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石油地质行业扫描电镜研究及样品制备方法

2015-7-29 14:27| 发布者: fansiyuan| 查看: 1156| 评论: 0

摘要: 扫描电镜在石油地质行业中应用非常广泛。但目前国内、国外的扫描电镜用户在进行样品制备的时候的经常会出现以下现象:样品内部的微小尺度结构在普通的手动研磨过程中会出现由于研磨所造成的表面的机械划痕、污染以及 ...

石油地质行业扫描电镜研究及样品制备方法


一、      扫描电镜在石油地质行业中的主要应用


1、矿物学研究

观测各类矿物的形态和微形貌,对某些稳定矿物的表面特征研究(如石英、锆石等),可以追溯矿物的成因、沉积史及沉积相,重塑地质作用过程。

粘土矿物由于颗粒细小,特别是含量很少时,电镜鉴定粘土矿物具有不可替代的优势,另外,还可以观察粘土矿物矿物的转变过程、判断粘土矿物的成因. 在鉴定宝石方面,扫描电镜具有分辨率高、放大倍数大、景深强等优点。                         

2、微古生物研究

观察肉眼和普通光学显微镜所观察不到的古生物的细微结构,对建立古生物标准图版、确定断种、研究超微化石等十分有效。

3、储集层研究

提供储集层的组成结构、自生矿物的分布及类型、微孔隙的大小、类型、侯道及通道情况、成岩后生作用及储集层性质判断等方面的信息,为油层改造及工程地质提供基础资料。

 

精细孔隙表征 

           石油赋存状态

4、工程地质研究

活断层的判断:根据断层泥中石英的表面微结构,可以判断活断层的活动时代、活动方式、以及活动次数.滑坡稳定性研究:根基滑坡滑带土的微结构,可以判断滑坡的活动阶段、活动次数、及活动方向,进而判断滑坡的稳定性。

结合能谱仪,对暗区元素全分析,检测出有机质元素的存在,确定有机质的存在形式和分布。

二、石油地质行业中扫描电镜样品的制备方法

如上文可以看出,扫描电镜在石油地质行业中应用非常广泛。但目前国内、国外的扫描电镜用户在进行样品制备的时候的经常会出现以下现象:样品内部的微小尺度结构在普通的手动研磨过程中会出现由于研磨所造成的表面的机械划痕、污染以及形变等各种损伤,很难得到其真实的形貌,很难观察到其内部的真实微区。在石油地质行业这种现象更加普遍,比如说这几年国家大力提倡的页岩气开发工作,因为页岩,泥岩,砂岩等样品涉及到其内部储气的孔隙通常都为纳米甚至是埃米级别才及地质样品本身的酥松性,遇水容易膨胀、变形和改变无形,在普通的手动机械抛光过程中,经常会出现堵塞孔隙的现象获得的电子扫描图像不能真实、直观地反映页岩的微观结构。空隙、裂缝、有机质及其它现象常会出现相同的图像效果,故当研究页岩的微观空隙结构时,通常的电镜方法难以凑效。所以现阶段国内外很多用户都会选择氩离子抛光装置来对于样品抛光,使用氩离子抛光处理样品表面后,电镜照片能更好的反应出页岩裂缝形态、空隙、有机质及其他矿物结晶甚至充填形态。

氩离子抛光系统,依靠离子束轰击制备样品,从而能够获得传统加工方法难以达到的处理效果,是一个用于样品的截面制备及平面抛光的桌面型制样设备。可利用IlionII进行抛光加工的材料种类十分广泛,包括由多元素组成的试样,以及具有不同的机械硬度、尺寸和物理特性的合金、半导体材料、聚合物和矿物等。如焊缝截面,集成电路焊点,多层薄膜截面,颗粒、纤维断面,复合材料、陶瓷、金属及合金、岩石矿物及其他无机非金属等各种材料的SEMEBSD样品。

    氩离子光束抛光页岩样品表面后,结合扫描电镜、薄片岩相鉴定和X-衍射仪等分析,可定量观察微孔隙结构,确定孔隙度,分析矿物成分。

氩离子光束抛光制样技术在页岩研究中具有以下特点:

1   氩离子光束抛光制样技术具有样品制备简便快捷,观察视域广、图像景深大,放大倍数范围宽且连续可调,可进行单组分细微结构的多方位观察,能对样品表面进行多种信息综合分析等特点。

2   能够清楚地观察到岩石的主要空隙类型:粒间孔、微孔隙(包括粒内溶孔、杂基质微孔隙、微裂缝)、吼道类型(包括点状、片状和缩颈吼道)、测定出孔喉半径等参数和孔隙度。

3   岩样构造面、组分界面、矿物质、纳米级及其它更小的空隙、裂缝等,可较为方便地观察,可获得不同放大倍数较为优质的图像和照片。

4   可以判断有机质演化程度。



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