SEM掃描電鏡分析技術(shù)，助力頁巖油勘探開發(fā)的介紹

掃描電鏡對巖石樣本要求非常高，頁巖取芯難度很大，層多且薄又易碎，手工處理樣品要格外掌握好力度、技巧。

面對10萬倍的SEM掃描電鏡，原本平整一體的巖石樣本，內(nèi)部結(jié)構(gòu)一覽無余展現(xiàn)在鏡頭下，白色的是碳酸鹽巖，黑色的是泥巖，中間夾雜有很多孔隙裂縫，細如發(fā)絲，地質(zhì)人員日思夜想的石油就在這里。

從設(shè)備中拿出1厘米見方的樣品，勘探開發(fā)研究院地層古生物實驗室經(jīng)理王偉慶開始了揭秘，“別看只有小拇指尖那么大，經(jīng)過掃描電鏡數(shù)萬倍放大，就是一個浩瀚的‘宇宙’了。”

2021年，勝利油田頁巖油勘探開發(fā)取得戰(zhàn)略性突破，頭批上報預(yù)測石油地質(zhì)儲量4.58億噸，首先得益于地質(zhì)科研人員在基礎(chǔ)研究上的突破。

一根頭發(fā)絲的直徑通常在0.03毫米左右，也就是30微米左右，勝利油田的頁巖油就蘊藏在這頭發(fā)絲般甚至還細小的孔縫中。“樣品中看到的部分，如同在一個足球場內(nèi)尋找一個乒乓球，要找到這個‘乒乓球’先要制作出合格的樣品。”地層古生物實驗室掃描電鏡工作人員于杰杰說，

SEM掃描電鏡對巖石樣本要求非常高，頁巖取芯難度很大，層多且薄又易碎，手工處理樣品要格外掌握好力度、技巧。將頁巖手工制作成1厘米見方的小塊，再用砂紙反復(fù)打磨，直到普通顯微鏡下看到切面平滑了，再用氬離子拋光儀繼續(xù)打磨。這個過程可能要重復(fù)幾十次，直到達到鏡面效果了，才能用掃描電鏡進行觀察。

掃描電鏡可以聚焦到納米級，非常直觀地反映出頁巖油的儲集空間、成分特征、礦物架構(gòu)等。一張有典型意義的圖片，猶如毛細血管圖似的，要想展現(xiàn)出頁巖油孔隙，通常需要從上百甚至上千張圖片中挑選出來。

勘探開發(fā)研究院科研人員通過關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，優(yōu)化試驗參數(shù)工序，創(chuàng)新工作流程，聚焦提升電鏡分析質(zhì)量，突破了含油樣品低真空觀察、氬離子拋光高精度成像、背散射樣品成分精細識別等技術(shù)難關(guān)，掌握了非常規(guī)樣品電鏡分析方法，為油田非常規(guī)儲層評價提供了關(guān)鍵信息，助推了油田頁巖油、致密油勘探突破。

納米尺度的SEM掃描電鏡圖像成為打開非常規(guī)儲層微觀世界的“金鑰匙”，憑借過硬的分析技術(shù)及分析質(zhì)量，勘探開發(fā)研究院制定了頁巖油電鏡分析行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，成為了行業(yè)標(biāo)桿及排頭兵。此外，掃描電鏡分析技術(shù)還在如何識別致密砂巖里的好儲層，如何避免油氣層傷害和改造低產(chǎn)儲層等領(lǐng)域，扮演了研究工作“利器”的角色。