手持式XRF光谱仪在地质录井行业的应用

作者 Sihan Tan谈思涵 - 2022年 7月 14日

在油气田的勘探和开发中，录井是研究地质情况必不可少的一项现代技术，可以通过对从不同深度采集而来的岩石样品进行分析，了解这一区域油气田的分布情况，从而提高开发效率。

XRF技术介绍

XRF是指X射线荧光，手持式 XRF光谱仪在启动后可以发射出X射线。发射的X射线撞击到被测样品后，使样品中的元素发出荧光，然后荧光返回到分析仪中的探测器。设备对返回的X射线荧光进行计算，得到样品中化学元素的定性和定量信息。XRF技术在地勘、采矿、冶金等行业是非常常用的一种检测方法。

XRF技术在录井中的应用

在地质录井行业中利用XRF技术可以了解岩石样品中存在的元素种类以及其含量的信息，并通过元素的组合特征识别岩性。通过岩性的组合判断地层，再通过更深层次的数据分析处理来确定油气的存在与否或评估区域内地层情况。

与此同时随着手持式XRF光谱仪技术的发展便携式的XRF分析设备的准确性和结果的可靠性越来越高，操作的易用性也有了显著的提高。相对于传统的实验室分析方式，具备以下的优势：

实现现场分析检测，提供实时的检测结果
样品制备方便，对样品的要求较低
检测时间短，可以快捷的得到化学结果
拥有成本低、且无需进行繁复的校准和维护工作。

特别是在岩屑录井行业中， PDC钻井、空气钻井等现代钻井技术逐渐普及，采集到的岩屑样品形态更加碎片化，对常规的检测方法提出了极大的挑战。此时，利用手持式XRF光谱仪可以无需复杂的样品前期制备工作，并且在现场实时的获得可靠的检测结果。

油气田勘探客户案例

奥林巴斯的工程师之前拜访了一家位于中国陕西省和甘肃省交界的客户，利用奥林巴斯Vanta手持式XRF光谱仪对样品进行了分析和检测。我们分别对泥岩、砂岩、岩浆、变质岩等不同岩性的岩屑样品进行了测试，分析岩石样品中含有的痕量元素Al、Si、Fe以及Ca的含量。

Analysis and testing processes of rock chip samples

图片2 客户岩屑样品分析检测流程

pXRF analysis of rock chip samples

图片3 岩屑样品分析现场

将检测的结果进行记录后，我们将同样的样品也送到了第三方的实验室，下图显示了利用VCA得到的岩屑样品检测结果和实验室分析的结果之间呈现了非常高的相关性

pXRF analysis vs. lab analysis of rock chip samples

图片4 使用VCA测得的岩屑样品中Al、Si、Fe以及Ca的含量的结果和实验室分析的结果的对比

为什么使用奥林巴斯手持式XRF分析仪？

奥林巴斯的Vanta 手持式X射线荧光分析仪在地质录井行业中具有以下几个优势：

Vanta系列产品搭载全新Axon技术，使每一台Vanta系列XRF分析仪都具有具备高通量、低分辨率、低检出限（LOD）以及极佳的结果重复性等特性。
适用于野外条件。通过IP54防水防尘测试和美军标准810-G的跌落测试，在-10°C~50°C温度区间内正常工作。
操作简单，经过简单的培训即可上手使用。

奥林巴斯为地球科学行业提供了种类齐全的产品和解决方案，帮助用户确定地质样品的特性。在地质行业中，我们提供的产品包括便携式或小型台式X射线衍射（XRD）分析仪和高性能的手持式X射线荧光（XRF）分析仪。可以帮助用户在现场地完成化学元素分析（XRF）、定量矿物学（XRD）分析，并实时获得相应的化学元素或者矿物学结果，从而为用户提供了一套完整的性价比非常高的材料定性解决方案。