用、构造作用的共同控制。沉积作用对碎屑岩结构、分选、磨圆、杂基含量等起到明显的控制作用，不同的沉积环境对碳酸盐岩的结构组分影响很大。从沉积物脱离水环境之后，随着埋藏深度的不断加深，一系列的成岩作用使得储层物性进一步复杂化。一般而言，压实作用、压溶作用、胶结作用对储层物性起破坏性作用；交代作用、重结晶作用、溶蚀作用对储层物性起到建设性作用。而构造作用产生的裂缝等对物性的改造有较为显著地影响，使储层的非均质性更加明显，而这一点在碳酸盐岩储层中尤为突出。 1.2油气田开发对储层微观孔隙结构的影响 储层孔隙结构影响着储层的注采开发，同时，随着注水、压裂等一系列油气田开发增产措施的实施，储层孔隙结构也相应发生了变化。王美娜等研究了注水开发对胜坨油田坨断块沙二段储层性质的影响，发现注水开发一定程度上改善了储层孔隙结构。唐洪明等以辽河高升油田莲花油层为例，研究了蒸汽驱对储层孔隙结构和矿物组成的影响。结果表明，蒸汽驱导致储层孔隙度、孔隙直径增大，喉道半径、渗透率减小，增强了孔喉分布的非均质性。 2．储层微孔隙结构研究方法 2.1成岩作用方法 该方法通过对各种成岩作用在储层孔隙结构演化中的作用进行梳理，从而了解储层孔隙结构对应发生的变化。该方法的优点是对孔隙结构的成因可以有比较深入的认识，缺点是偏向于定性分析，难以有效的定量化表征。刘林玉等对白马南地区长砂岩成岩作用进行了分析，认为压实作用和胶结作用强烈地破坏了砂岩的原生孔隙结构，溶蚀作用和破裂作用则有效地改善了砂岩的孔隙结构。 2.2铸体薄片观察法 该方法是将带色的有机玻璃或环氧树脂注入岩石的储集空间中，待树脂凝固
高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。高分子化合物是分子量很大的化合物，每个分子可含几千、几万甚至几十万个原子。 在元素周期表中只有ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA中部分非金属、亚金属元素（如N、C、B、O、P、S、Si、Se等）才能形成高分子链。由于高聚物中常见的C、H、O、N等元素均为轻元素，所以高分子材料具有密度小的特点 （1）高分子链的几何形态 1）线型分子链由许多链节组成的长链，通常是卷曲成线团状。这类结构高聚物的特点是弹性、塑性好，硬度低，是热塑性材料的典型结构。 2）支化型分子链在主链上带有支链。这类结构高聚物的性能和加工都接近线型分子链高聚物。 3）体型分子链分子链之间由许多链节相互横向交联。具有这类结构的高聚物硬度高、脆性大、无弹性和塑性，是热固性材料的典型结构。 （2）高分子链的构象及柔顺性 由于单链内旋转所产生的大分子链的空间形象称为大分子链的构象。由于构象变化获得不同卷曲程度的特性。这种能拉伸、回缩的性能称为分子链的柔性，这是聚合物具有弹性的原因。 （3）高聚物的聚集态结构 高分子化合物的聚集态结构是指高聚物内部高分子链之间的几何排列或堆砌结构,也称超分子结构。依分子在空间排列的规整
性可将高聚物分为结晶型、部分结晶型和无定型(非晶态)三类。 在实际生产中大多数聚合物都是部分晶态或完全非晶态。晶态结构在高分子化合物中所占的质量分数或体积分数称为结晶度。结晶度越高，分子间作用力越强，因此高分子化合物的强度、硬度、刚度和熔点越高，耐热性和化学稳定性也越好；而与键运动有关的性能，如弹性、伸长率、冲击韧性则降低。 陶瓷亦称无机非金属材料，是指用天然硅酸盐（粘土、长石、石英等）或人工合成化合物（、氧化物、碳化物、硅化物等）为原料，经粉碎、配置、成型和高温烧制而成的无机非金属材料。陶瓷的基本相结构主要有:晶相、玻璃相、气相等。 晶体相是陶瓷的主要组成相：主要有硅酸盐、氧化物和非氧化物等。它们的结构、数量、形态和分布，决定陶瓷的主要性能和应用。 玻璃相是一种非晶态物质。