烴類包裹體微觀取樣機的製作方法

2023-05-15 04:40:06 2

專利名稱：烴類包裹體微觀取樣機的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油地質技術領域。特別涉及一種在實驗室從巖石、光 片、薄片樣品上鑽取不同期次烴類包裹體賦存礦物、不同世代礦物的 取樣機。
背景技術：
群體烴類包裹體組分分析前的樣品常用經過人工破碎、篩分、挑單 礦物、洗樣、研磨等工序才能將所含烴包裹體的賦存礦物樣品準備好， 待下一步包裹體組分色質分析。以上過程有二個不足1 :工作時間 約一周時間完成一個樣，時間長；2:對於儲層中只有一期烴包裹體的 巖石樣品來講以上過程能達到將烴包裹體分離出來的技術要求。但對 於含二期以上烴包裹體巖石樣品來講，以上過程分離出的單礦物樣品 中可能含有多期烴包裹體，將不同時期的烴類包裹體混合在一起，測 試出的數據不嚴謹。地質學家盼望能將不同期次的烴類包裹體樣品區 分開來，測試各期次烴類包裹體的組分特徵，達到對不同期次烴包裹 體樣品的油氣信息有更準確地了解。中國專利公告號為CN2514334Y，是一種小型巖心樣取樣器，取的 是巖石的樣品，是一種鑽井現場錄取巖樣用的儀器，底盤上固定著支 座，夾具底座設置在支座上並與支座形成水平方向和前後方向的轉動 連接，夾具固定在夾具底座的上面；支架的下端固定在底盤上，鑽削 機構設置在支架的一側，並位於夾具的上方。能方便、靈活、準確地 選取不同方向、不同位置的樣品做混合樣，也可定點選取巖樣，用該 儀器所取巖樣能比較真實地反映巖心的實際情況，並使巖樣規格化， 為下一步切片磨片工作提供方便，同時保證了巖心的完整性和代表性，而且操作簡單、安全，取樣方便、快捷， 一次取樣時間不超過兩分鐘， 提高了生產效率，攜帶方便，適合現場巖樣取樣。但是，由於結構簡 單，不能進行微取樣，更不能對巖石樣品的烴類包裹體進行取樣。本領域技術人員所稱的微取樣是從巖石樣品上取下粒徑在大於0. 5 3毫 米的微粒或是採樣面的直徑在0. 1 3. 5毫米之間。 現在市場上有微型打孔式礦物取樣鑽機韓國生產的"巖石礦物打孔、取樣鑽機"和"筆形鑽"。"巖石礦 物打孔、取樣鑽機"和"筆形鑽"的生產廠家都是韓國世新公司，型 號是A206和AlOl。優點是操作簡便，價格低廉，能對巖石樣品進行宏觀粗脈取樣。缺點不能微觀取樣，無法滿足地質石油界為同位素分析、無機化 學組分分析、測年分析、烴類包裹體組分分析取出不同世代的微小礦 物樣品的要求。另一種是"陰極發光輔助微型鑽取樣機"，是一項公知的礦物取樣微型鑽。美國生產，型號RELION III CL。優點能達到採樣面的直徑小到8微米。能用於獲得少量地質樣本，進行同位素或其他分析。缺點不能為烴類包裹體組分分析取微觀樣，不能對粗大巖石樣品取樣，儀器結構複雜、價格太高，約8.5萬美元左右。第三種是雷射微取樣器，採用雷射器能對樣品"微區"加熱分解取 樣。有利於對透明晶體或難熔樣品加熱分解取樣。缺點取下的微小礦物樣品己經被雷射分解破壞，不能進行無機化 學組分分析、測年分析、烴類包裹體組分分析。 發明內容本發明的目的是提供一種烴類包裹體微觀取樣機，"烴包裹體微觀取樣機"是在微觀下用螢光照射洗過粒間瀝青的0.5cm厚巖石光片，對不同期次烴包裹體賦存礦物微鑽取樣，必免不同期次烴包裹體的混 染現象，同時提高取樣時間。"