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微纳结构与数字岩心

(1)场发射扫描电镜(FE-SEM)

       场发射扫描电镜具有超高分辨率,实现各种固态样品表面形貌的二次电子像和背散射电子像的观察及图像处理。我公司采用不镀膜条件下,实现不导电样品表面二维真实结构成像,用于低电压下在纳米尺度上观察页岩、致密砂岩等非常规储层岩石表面孔隙结构特征,最小孔隙分辨率达4纳米。

  

       (2)大面积扫描电镜成像与孔隙定量分析

        基于MAPS模块化应用程序,按分辨率要求将大面积区域分割为若干微区,将场发射扫描电镜用于自动采集大面积区域(≥400微米*400微米)的微区高分辨率图像,再生成大面积图像(≥105×105像素),获得更具代表性的致密储层岩石孔隙结构特征。

采用扫描电镜图像孔隙特征识别软件,可准确、高效地识别有机孔、无机孔的微裂缝,并提取面孔率-孔径分布定量数据。

       (3)聚集离子束-扫描电镜三维成像(FIB-SEM)

       ZEISS Atlas程序控制Crossbeam540聚集离子束-扫描电镜系统FIB和SEM对页岩横截面进行连续切割和成像。聚集离子束逐层切割页岩薄片,电子束对新鲜页岩薄片进行逐层扫描成像。连续切割和成像,形成一系列的SEM图像,对图像进行重建,能够三维展示页岩的内部结构特征。

       Crossbeam540 FIB-SEM聚集离子束参数特点:

       •  分辨率:3nm

       •  可用离子束流:1 pA – 100 nA

       •  加速电压:0.5-30 kV

       •  最薄切片厚度:3nm

       •  3D自动切割-成像软件

       Crossbeam540 FIB-SEM场发射扫描电镜参数特点:

       •  分辨率:0.9nm

       •  加速电压:0.02-30 kV

       •  放大倍数:12X – 2,000,000X

       •  配置6个探测器(InLens, EsB, SE, 4Q-BSD, ESD, EBSD)

       (4)扫描电镜矿物定量(AmicSCAN)

       AmicSCAN矿物分析电镜是一款集高分辨场发射扫描电镜、矿物自动分析软件AMICS和超大面积高分辨成像软件为一体的矿物分析电镜,能对岩石样品的矿物组成与分布特征、岩石特征、矿物粒度分布、矿物含量定量等重要参数进行自动定量分析。

       (5)显微CT成像

       显微CT成像可无损获得观测样品的三维结构,是岩石孔缝结构表征的有效手段。我公司可提供静态CT扫描、应力加载原位CT扫描、流体驱替原位CT扫描和水力压裂原位CT扫描,及对扫描结果的定量分析服务。

       ① 静态CT扫描及定量分析

       支持径向尺寸≤2.5cm、高度≤7cm样品的三维无损高分辨率(最高0.7μm)成像及定量分析,包括:三维动画渲染、孔缝网络及特征参数提取、亚分辨率连通孔缝网络模型构建及流动、电学参数等的模拟与计算。

   

       ② 应力加载CT扫描

       在岩石受轴压/围压(≤18MPa)加载/卸载的同时,进行连续微米CT扫描,获得不同应力状态下的内部孔缝结构,可用于分析岩石孔缝结构的应力敏感性,分析地层条件特征。

       ③流体驱替CT扫描

       在岩石进行流体充注或两相驱替的同时进行实时微米CT 扫描,动态观察多孔介质在不同压力下的流体渗流和分布特征,获得内部流体饱和度的时空分布,采用自主开发的定量分析软件,可进一步获得所有孔隙的流体充注比例,可用于研究岩石中残余油分布,分析两相驱替的微观特征,指导驱注采方案优化。

       ④水力压裂CT扫描

       直径25mm圆柱岩石样品中心加工半通注入孔,以恒流或恒压方式持续注入高压压裂流体(最大25MPa),在流体压力增加致岩石破裂的过程中进行微米CT扫描,分辨率达14微米,可获得岩石内部裂缝分布及演化,用于研究不同性质流体对岩石破裂的作用机理,不同流体及注入方式的岩石破裂特征,为水力压裂机理研究和现场施工提供借鉴与参考

 

       (6)多尺度数字-实验岩心重构

       以二维高分辨率扫描数据为输入,实测物性参数为约束,采用自主开发重构算法,获得与真实岩石属性一致的多尺度三维数字岩心重构。算法显著优于传统的仅满足几何一致性、单一尺度的重构算法,适用于具有多尺度孔隙、各向异性、强非均质性的岩石。重构三维数字岩心可用于预测给定地层条件的物性、流动及含气性等特征。



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