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指尖上的浩瀚“宇宙”
/ A, Z( S9 k5 r' |! B ——扫描电镜分析技术助力页岩油勘探开发
, m; Y5 M* _5 E! H 中国能源新闻网通讯员 贾玉涛 代俭科 史忠华
% R" l9 H) l$ w6 v' ^4 H K$ { 镜头拉近……拉近……再拉近,镜头前的物体逐渐清晰。
* K8 L, \9 }4 I: X4 C3 S; P4 {& r 这不是某位导演在拍大片,是中国石化胜利油田地质科研人员拍的一幅“大片”。10万倍的电镜镜头下,原本平整一体的岩石样本,内部结构一览无余地展现出来,白色的是碳酸盐岩,黑色的是泥岩,中间夹杂有很多孔隙裂缝,细如发丝,地质人员日思夜想的石油就在这里。 ( d1 K7 i, {9 q
从设备中拿出1厘米见方的样品,胜利油田勘探开发研究院地层古生物实验室经理王伟庆开始了揭秘:“别看只有小拇指尖那么大,可是经过扫描电镜数万倍的放大,就是一个浩瀚的‘宇宙’了。”
% u+ w, M$ X, B0 f2 E& \! D/ R 刚刚看到的图像,只是这块样品上几十平方微米的面积。 " _$ E. ]3 |9 e. X" M( h! d
胜利油田科研人员正在分析页岩岩心 ( b1 ^0 a h4 Z; f7 }8 ?& F
2021年,胜利油田页岩油勘探开发取得战略性突破,首批上报预测石油地质储量4.58亿吨,首先得益于地质科研人员在基础研究上的突破。 * U8 y" f; B3 K! T
一根头发丝的直径一般在0.03毫米左右。胜利油田的页岩油就蕴藏在这头发丝般甚至还细小的孔缝中。科研人员就是从比头发丝还细的孔隙里找到了页岩油的“蜗居”之地。 ) C! w7 X2 e8 n
说起来轻松,做起来却着实不易。地层古生物实验室扫描电镜工作人员于杰杰介绍,样品中看到的这个部分,就如同在一个足球场内寻找一个乒乓球。要找到这个“乒乓球”,首先要制作出合格的样品。
) j9 V8 X+ m& W. p1 X 扫描电镜对岩石样本要求非常高,页岩取心难度很大,层多且薄又易碎,手工处理样品要格外掌握好力度、技巧。将页岩手工制作成1厘米见方的小块,再用砂纸反复打磨,直到普通显微镜下看到切面平滑了,再用氩离子抛光仪继续打磨。这个过程可能要重复几十次,直到达到镜面效果了,才能用扫描电镜进行观察。 6 a% }) c) M1 ~. q( o4 `
扫描电镜可以聚焦到纳米级,非常直观地反映出页岩油的储集空间、成分特征、矿物架构等。
+ q5 R( [% Q+ c2 h( r 一张有典型意义的图片,犹如毛细血管图似的,展现出页岩油孔隙,通常需要从上百甚至上千张图片中挑选出来。这就更需要科研人员有的放矢地快速锁定目标。
2 b3 w$ B: Y9 P6 l% ?+ D: D" A 勘探开发研究院地层室科研人员通过关键技术攻关,优化试验参数工序,创新工作流程,聚焦提升电镜分析质量,突破了含油样品低真空观察、氩离子抛光高精度成像、背散射样品成分精细识别等技术难关,掌握了非常规样品电镜分析方法,为油田非常规储层评价提供了关键信息,助推了油田页岩油、致密油勘探突破。 # K: D$ e3 K! L: T+ `6 B' ?
纳米尺度的电镜图像成为打开非常规储层微观世界的“金钥匙”。凭借过硬的分析技术及分析质量,勘探开发研究院制定了页岩油电镜分析行业标准,成为行业标杆及排头兵。 ( D J% S1 B1 I* M( B' k
除了页岩油之外,扫描电镜分析技术还在如何识别致密砂岩里的好储层、如何避免油气层伤害和改造低产储层等领域,扮演了研究工作“利器”的角色。
+ h1 P6 l0 {: ~ 据悉,勘探开发研究院将开发精度更高的聚焦离子束扫描电镜分析技术,模拟和寻找页岩油的流动和路径。届时,足球场上的玻璃弹珠也不再难寻,非常规储层里的原油如何从地层中流出来等难题也会有新的答案。
! J3 t2 I& d* {( v! m: t) ^ 责任编辑:安栋平
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