烴包裹體微觀取樣機"考慮到一機多用，能在上光源下對肉眼可 見的巖石粗大脈體單礦物取樣，還可以在下光源下對巖石薄片中的不 同世代礦物微觀取樣，能為同位素分析、無機化學組分常量微量分析、 測年分析等提供科學準確的樣品。本發明採用的技術方案是烴類包裹體微觀取樣機，主要由光源系 統、載物臺、微型鑽、顯微攝像系統、吸管系統和底座六部分組成， 其特徵是在底座上平面後側正中固定有主柱。在底座的上平面有載 物臺。載物臺俗稱鏡臺，固定在物鏡的下方，作用是固定需要觀察的 標本。載物臺中央有一個光孔，載物臺上裝有標本彈簧夾，用以夾持 標本。載物臺類型己有多種， 一般採用的是XY軸移動式載物臺。XY軸 移動式載物臺可以選用以下二種類型載物臺之一手動XY二向平移載物臺或程序控制自動XYZ三向平移載物臺。手動XY二向平移載物臺主 要由臺面、X轉軸和Y轉軸組成。程序控制自動XYZ三向平移載物臺， 由微型電腦控制。微型鑽立在底座的一側面。微型鑽的發動機採用的是根據取樣要 求獨立放置於底座外(以防震動影響取樣)。轉柄連接鑽頭夾及鑽頭， 鑽頭可隨時調換，微鑽頭(德國"PROXXON")直徑在3 0.5mm之間。 能使鑽頭上下左右移動並變動方向，以調整到適當的位置。微型鑽的 控制開關安裝在底座的正側面，能開關並控制鑽頭轉速大小。在同等 取樣時間內鑽頭越粗取樣速度越快；鑽頭越粗取樣的粒度越細。通過 變換鑽頭形狀、鑽頭粗細、轉速、鑽取方式來達到對不同粒級礦物樣 品的鑽取。鑽取方式有線式取樣或點式取樣二種。光源系統包括螢光源、上白光源和下白光源三種。 螢光源由螢光燈、光纖導管、紫外光激發塊和控制開關組成。螢光源的燈可採取內置方式安裝，也可外置方式安裝。所述的螢光源採用的是內置方式安裝，螢光燈固定在底座中。光纖 導管一端連接螢光燈，光纖導管固定在主柱的內腔空間並穿入顯微攝 像系統的鏡筒，紫外光激發塊固定在顯微攝像系統的鏡筒下端。為了 減小螢光強度的衰減，光纖導管的端部固定在鏡筒下端的物鏡上部； 螢光燈的控制開關安裝在底座的正側面。光纖導管將光送到紫外光激 發塊上，螢光通過紫外光激發塊和物鏡照射在樣品上。控制開關在底 座的正側面。為了螢光源發出的紫外光能使樣品中的烴包裹體發光。所述的螢光 源的紫外光激發塊中心波長是360nm，主要是加一個紫外光激發塊，使 螢光以紫外波長360nm打在礦物上。紫外光激發塊在緊靠長焦物鏡上 端，長焦物鏡與樣品間留出10 30mm的工作距離。實驗證明紫外光打 到樣品上的距離超過30mm，螢光強度衰減而不能滿足觀察烴包裹體發 光情況要求，但通過將螢光加在靠近筒物鏡的上部，縮短了螢光照射 減少衰減，實驗證明能滿足觀察烴包裹體發光性要求。創新技術加一個紫外光激發塊在緊靠單筒物鏡上端達到以下目的 ①是使螢光垂直打在礦物表面；②縮短螢光到樣品的距離，減少螢光 衰減；③只有紫外螢光單色螢光照射，減少紫外光激發塊的橫向直徑， 為微鑽鑽樣提供了操作空間。取巖石烴類包裹體礦物樣品時需要用紫外光照射，這樣具螢光性的 烴類包裹體會發出螢光，其它的礦物質不發光，由此可通過目鏡觀察 到取樣烴類包裹體分布及位置，或通過顯微攝像系統視頻反映在電腦 屏幕上。 