其作用：①粘连晶体相，填充晶体相间空隙，提高材料致密度；②降低烧成温度，加快烧结；③阻止晶体转变，抑制其长大；④获得透光性等玻璃特性；⑤不能成为陶瓷的主导相：对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热耐火性等不利。 气相是陶瓷内部残留的孔洞；成因复杂，影响因素多。陶瓷根据气孔率分致密陶瓷、无开孔陶瓷和多孔陶瓷。气孔对陶瓷的性能不利（多孔陶瓷除外）。普通陶瓷气孔率5%～10％，特种陶瓷气孔率5％以下，金属陶瓷气孔率低于0.5％。 工程材料的性能 金属材料的物理性能主要有密度、熔点、导热导电性、热膨胀性
复习思考题 1.船体强度计算的主要内容是什么？船舶结构 的主要特点是什么？船舶结构主要的骨架型式有哪些？它们的主要优缺点？一般的应用原则是什么？ 2.船舶结构主要的纵向强力构件、横向构件有 哪些？它们的主要作用是什么？ 3.作用在船舶结构上的主要载荷类型有哪些？ 每种类型载荷的典型例子是什么？ 4.船舶结构的主要失效形式有哪些？每种失效 形式的主要影响因素有哪些？ 5.船舶结构设计的一般过程或步骤是什么？ 6.船体梁中剪力和弯矩产生的原因是什么？剪 力和弯矩沿船长分布的特点？典型载荷曲线、剪力曲线、弯矩曲线的绘制。 7.传统静波浪剪力和弯矩标准计算的要点是什 么？中拱、中垂的含义？ 8.熟练掌握典型重力、浮力分布情况下，船体 梁中剪力、弯矩的计算方法。 9.总纵强度校核计算时通常选取哪些计算剖面 进行总纵强度校核？
10.船体总纵弯曲应力沿剖面高度分布的规律是 什么？剖面中最大总纵弯曲拉伸、压缩正应力发生的位置？剖面中最大剪应力发生的位置？ 11.剖面折减、折减系数的概念？为什么要进行 总纵弯曲应力的多次迭代计算？ 12.船体构件多重作用的定性分析，船底构件应 力合成计算剖面的选取分析。 13.船体极限弯矩的基本含义是什么？ 14.熟练掌握简化船体剖面中总纵弯曲正应力、 剪应力的计算。 15.船舶开口剖面剪力中心的位置？船体在哪些 情况下受到扭矩作用？典型扭矩曲线的绘制。 16.翘曲的含义？为提高大开口船舶抗扭刚度采 取什么结构措施比较有效？ 17.典型构件如甲板纵骨、船底纵骨强度、稳定 性计算模型是什么？船底板、甲板板强度、稳定性计算模型是什么？典型板架强度计算模型是什么？ 18.船体骨架附连带板的概念，剪切滞后和带板 宽度？
第二章 微观孔隙结构类型划分及特点 2.1 微观孔隙结构类型的研究方法 随着油田开采技术的发张，从一开始单纯依靠天然能量驱油逐渐发展到用注水注气疯方法开采石油，于是开始出现了多相渗流，贝克莱—勒弗莱脱关于水驱油非活塞式驱替理论的提出，奠定了多相渗流的基础，拟压力方法的引入使油气两相渗流得到了有效的解决。 油气储集层是油气储集的场所和油气云翳的通道。它有着极其复杂的内部空间结构和不规则的外部集合形状，它是渗流的前提条件，所以必须对其进行了解。按其成因可分为：原生孔隙、次生孔隙、混合空隙。 （1）原生孔隙 指原始沉积物固有的空隙，如（陆源碎屑）粒间孔、（陆源碎屑）粒内孔等。 原生粒间孔经机械压实作用改造后变小，习惯上称之为原生缩小粒间孔，此类孔隙在本区不甚发育（图2-5, 图2-6） 。 图2-5少量原生缩小粒间孔；单偏光10×10 Fig. 2-5 Fine-grained arkose lithic sandstone 图2-6少量原生粒间孔；单偏光：10×10 Fig. 2-6 Fine-grained arkose lithic sandstone （2）次生孔隙 经次生作用（如淋滤、溶解、交代、重结晶等成岩作用）所形成的空隙称为次生孔隙。构成本区砂岩主要储集空间的次生孔隙由溶解成岩作用形成。主要包括粒内溶孔、铸模孔隙和胶结物内溶孔。
