Các mẫu dùng để phân tích địa hoá gồm có:
- Mẫu đá: mẫu vụn khoan (cuttings), mẫu sườn (side wall cores – SWCs), mẫu lõi (cores), mẫu thực địa (outcrop samples).
- Mẫu dầu: dầu thô (đặc, sánh).
- Mẫu khí: khí ngưng tụ (condensate), khí tự do, khí hấp thụ trong đá, khí hoà tan trong nước vỉa.
- Mẫu nước: nước vỉa, nước kỹ thuật từ giếng khoan.
- Ngoài các mẫu trên, còn phân tích cả các mẫu sản phẩm dầu mỏ như: xăng, gas, dầu bôi trơn, nhớt…
Hầu hết các mẫu phân tích địa hóa đều mang tính định lượng. Do đó giai đoạn chuẩn bị mẫu rất quan trọng. Vì vậy trước khi phân tích phải đảm bảo tính nghiêm ngặt của quy trình chuẩn bị mẫu. Trong quá trình lấy mẫu, hạn chế lẫn lộn dung dịch khoan.
Đối với mẫu đá là loại vụn khoan phải được rửa sạch bằng nước lạnh nhiều lần để loại bỏ bùn khoan và những vật chất khác lẫn từ vật liệu có trong dung dịch khoan cho đến khi không còn bùn bám quanh mẫu. Với các giếng khoan bằng dung dịch gốc dầu, mẫu phải được rửa sạch bằng xà bông hoặc xà phòng kem cho đến khi sạch hết bùn và dầu bám quanh mẫu. Sau đó đem mẫu đi hong khô ở nhiệt độ khoảng 200C. Nếu nhiệt độ cao hơn dễ làm bay hơi các thành phần bitum nhẹ có trong mẫu, đồng thời có thể làm thay đổi một số tính chất hoá lý của mẫu cần nghiên cứu. Trước khi phân tích, người ta mô tả sơ bộ và phân loại theo thành phần thạch học.
Đối với các mẫu đá là SWC có dính mùn khoan cũng được xử lý như trên. Các mẫu thực địa cần cạo bỏ phần mặt ngoài do bị dính tạp chất hay bị phong hoá trong môi trường. Mẫu phân tích đảm bảo phải tươi. Sau đó tiến hành các bước như với mẫu vụn khoan.
Mẫu dầu, condensate lấy lên trong quá trình thử vỉa hoặc khai thác có lẫn mùn khoan, vụn trầm tích, nước kỹ thuật… Trước khi phân tích cần phải dùng máy li tâm để loại bỏ các chất nặng hơn dầu như bùn, cát, nước… theo nguyên lý dầu nhẹ ở trên, các chất nặng lắng xuống dưới đáy ống ly tâm. Trong quá trình ly tâm, người ta gắn các nam châm vào ống ly tâm để hút các mạt sắt có trong mẫu dầu (các mạt sắt này hình thành từ ống lấy mẫu hay ống khai thác bị rỉ sét). Sau đó, dùng tiếp giấy lọc để loại bỏ những tạp chất là cặn bã có tỷ trọng gần bằng tỷ trọng dầu. Thành phần parafin trong dầu nếu để một thời gian lâu sẽ đông lại thành chất rắn rất khó xử lý. Vì vậy, đối với những mẫu dầu nhiều parafin trước khi ly tâm và lọc nên dùng dung môi hữu cơ để hoá lỏng parafin.
Mẫu nước vỉa có thể bị lẫn nhiều mùn khoan, dầu, cặn hữu cơ… cần loại bỏ bằng cách lọc qua giấy lọc nhiều lần, ly tâm, dùng chất hấp phụ loại bỏ cặn hữu cơ lơ lửng.
Mẫu khí phải bảo quản trong dụng cụ chuyên dùng, tránh để mẫu thoát ra ngoài hoặc không khí lẫn vào mẫu.