一般取烴類包裹體樣品時最好在暗室中進行，能提高烴類包 裹體的螢光效果。上白光源上白光源由日光燈、光纖導管、控制開關組成。光纖導 管一端日光燈。光纖導管固定在底座的上部。日光燈的控制開關安裝在底座的正側面。上白光源是帶光纖導管的白光照射光源或是現在常 配套在立體顯微鏡中使用的白光光源，已很成熟的光照系統，技術人 員能完成。在對巖石、光片取樣時需要上白光照射，上白光由上向下 直接照射到樣品的表面，能由肉眼通過目鏡觀察待取樣的礦物，或通 過顯微攝像系統視頻反映在電腦屏幕上。對於粗大脈礦物的單礦物取 樣可直接肉眼觀察取樣，便於完成不同樣品取樣只要在配合不同鑽頭 和鑽速就可。下白光源下白光源由日光燈和控制開關組成。日光燈固定在底座 內部，並在載物臺中心孔的下部。為了將日光燈發的光去掉黃色調， 可以在日光燈與載物臺之間固定有綠色濾光片。綠色濾光片還能提高 成像的反差，沒有波長特殊限制。日光燈的控制開關安裝在底座的正 側面。在巖石薄片上取樣時需要用下白光從下部往上照射，下白光由 下向上通過載物臺中心圓孔照射到巖石薄片上，因薄片透明，由肉眼 通過目鏡觀察待取樣的礦物或通過顯微攝像系統視頻反映在電腦屏幕 上。顯微攝像系統固定在主柱橫梁端部，顯微攝像系統由攝像機、鏡筒、 目鏡和物鏡組成，鏡筒的上端有目鏡，鏡筒的下端有物鏡，攝像機固 定在目鏡的上方，鏡筒顯微攝像系統安裝在載物臺的正上方。焦點集中在待鑽巖石樣品上。鏡筒下面有一個可放大100倍的單頭物鏡。通 過提升或降低鏡筒來變化觀察物的放大倍數，放大倍數在10-200倍之 間，足以滿足對各種樣品的取樣觀察要求。攝像機選用美國進口 INFINITY 2-1數碼成像系統。攝像機有信號線與計算機連接。通過計 算機顯示器放大觀察巖石樣品和鑽頭位置，同時監控取樣過程並記錄 鑽取礦物樣品的位置和形狀，而達到觀察微小礦物的目的。吸管系統由負壓泵、吸管支架、軟管、過濾網、三通玻璃管和軟吸 頭組成。負壓泵固定在底座內。吸管支架固定在底座上，吸管支架的作用是支撐軟管，當不使用軟管時，將軟管掛在吸管支架上。軟管連 接負壓泵進氣口，軟管的另一端連接三通玻璃管直管的一端。在三通 玻璃管與軟管的連接處有過濾網，過濾網能防止巖石樣粉被吸入軟管中。三通玻璃管直管的另一端固定有漏鬥形塑膠吸罩；三通玻璃管的 垂直管埠有蓋子。三通玻璃管的垂直管是樣品收集室。當樣品被吸 入三通玻璃管，樣品在重力作用下落入併集中在樣品收集室裡。卸下 三通玻璃管後在開口端蓋上蓋子，樣品可直接儲存在三通玻璃管中。 三通玻璃管是一次性的，可必免樣品汙染。在底座裡有下光源、吸管馬達及開關、螢光燈及開關和上光源開關 組成。底座上面有一個方形窗口，方形窗口是下白光源進口；底座正 前面固定有總電源開關、鑽機開關、下光源開關、吸管開關和螢光開 關。對不同樣品可通過調節鑽頭轉速、更換鑽頭來達到取樣目的並提高 取樣速度。比如取宏觀粗脈礦物樣品時用三角形粗鑽頭並用中低速率 效果最好，取小於10多個微米的礦物樣品時採用細錐尖狀鑽頭並用中 高速率效果最好。進行測群體烴類包裹體組份取樣要進行預處理，就是先將巖石樣品 磨成2cmX2 cmXO. 5cm光片，然後淋濾洗油，將粒間孔中的瀝青清洗 掉。在螢光源下藉助於目鏡和物鏡放大觀察並進行微觀取樣，鑽取含 烴類包裹體的礦物一般用細小鑽頭打點式取樣，在試實驗內藉助螢光 取樣。