图2-7长石粒内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-7 Arcosic intergranular dissolved pore, plainlight 10×10 图2-8岩屑粒内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-8 Lithic intergranular dissolved pore， plainlight 10×10 粒内溶孔见于易溶的陆源长石颗粒、岩屑和内源介形虫骨壳。其中长石粒内溶孔常依长石颗粒的解理缝、双晶缝、裂隙外延伸展（图2-7）。陆源岩屑遭受部分溶蚀后形成岩屑粒内溶孔，粒内见有难溶组分（图2-8）。本区还可见介形虫化石，体腔内先期充填的碳酸盐胶结物后来发生溶解，形成溶蚀孔隙。特征是介形虫壳体基本完整，体内见有残余的碳酸盐矿物（图2-9）。 图2-9 介形虫体腔内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-9 Within mussel-shrimp dissolved porem plainlight 10×10 图2-10长石铸模孔隙., 单偏光10×20 Fig. 2-10 Arcosic matrix pore, plainlight 10×20 溶解作用强烈可使陆源碎屑、内源颗粒（如生物介壳、鲕粒等）被全部溶解掉，若该颗粒外形轮廓、解理缝、岩石结构等自身特征尚可辨识时，称此种空隙为铸模孔隙。本区的铸模孔隙有长石铸模孔隙和岩屑铸模孔隙，前者发育（图2-10）。
笔记之前： 1.这本书是译著。原著名：《CONCRETE Microstructure,Properties，and Materials》由库玛·梅塔（ Mehta）和保罗 .蒙特罗（Paulo ）合著。 2.本笔记所选摘的都是普通教材中可能忽略的地方，不体现混凝土科学的主要框架，只以本书的体色为主：细致，深入，全面。 3.作为思考混凝土某一方面研究的借鉴，目的是拓宽思路。 笔记： 第一篇硬化混凝土的微结构和性能 第一章绪论 第二章混凝土的微结构（提出了混凝土中过渡区的重要性） 第三章强度（见附图1影响混凝土强度各个因素的相互作用） 第四章尺寸稳定性 “需要注意，混凝土构件通常处于被约束的状态，约束有时来自路基的摩擦和端部的其他构件，但更多还是来自钢筋和混凝土内、外部的应变差。” “混凝土在约束状态下，干缩应变诱发的弹性拉应力和粘弹性行为带来的应力松弛之间的交互作用，是大多数结构变形和开裂的核心。” “不是所有变量都以同一种方式控制混凝土的强度和弹性模量（通常，粗骨料的弹性模量越高、用量越大，混凝土的弹性模量就越大。低强或中强 混凝土的强度不受骨料孔隙率正常变化的影响。）” （附图2 影响混凝土弹性模量的不同参数） 第五章耐久性 （附图3 混凝土劣化的物理原因） “在一种冻融环境中耐冻的混凝土在另一种组合条件下却可能被摧毁。” “经显微镜观测证实：当冰在气孔（而不是毛细孔道）中形成时，水泥浆体会收缩” “对一种骨料，临界尺寸（在一定的孔径分布、渗透性、饱和度与结冰速率条件下，大颗粒骨料可能会受冻害，但小颗粒的同种骨料则不会）并非 单一值，因为他还取决于结冰速率、饱和度和骨料的渗透性。” （附图4 化学反应引起混凝土劣化的模型） （附图5 常见环境条件下混凝土损伤的整体模型） “氯化物对硫酸盐膨胀的影响清楚地表明：我们在模拟材料行为时经常犯错误，即为了简单起见只考虑单一因素的影响，而没有充分考虑其他可能 会显著改变这种影响的因素的存在。” 第二篇混凝土原材料、配合比和早龄期性能 第六章水硬性水泥 区分水泥熟料的化学组成（氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、水等）与矿物组成（硅酸三钙、硅酸二钙、氯酸三钙、铁铝酸四钙等）； “任何化学反应的主要特征包括物质变化、能量变化和反应速率三个方面” “水化水泥浆体的电子显微研究表明，水泥早期，水化主要以完全溶解机理为主；水化后期，由于溶液中离子的迁移受阻，剩余水泥颗粒的水化则 主要按固相反应机理进行”
