[实用新型]一种适用于碳酸盐岩古岩溶储层岩心柱的粉末样品采集装置

说明书

本实用新型涉及地质岩层分析技术领域，公开了一种适用于碳酸盐岩古岩溶储层岩心柱的粉末样品采集装置。即一方面通过垂直升降机构、水平直线往复运动机构、采集机构安装板以及板上各部件的配置，可以实现自动升降至目标位置并自动打磨得到粉末样品的采集过程，从而相对于传统人工方式，可大大方便采集粉末样品，提高采样效率，另一方面通过底座、立柱和若干岩心柱夹持臂的配置，可以构成使碳酸盐岩古岩溶储层岩心柱呈竖直状态的夹持机构，并减小在打磨时的振动幅度，确保岩心柱不会碎裂。此外，由于进行稳定同位素检测的粉末样品用量需求极少，一般在几百毫克以下，通过工控机进行精确打磨，可以避免过度磨损岩心柱，进一步确保岩心柱不会损伤。

技术领域

本实用新型属于地质岩层分析技术领域，具体地涉及一种适用于碳酸盐岩古岩溶储层岩心柱的粉末样品采集装置。

背景技术

碳酸盐岩为化学沉积岩，成分为CaCO₃或MgCaCO₃，易于遭受溶蚀和侵蚀，在漫长的地质历史演化过程中易遭受构造破裂作用和成岩流体的改造。已沉积的碳酸盐岩抬升到近地表，主要在大气渗滤水和浅部地下水(包括上升水)的影响下发生一系列的水-岩反应，包括碳酸盐岩中的溶蚀(化学溶解及伴随的物理侵蚀等)、充填和交代作用，以及洞穴和次生孔隙的形成。这种溶蚀作用称为岩溶作用或喀斯特作用，指水与重力对以碳酸盐岩为主的可溶岩石的溶蚀与侵蚀作用、搬运作用与沉积作用的总体。“喀斯特”过去多用于特定的地貌形态，而现在，“喀斯特”多指的是岩溶作用，是不同演化阶段一系列复杂地质过程(气候条件、构造活动、土壤层、水文条件、岩石)的结果，岩溶是在大气水环境中碳酸盐岩的溶解和流失造成的，可形成于多种气候条件和构造背景下，通常产生可以识别的地貌特征。

碳酸盐岩储层由于长期暴露于地表环境，易于遭受大气淡水的改造，在碳酸盐岩储层中形成复杂的孔、洞、缝网络系统。碳酸盐岩储层当中，与古岩溶有关的油气藏是最为重要的油气藏类型之一，如中国塔里木盆地奥陶系油气藏、鄂尔多斯盆地奥陶系气藏以及四川盆地二叠系茅口组气藏等。

地质学工作者面对的不是发生在今天的岩溶作用，而是地质历史过程中发生的古岩溶作用。岩溶作用具有以下表现特征：(1)岩溶地形、地貌(溶沟、钙质结壳、非沉积凹槽、非沉积角砾；溶沟、岩溶漏斗、落水洞、无河流沉积物的洼地、坡立谷)；(2)不整合面之下被剥蚀的地层以及超覆在隆起上的地层；(3)地下岩溶：洞穴、溶解孔隙和管道；塌陷构造；溶解扩大的裂隙；洞穴堆积物(钟乳石、垮塌角砾、机械沉积物等)；不规则的角砾岩体；(4)钻井过程中发生放空，钻井液漏失；(5)地球化学跃变带：与上覆岩层相比，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的突变增大，Sr含量、δ¹³C和δ¹⁸O值的变化、微量元素的变化、碳酸盐岩基质的阴极发光性的变化；(6)微观特征：小孔隙或裂缝中的淋滤土壤；岩石显微薄片上的渗流粉砂；明显遭受过侵蚀作用的碳酸盐岩胶结物；变红色(与氧化作用有关)和微晶化的颗粒；新月形状的胶结物；悬垂状和针状-纤维状渗滤胶结物；分布广泛的、溶解扩大的、组构选择的溶蚀孔隙。

当碳酸盐岩经构造抬升裸露至地表或近地表环境后，将遭受以含CO₂为主的岩溶水的溶解和侵蚀，进入表生成岩期的岩溶阶段。由于大气水在不同深度面的活动性、所饱和的CO₂浓度的不同，受重力驱动的岩溶水也因此具有水动力学的分带性，在垂向(即竖直方向)剖面上，各岩溶带的岩溶作用特征有明显的区别。根据现代岩溶的发育特征的实地考察(四川华蓥山天池、李子垭等地的野外露头)，并重点结合四川盆地二叠系茅口组油气勘探开发的效果和钻井的实际情况，在垂向上可将岩溶系统从上之下分为地表岩溶带(也称表层岩溶带)、渗流岩溶带(也称垂直渗流带)和地下水平径流带。