進行同位素分析、無機化學組分常量特徵分析或礦物測年分析時， 取單礦物樣品有二種情況(1)如果取粗大脈體礦物中的單礦物，採 用巖石樣品，如能切出一平整面或在光片取樣更好，直接在上白光下 將樣品放在載物臺上，用粗大的鑽頭取樣；(2)如對微觀單一礦物取 樣，巖石樣品要求製成光片或0.7mm厚的薄片(薄片在能透過光的情況下越厚越好)，光片取樣還是在上白光下將樣品放在載物臺上，藉助於目鏡和攝相放大觀察並進行微觀取樣，要用細小的鑽頭取樣；如 是薄片，可以採用下白光源照明，用細小鑽頭取樣。本發明的有益效果是烴類包裹體微觀取樣機，能實現單礦物取樣和螢光烴類包裹體取樣。能兼顧肉眼粗大脈體和顯微單礦物取樣，並能為群體烴類包裹體組份分析分期微觀取樣。能鑽取小到80-100um 的微細礦物樣品，大到肉眼能分辨的脈體礦物樣品，為同位素分析、 無機化學分析、測年分析、烴類包裹體組份分析提供所需礦物樣品。 宏觀取樣時，能在幾分鐘內完成，對巖石光片薄片微觀取樣時間稍長， 尤其是對薄片微觀取樣，因一次鑽下深度小。對不同期的烴類包裹體 賦存礦物取樣是烴類包裹體微觀取樣機的獨特功能。"烴包裹體微觀取樣機"是在微觀下用螢光照射洗過粒間瀝青的 0.5cm厚巖石光片，對不同期次烴包裹體賦存礦物微鑽取樣，必免了不 同期次烴包裹體的混染現象，同時大大提高了取樣時間， 一般幾分鐘 一個樣。這填補了國際上對不同期次烴包裹體取樣技術的空白。"烴包裹體微觀取樣機"設計時考慮到了一機多用。可在上光源下 或下光源下對巖石或薄片中的不同礦物微觀取樣，滿足研究不同期次 或不同時代礦物同位素特徵時、滿足研究無機化學組分常量微量特徵 時、進行不同時代巖石樣品礦物測年分析時的樣品取樣要求。


圖1是本發明烴類包裹體微觀取樣機結構示意圖。 其中，l.底座，2.載物臺，3.微型鑽，4.攝像頭，5.螢光源，6. 上白光源，7.吸管系統，8.下白光源，9.負壓泵，IO.開關，ll.主柱。
具體實施方式
實施例1:以一個烴類包裹體微觀取樣機為例，對本實用新型作進 一步詳細說明。參閱圖l。本發明烴類包裹體微觀取樣機，主要由光源系統、載物臺2、微型鑽3、顯微攝像系統4、吸管系統7和底座l六部分組成。 在底座1上平面後側正中部固定有一個主柱11，主柱11中間有通道。 在底座1的上平面有一臺載物臺2。載物臺2固定在物鏡的下方。載物 臺2中央有一個光孔，載物臺上裝有標本彈簧夾，用以夾持標本。採 用的是手動XY 二向平移載物臺，由載物臺、X轉軸、Y轉軸組成。平 移的轉動式載物臺由廠家上海光學儀器研究所產，型號未定，能滿足 巖石、薄片的共同夾、載要求。一臺微型鑽3立在底座1的右側面。微型鑽3採用的是微型打孔 式礦物取樣鑽機，鑽機發動機部分引進美國RELION公司，微型鑽3的 轉柄連接鑽頭夾及鑽頭，微鑽頭直徑為3-0.5mm。微型鑽3的控制開關 安裝在底座1的正側面。光源系統包括螢光源5、上白光源6和下白光源8三種，每種光源 系統分別各有一件。螢光源5由螢光燈、光纖導管、紫外光激發塊和控制開關10組成。 螢光源5採取內置方式安裝。螢光燈安裝在底座(l)上，光纖導管連接 螢光燈和穿過主柱(ll)的內腔空間並穿入鏡筒。