储层岩石微观孔隙结构的实验和理论研究 张雁 （大庆石油学院地球科学学院黑龙江大庆１６３３１８） 【摘要】储层岩石的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力，并最终决定油气藏产能分布的差异。因此，对其详细地研究，探寻各种储层岩石的微观孔隙结构的特点及其分布规律，从而为油气藏的勘探、开发及准确确定注水开发油田不同开发阶段剩余油分布提供科学的依据，具有重要的研究意义。本文介绍了实验上和理论上研究储层岩石微观孔隙结构的方法及进展，并且对其研究的发展趋势和用纳米科技关键仪器－扫描探针显微镜表征储层岩石微观孔隙结构进行了展望。 【关键词】储层岩石；微观孔隙结构；扫描探针显微术 大量的勘探开发实践表明，储层岩石的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力，并最终决定着油气藏产能的差异分布。不同类型的储层具有不同的微观孔隙结构特征，储层岩石孔隙结构参数、含油气性是储层评价的重要指标，如何客观地确定这些参数，是很多石油学家一直努力解决的问题。储层岩石的微观孔隙结构不仅对油气储量，而且对油气井的产能和最终采收率都有影响。详细研究储层的微观孔隙结构特征，有利于对储层进行合理的分类评价，有助于查明储层的分布规律，从而为油气藏的勘探开发提供科学的理论依据。在油气田开发后期，储层的渗流能力的强弱直接受微观孔隙结构特征及其分布规律的影响，因此，确定储层内部微观孔隙结构的特征及分布对了解剩余油形成机理，查明剩余油分布规律具有极为重要的意义。 １．岩石孔隙结构特征的描述方法 孔隙结构是岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系的总和。孔隙反映了岩石对流体的储集能力，而喉道的形状、大小、孔喉比则控制了孔隙对流体的储集和渗透能力。由于不同沉积相的水动力条件不同，导致砂体的粒度、分选、组成以及发育程度的差异性，加之后期成岩作用对沉积物原始孔隙改造强烈，因此，微观孔隙结构具有复杂多样性。尤其对于孔渗性差、非均质性强的储层而言，详细研究微观孔隙结构特征一方面有利于经济有效地开发低渗透油气资源，另一方面在开发后期的油气挖潜工作中，有助于查明剩余油分布规律，设计提高采收率方案。因此该项研究对石油工业乃至整个国民经济的发展均具有重要意义。这项工作中，由于储层岩石孔隙极其微小和结构的变化，很大一部分流体在渗流过程中被毛管力和粘滞力所束缚不能参与流动，因此客观评价低渗透油田和驱后油田储层的微观孔隙结构特征，研究微观孔隙结构对油气分布的影响具有极为现实的意义。目前评价工作主要集中在利用勘探开发资料的实验和理论模拟两个方面。 １．１储层微观孔隙结构实验分析常规岩石孔隙结构特征的描述方法主要包括：测井资料现场评价法和室内实验方法。室内实验方法是目前最主要，也是应用最广泛的描述和评价岩石孔隙结构特征的方法，主要包括：毛管压力曲线法（半渗透隔板法、压汞法和离心机法等）、铸体薄片法、扫描电镜法、Ｘ－ＣＴ扫描法及核磁共振法等。 传统的压汞资料分析表明，中孔细喉结构主要发育在水下分支河道及滩坝砂体中；低孔细喉结构主要发育在前缘席状砂及扇三角洲前缘滑塌浊积砂体中［１］。而通过对压汞曲线进行重新变换，以汞饱和度除以压力为纵坐标，汞饱和度为横坐标，绘制成图，会发现峰点，所对应的孔喉半径称为峰点孔喉半径，该值对油气圈闭具有重要意义［２］。而先进的核磁共振实验结果表明，微裂缝发育程度、粘土充填孔隙程度及原生孔隙发育程度等微观孔隙结构特征是低渗透油田可动流体的主要影响因素［３］。而在某些地区，次生孔隙发育带也是天然气高产富集带［４］。