美国本土地下页岩有机质孔隙FIB-SEM体积三维渲染,采用2.5 × 2.5 × 5 nm体素成像。蓝色为干酪根孔隙,红色为干酪根,绿色为石英,黄色为黄铁矿。
用于自然资源的显微镜解决方案

数字岩石物理学和岩心分析

用于多尺度数字岩石物理学分析的先进平台

复杂的地下系统,特别是非常规的资源,通常以纳米级孔隙结构为主,如有机质孔隙、复杂的黄铁矿化和粒间/粒内微孔隙。可以在多个尺度上对柱塞样岩心、端部切块和岩屑以及储层岩石的岩相薄片进行二维和三维的成像与测量。这些尺度从柱塞样尺度(厘米级)到最小的孔喉(纳米级)不等,因此需要多种成像工具。  

  • 利用孔隙尺度成像和分析补充测井和岩心分析数据
  • 高效捕获八个数量级的特征
  • 在集成的关联显微镜界面操作

岩石表征

蔡司显微镜凭借享誉业界的光束和探测器稳定性,只需少量用户操作即可完成大面积扫描成像,同时通过拓展和集成技术,覆盖从完整岩心到纳米级的多尺度、多模态分析,解决了与孔隙尺度分析相关的主要问题。使用多尺度蔡司三维X射线显微镜(XRM)Versa和Ultra工作流,以及新型孔隙尺度岩心分析工作流,能够有效解决因对地下物理学认知不足产生的问题,如尝试了解不同混合润湿系统中的润湿性分布。您还可拓展岩石表征技术,在蔡司Crossbeam系列产品上使用聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)进行纳米级三维成像。凭借出类拔萃的束流和稳定性以及特有的成像与切割同步进行的功能,成像处理速度大幅提高,这意味着您能够以纳米级分辨率获取更多更具代表性的三维空间数据。专利实时跟踪技术可实现纳米级等距体素尺寸。该方法还可保证实时切片对齐,以此尽可能减少采集后对齐和后续裁剪造成的数据损失。这种集成功能将大幅提升您在了解地下过程时的能力,让您以现代化的方式研究储层岩石以及其中流动的石油与天然气。蔡司Axioscan玻片扫描系统作为虚拟岩相显微镜的首选工具,能够快速对储层岩石样品进行数字化处理,从中提取储层质量指标,如宏观和微观孔隙率、晶粒尺寸和分选以及矿物学特征,再将这些指标共享至分析实验室或合作机构。

砂岩岩心中稳态流动的多尺度原位成像
砂岩岩心中稳态流动的多尺度原位成像

原位岩心分析

由于多个物理过程同时发生,因此从孔隙尺度研究储层岩石的难度较大。蔡司解决方案(包括X射线显微镜和综合地质力学方法)提供了一个通用平台,可以通过原位技术直接观察润湿性变化、相对渗透率、孔隙占有率、矿物学变化和反应过程等。这些解决方案实现了动态成像和表征,为构建准确的孔隙尺度数字岩石模型提供指导,从而改善宏观行为预测。

  • 页岩的多尺度三维成像。全样品由Xradia Versa以1 µm的体素尺寸扫描,突出显示的微柱由Xradia 810 Ultra以64 nm的体素扫描(观察视野共361 µm)
  • 美国本土地下页岩有机质孔隙FIB-SEM体积三维渲染,采用2.5 × 2.5 × 5 nm体素成像。蓝色为干酪根孔隙,红色为干酪根,绿色为石英,黄色为黄铁矿。
  • 页岩的多尺度三维成像。全样品由Xradia Versa以1 µm的体素尺寸扫描,突出显示的微柱由Xradia 810 Ultra以64 nm的体素扫描(观察视野共361 µm)
  • 美国本土地下页岩有机质孔隙FIB-SEM体积三维渲染,采用2.5 × 2.5 × 5 nm体素成像。蓝色为干酪根孔隙,红色为干酪根,绿色为石英,黄色为黄铁矿。

页岩表征

页岩呈现复杂的矿物学特征,其孔隙尺寸低至1-2 nm,其油气在成熟度、类型以及与其他矿物的空间关系方面各不相同。为了解可能促进油气成藏的总有机质以及油气的潜在可开采性,需要从多个数量级对页岩柱塞样岩心进行表征,并从这些尺度分析其异质性。

  • 以低至3 nm的各向同性分辨率对有机质孔隙、有机质分布和连通性进行三维可视化和量化处理
  • 对难以量化的元素组成(如碳、氧和硫)进行量化,以绘制页岩有机显微组分的面分布图
  • 通过在任何蔡司扫描电子显微镜或FIB-SEM上进行的全量化EDS分析来表征页岩矿物学特征
  • 从岩心到纳米级的多尺度三维结构研究
  • 以高分辨率获取大量三维体积数据
  • 显示4英寸(100 mm)碳酸盐岩岩心岩性分类的图像分割。在Xradia 520 Versa X射线显微镜上使用FPX探测器进行了成像。该渲染由ORS Visual SI Advanced创建。
  • 碳酸盐岩样品的多尺度成像工作流中的单独成像
  • 显示4英寸(100 mm)碳酸盐岩岩心岩性分类的图像分割。在Xradia 520 Versa X射线显微镜上使用FPX探测器进行了成像。该渲染由ORS Visual SI Advanced创建。
  • 碳酸盐岩样品的多尺度成像工作流中的单独成像

碳酸盐岩表征

在全球剩余的石油和天然气储量中,大部分都储藏在碳酸盐岩中,但碳酸盐岩的孔隙结构难以表征。此类岩石通常具有高度异质的双孔和三孔系统,孔隙从大孔到长度不过几十纳米的微晶微孔不等。

  • 多尺度表征孔隙结构和异质性
  • 利用引导式样品位置选择来无损扫描内部体积并识别区域,以更高的分辨率进行分析
  • 集成至从亚微米到纳米级的自动化多尺度工作流中
  • 将X射线显微镜成像和高分辨率FIB-SEM相结合
  • 采用共聚焦显微镜对收集的薄片进行孔隙结构三维成像
  • 在透射光下对砂岩进行大型多图像拼接玻片扫描,扫描区域分割为15×15
  • 直径8 mm的富有机质砂岩的亚微米级成像
  • 在透射光下对砂岩进行大型多图像拼接玻片扫描,扫描区域分割为15×15
  • 直径8 mm的富有机质砂岩的亚微米级成像

砂岩表征

硅质储层通常具有复杂的矿物学分布和沉积学特征,会对多相流行为产生关键影响。您可研究对勘探和开采难度有直接影响的沉积物的详细信息和关系。

  • 使用蔡司Axioscan 7首推玻片扫描系统对多达100块薄片进行数字化自动处理
  • 将光学显微镜的多图像拼接与SEM和矿物学图相关联
  • 使用蔡司Xradia Versa亚微米和纳米级X射线显微镜,对样品进行从柱塞样级到孔隙级的三维扫描
  • 利用蔡司Mineralogic对矿物进行实时测量和分类,促进油藏工程和优化

下载

  • ZEISS Microscopy Solutions for Oil & Gas

    Understanding reservoir behavior with pore scale analysis

    7 MB


联系蔡司显微镜事业部

联系方式

正在加载表格...

/ 4
下一步:
  • 第1步
  • 第2步
  • 第3步
联系我们
必填信息
选填信息