紫外光激發塊固定在 顯微攝像系統(4)的鏡筒下端，光纖導管的端部固定在鏡筒下端的長焦 物鏡上部；將光送到紫外光激發塊處，螢光通過紫外光激發塊由物鏡 垂直照射在樣品上，控制開關(10)在底座(1)的正側面。光纖導管穿過 主柱11的內腔空間並穿過鏡筒，與攝像頭公用一個鏡筒。螢光源(5)的 紫外光激發塊中心波長是360nm，長焦物鏡頭與樣品間有10_30mm的工 作距離。上白光源6:上白光源(6)由日光燈、光纖導管、控制開關組成。 光纖導管一端日光燈。光纖導管固定在底座(l)的上部。日光燈的控制 開關(10)安裝在底座(1)的正側面。上白光源6是帶光纖導管的白光照射光源。下白光源8:下白光源8由日光燈、控制開關組成。日光燈固定在底座1內部，並在載物臺2中心孔的下部。日光燈的控制開關(10)安 裝在底座(l)的正側面。在日光燈與載物臺2之間固定有一片綠色濾光 片。顯微攝像系統4固定在主柱11橫梁端部。顯微攝像系統4由攝像 機、鏡筒、目鏡和長焦物鏡組成，鏡筒的上端有目鏡，鏡筒的下端有 長焦物鏡，攝像機固定在單筒目鏡的上方，即顯微攝像系統4安裝在 載物臺2的正上方。焦點正好落在鑽頭待測礦物上。鏡筒下面有一個 可放大100倍的長焦物鏡。通過提升或降低鏡筒來變化觀察物的放大 倍數，放大倍數在10-200倍之間，足以滿足對各種樣品的取樣觀察要 求。攝像機有信號線與計算機連接。通過計算機顯示器放大觀察巖石 樣品和鑽頭位置，同時監控取樣過程並記錄鑽取礦物樣品的位置和形 狀，而達到觀察微小礦物的目的。吸管系統7由負壓泵9、吸管支架、軟管、過濾網、三通玻璃管和 軟吸頭組成。軟管連接負壓泵(9)進氣口，軟管的另一端連接三通玻璃 管直管的一端。在三通玻璃管與軟管的連接處有過濾網。三通玻璃管 直管的另一端固定有漏鬥形塑膠吸罩；三通玻璃管的垂直管埠有蓋 子。負壓泵9用無油真空泵，型號D0A-P136，功率90W， 220V， 50HZ交 流電機。負壓泵9置於底座1內。吸管支架固定在底座1上。軟管的 直徑可以是6X4mm、 8X12mm或12X14mm;真空度81KPa ，空載流 量27L/min(1.6m3/h)。軟管連接負壓泵9進氣口，軟管的另一端連接三通玻璃管。在三通玻璃管與軟管的連接處有三層過濾網。過濾網採 用200目的鋼網，包裹在三通玻璃管的端部。玻璃管直管的另一端固 定有漏鬥形塑膠吸罩；三通玻璃管的垂直管端部有蓋子，三通玻璃管的垂直端是樣品收集室。當樣品被吸入三通玻璃管，樣品在重力作用 下落入併集中在樣品收集室裡。卸下三通玻璃管後二開口端蓋上蓋子， 樣品可直接儲存在三通玻璃管中。三通玻璃管是一次性的，可必免樣 品汙染。底座l上平面有一個方形窗口，方形窗口是載物臺的固定口；底座 正前面固定有總電源開關、鑽機開關、光源控制開關、吸管控制開關、 螢光燈開關。
權利要求
1、一種烴類包裹體微觀取樣機，主要由光源系統、載物臺(2)、微型鑽(3)、顯微攝像系統(4)、吸管系統(7)和底座(1)六部分組成，其特徵是在底座(1)上平面後側正中固定有主柱(11)，在底座(1)的上平面有載物臺(2)，載物臺(2)中央有一個光孔，載物臺上有標本彈簧夾；微型鑽(3)立在底座(1)的一側面，微型鑽(3)採用的是微型打孔式礦物取樣鑽機，或安裝在底座(1)檯面上一側，微型鑽(3)的轉柄連接鑽頭夾及鑽頭，微鑽頭直徑在3～0.05mm之間