同时利用这项技术，可以实时观察渗透和高渗透沉积岩的渗流情况［５］。而这种微观的流体在油气混合地带的运动是极其不能忽视的，否则会得出错误的储层评价结论［６］。经过长期注水开发的储集层的孔隙结构将发生改变，注水冲刷使微观喉道特征变好，退汞效率增高，因此随着冲刷的不断进行，会使大孔隙越来越大，对小孔隙影响则不明显。喉道分选性对驱油效率影响机理较为复杂。总体上储层驱油效率随储集物性的变好而增加［９］。但是驱油效率并不总是和渗透率呈正相关关系，它还受储层孔喉分布和孔喉结构非均质性的影响［１０］。扫描电镜可用于研究孔隙和喉道的立体形态及配置关系［１１］，可以证实储层低孔、低渗并不是造成注水开发效果差的主要原因，而较强的微观孔隙结构非均质性，是造成注入水波及效率不高、水驱油效率较低的主要原因［１２］。 １．２储层微观孔隙结构理论解释－分形特征储层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征，孔隙结构的分形维数可以定量描述孔隙结构的复杂程度和非均质性。应用分形几何的原理，对低渗透储层岩石的孔隙结构进行研究，可以建立毛管压力和孔隙大小概率密度分布的分形几何模型。并根据毛管压力曲线资料计算孔隙结构的分形维数和孔径大小概率密度分布。计算结果表明，用该方法研究孔隙结构不仅简单易行，而且精度很高［１３］。另外，利用分形理论可以模拟各种岩石毛管压力曲线，从而解释岩石之间物性的不同［１４］。用岩样孔喉分布的分形维数能更合理地描述多孔介质微观孔喉分布的非均质性［１５］。Ｋｒｏｈｎ提出小尺度的孔隙体积具有分形特征，并受孔隙间矿物和胶结物生长控制，研究微观孔隙分形特征可用来表征成岩过程中岩石表面蚀变和改性的程度［１６］。同时结合扫描电镜和小角中子散射（Ｓｍａｌｌ－ＡｎｇｌｅＮｅｕｔｒｏｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ，ＳＡＮＳ）可以确定岩石微观孔隙在１０Ａ。～５０μｍ范围内是分形的［１７］。并且这种分形的维度随着岩石的种类不同而发生从２．８～２．３的变化［１８］。对于砂岩来讲，分形的维度应介于２与３之间。当其接近于２时，砂岩储集性能极好；而接近于３时，砂岩储集性能极差［１９］。大量的研究表明，利用分形理论进行储层岩石微观孔隙结构的表征，与目前不同开发阶段实际效果基本吻合，因此这种方法可以作为评价储层油气藏孔隙结构及储集性的一个主要手段。 ２．储层岩石微观孔隙结构研究发展趋势 虽然储层岩石微观孔隙结构的研究取得了很大进展，但是还有很多亟待解决的问题，主要集中在以下几个方面： （１）微米或亚微米孔隙结构的表征以往的研究主要集中在几微米以上的孔隙或孔喉的表征，而客观评价储层产能规律，需要进行这方面的研究，尤其是孔隙－岩石界面的形态分布，包括曲率，粗糙度等的评价，因为这是影响储层渗流特征的本质属性。 （２）利用微观孔隙结构分布特性解释储层反常现象例如水驱油效率与渗透率之间不存在密切关系，甚至出现驱油效率与渗透率呈反比关系的现象。到目前为止，这些由实验发现的反常现象还没有得到合理的解释。 （３）储层岩石分形维度的研究岩石孔隙的分维值是岩石孔隙结构的一个重要的独立参数，它与岩石的渗透率有复杂的关系，需要进一步深入研究。 （４）三维孔隙结构成像三维孔隙结构在微米或亚微米分辨尺度上快速成像技术的研究。目前用同步辐射、Ｘ－ＣＴ和激光共聚焦等三维成像技术只能达到几微米分辨，不能满足微观孔隙结构评价的要求，因此，需要开发新的实验手段和方法。 这些问题的解决，用目前现有的仪器和方法都有一定都困难，因此需要先进的仪器、实验方法和理论去实现。 ３．扫描探针显微术表征储层岩石微观孔隙结构的展望 目前，国内外采用的常规描述岩石孔隙结构特征的测井资料现场评价方法及实验方法各有优缺点。比如测井资料现场评价方法虽然具有纵向上的连续性，但由于受到仪器、环境、流体等多种因素的影响，同时测井资料数据繁多，解释起来人为因素较大，描述储层宏观特征尚可，但用于微观孔隙结构研究其数据精度和解释精度都无法保证。一例［２１］）研究储层岩石微观孔隙结构。寻找一种能够弥补上述方法缺点的表征手段成为必然要求。 扫描探针显微术（ＳｃａｎｎｉｎｇＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ＳＰＭ）是上世纪八十年代中期发展起来的区别于以往显微手段（包括扫描电子显微镜）的 ４２