，微型鑽(3)的馬達及控制開關(10)安裝在底座(1)箱內、開頭放置在底座(1)正側面；光源系統包括螢光源(5)、上白光源(6)和下白光源(8)三種，螢光源(5)包括螢光燈、光纖導管、紫外光激發塊和控制開關(10)組成，螢光燈固定在底座(1)中，光纖導管一端連接螢光燈，光纖導管固定在主柱(11)的內腔空間並穿入顯微攝像系統(4)的鏡筒，紫外光激發塊固定在顯微攝像系統(4)的鏡筒下端，光纖導管的端部固定在鏡筒下端的物鏡上部；螢光燈的控制開關(10)安裝在底座(1)的正側面，光纖導管將光送到紫外光激發塊上，螢光通過紫外光激發塊照射在樣品上；上白光源(6)上白光源(6)由日光燈、光纖導管、控制開關組成，光纖導管一端為日光燈，光纖導管固定在底座(1)的上部，日光燈的控制開關(10)安裝在底座(1)的正側面；下白光源(8)下白光源8由日光燈和控制開關組成，日光燈固定在底座1內部，並在載物臺2中心孔的下部，日光燈的控制開關(10)安裝在底座(1)的正側面；顯微攝像系統(4)固定在主柱(11)橫梁端部，顯微攝像系統4由攝像機、鏡筒、目鏡和長焦物鏡組成，鏡筒的上端有目鏡，鏡筒的下端有長焦物鏡，攝像機固定在目鏡的上方，鏡筒顯微攝像系統(4)安裝在載物臺(2)的正上方，焦點集中在待鑽巖石樣品上，攝像機有信號線與計算機連接；吸管系統(7)由負壓泵(9)、吸管支架、軟管、過濾網、三通玻璃管和軟吸頭組成，負壓泵(9)固定在底座(1)內，吸管支架固定在底座(1)上，軟管連接負壓泵(9)進氣口，軟管的另一端連接三通玻璃管直管的一端，在三通玻璃管與軟管的連接處有過濾網，三通玻璃管直管的另一端固定有漏鬥形塑膠吸罩；三通玻璃管的垂直管埠有蓋子。
2、 如權利要求l所述的烴類包裹體微觀取樣機，其特徵在於在 日光燈與載物臺2之間固定有綠色濾光片。
3、 如權利要求1所述的烴類包裹體微觀取樣機，其特徵在於所 述的螢光源(5)的紫外光激發塊中心波長是360nm，紫外光激發塊緊靠 物鏡，長焦物鏡頭與樣品間有10 30cm的工作距離。
4、 如權利要求l 、 2或3所述的烴類包裹體微觀取樣機，其特徵 在於所述的微型鑽(3)是利用了 "巖石礦物微鑽機"的馬達，馬達型 號是Mini Drill,鑽頭直徑3 0. 5腿之間。
全文摘要
烴類包裹體微觀取樣機，應用於石油地質巖石樣品上取樣。由光源系統、載物臺、微型鑽、顯微攝像系統、吸管系統和底座六部分組成，特徵是在底座的上平面固定有載物臺。微型鑽立在底座的一側面，光源系統包括螢光源、上白光源和下白光源。顯微攝像系統由攝像頭、鏡筒、目鏡、物鏡組成，顯微攝像系統安裝在載物臺的正上方。攝像頭安裝在鏡筒上方，與螢光同光路。吸管系統固定在底座上或不固定獨立使用。效果是具多功能性；在螢光下從淋濾過瀝青的2cm×2cm×0.5cm光片上或包裹體薄片上對不同期次烴類包裹體賦存礦物取樣；兼有能從巖石樣品取宏觀脈體單礦物；在巖石薄片樣或巖石光片樣上鑽取顯微單一礦物樣品。
文檔編號G01N1/04GK101581634SQ20091008534
公開日2009年11月18日 申請日期2009年5月21日 優先權日2009年5月21日
發明者劉建憲, 巖 宋, 鼐 張, 張水昌, 朱如凱, 王招明, 奇 脫 申請人:中國石油天然氣股份有限公司