几种材料微观结构分析方法简介 Introduction to several materials microstructure analysis method 黑道梦境间谍 指导教师:XXX 摘要:材料的微观世界丰富多彩,处处蕴含着材料之美.然而如何分析材料的微观结构是一个很重要的问题.本文章将介绍几种分析材料微观结构的方法, 通过微观结构分析仪器来对微观材料结构进行探索 关键词:材料微观结构X射线激光拉曼光谱电子显微分析方法
1 引言 材料科学在21世纪的地位愈发重要,各种各样的材料具有许多优良的物理及化学特性以及一系列新异的力、光、声、热、电、磁及催化特性，被广泛应用于国防、电子、化工、建材、医药、航空、能源、环境及日常生活用品中，具有重大的现实与潜在的高科技应用前景。材料科技是未来高科技的基础, 而微观材料分析方法是材料科学中必不可少的实验手段。因此, 微观材料分析方法对材料科学甚至是整个科技的发展都具有重要的意义和作用. 2 X射线分析 X射线是一种波长很短的电磁波，这是1912年由劳埃M.von Laue指导下的著名的衍射实验所证实的。X射线衍射是利用X射线在晶体中的衍射现象来分析材料的晶体结构、晶格参数、晶体缺陷（位错等）、不同结构相的含量及内应力的方法。这种方法是建立在一定晶体结构模型基础上的间接方法，即根据与晶体样品产生衍射后的X射线信号的特征去分析计算出样品的晶体结构与晶格参数，并且可以达到很高的精度。然而由于它不是显微镜那样可以直接观察，因此也无法把形貌观察与晶体结构分析微观同位地结合起来。由于X射线聚焦的困难，所能分析样品的最小区域（光斑）在毫米数量级，因此对微米及纳米级的微观区域进行单独选择性分析也是无能为力的。 通常获得X射线是利用一种类似热阴极二极管的装置，用一定材料制作的板状阳极（A，称为靶）和阴极（C，灯丝）密封在一个玻璃-金属管壳内，阴极通电加热，在阳极和阴极间加以直流高压U（数千伏至数十千伏），则阴极产生的大量热电子e将在高压电场作用下飞向阳极，在它们与阳极碰撞的瞬间产生X射线，如图1.1所示。 因此，产生X射线的条件是： 1产生自由电子； 2使电子作定向的高速运动； 3在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止。 用仪器检测此X射线的波长，发现其中包含两种类型的波谱，即连续X射线波谱和特征X射线波谱。 其中特征X射线是：当加于X射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值UK时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材料的标志或特征，故称为特征X射线谱。特征谱只取决于阳极靶材元素的原子序数。 3 激光拉曼光谱分析 拉曼散射的过程涉及光的弹性散射和非弹性散射，当一束频率为n。的单色光照射到样品上时，都会发生散射现象，产生散射光，将产生弹性散射 (Rayleighscattering)和非弹性散射(Raman scattering)。散射光的大部分具有与入射光(激发光)相同的频率，即散射光的光子能量与入射光的相同，这就是弹性散射，称为瑞利散射。当散射光的光子能量发生改变与入射光不同时，其频率高于和低于入射光即非弹性散射，称为拉曼散射。频率低于激发光的拉