扫描电镜及其在储层研究中的应用分析
扫描电镜在碎屑岩储层粘土矿物研究中的应用
[0 1 ]杜 海峰 ,广兴 河.鄂尔多斯盆地姬塬地 区延长组 长 3油组成岩 作用分析[] J,岩性油 气藏,20.9( :9 3 071 3)3 —4
Th p ia i n o EM o t t d f a Байду номын сангаасi e a s eAp l to fS c t heS u y o y M n r l Cl
fo Cl si c s r o r r m a tcRo k Re e v i
HU a — u n , Yu n y a 。 HU iyu n Za. a (1 -Ha z o s a c n tt t Per e m oo , ng h u 31 0 3; - s a c n ttt f ng h u Re e r h I siueof tolu Ge lgy Ha z o 0 2 2 Re e h I si eo r u
影 响 ,但并不很严重 。 3) 通过 电镜扫描可 以直观地展示储 层中粘 土矿物的形态及产状等特征 , 为储层研究提供更直观依据 ,
初 步展示 了它在碎屑岩油气储层 粘土矿物分析研 究 中的其应用前 景 ,已成为储层评 价及研 究工作 中重要
的手段之一 。
参 考 文献 :
[]高瑞祺,孔庆云,幸国强.等.石油地质试 验手册[] 1 S.哈尔滨: 江科 学技术 出版 社. 19 ,6 9. 黑龙 92 —20 E]陈丽华. 2 姜在 兴.储层试验测 试技术[] M.山东 :石 油大学 出版社。I9 ,3 1 . 94 ~1 4
填胶结 的程度增 加 ,改变 了储层孔 隙喉道 ,影 响储层渗 透率 。粘土薄膜具 由孔隙边缘 向孔 隙中央生长 的 特征 ,使孔 隙喉 道变得 曲折 ,甚至形成 网格状或桥接 型胶结 ,对流体 的流通 形成阻碍 ,因此 ,在 粘土薄 膜含量相对较高 的井段 ,渗透率相对较低 。
扫描电镜分析
扫描电镜分析扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种常用的高精度显微镜,能够以极高的放大倍数观察样品的微观结构和形貌。
通过利用电子束对样品进行扫描,SEM能够提供比光学显微镜更高的分辨率和放大倍数。
本文将介绍扫描电镜的工作原理、应用领域以及其在科研和工业中的重要性。
扫描电镜的工作原理是基于电子的性质和电磁场的作用。
它通过发射高能电子束,并将电子束聚焦到极小的尺寸,然后扫描在样品表面。
当电子束与样品的表面交互作用时,会产生许多信号,包括二次电子、背散射电子、特征X射线等。
这些信号接收后,经过电子学系统的处理和分析,最终形成样品的显微图像。
由于扫描电镜的电子束具有很小的波长,因此它能提供更高的分辨率和放大倍数,可以观察到更加详细的微观结构。
扫描电镜在许多领域都有广泛的应用。
在材料科学中,它可以用来研究材料的表面形貌和微观结构,对材料的组成和纳米尺寸的特征进行分析。
在生物学研究中,扫描电镜可以观察生物细胞、组织和器官的内部结构,对病毒、细菌等微生物进行观察和分析。
在纳米科技领域,扫描电镜可以研究纳米材料的制备和性质,包括纳米颗粒、纳米材料的形貌和尺寸分布等。
此外,扫描电镜在矿物学、工业品质检测、环境科学和考古学等领域也有广泛应用。
在矿物学中,扫描电镜可以对矿石和矿物进行分析,帮助确定它们的成分和结构。
在品质检测中,扫描电镜可以用于检查和验证产品的表面和微观结构,确保产品符合质量标准。
在环境科学中,扫描电镜可以用来研究大气颗粒物、水质中的微生物和化合物等。
在考古学研究中,扫描电镜可以协助鉴定古代人工制品的材质和表面特征,帮助研究人员了解古代文化和技术。
扫描电镜在科学研究和工业生产中具有重要的地位。
它能够提供高分辨率的显微观察,帮助科学家们深入了解材料的微观结构和形貌,从而促进科学研究的发展。
在工业领域,扫描电镜可以用于质量控制和产品改进,确保产品具有良好的性能和质量。
扫描电子显微镜在碎屑岩储层研究中的应用
《应用矿物岩石学及其测试技术》结课作业扫描电子显微镜在碎屑岩储层研究中的应用专业______地质学_______班级__ 资信研10-4班___学号_____S1*******_____姓名______蔡晓唱_______扫描电子显微镜在碎屑岩储层研究中的应用扫描电镜具有分辨高、放大倍数大、景深大、立体感强、样品制备简单的优点,广泛应用于地球科学领域的各个方面。
在碎屑岩储层研究中,主要应用于分析岩石胶结类型和观察微孔隙结构等。
利用扫描电镜可以准确地识别自生矿物的成分、分布、结晶程度及其转化情况,观察孔隙(尤其是微孔隙)的类型、形态、数量、孔喉大小及其连通情况等。
这些用普通的光学显微镜已经很难完成,扫描电镜大大提高了研究工作的精度。
1 扫描电子显微镜(SEM)电子束轰击在样品上能产生各种信息,包括二次电子、背散射电子、X射线、阴极发光、投射电子等,这些信号交换成视频信号、检测放大处理成像,从而在荧光屏上观察到样品表面的各种特征图象[1]。
接收二次电子,背射电子成像的仪器为扫描电子显微镜—简称扫描电镜(SEM);接收X射线并检测X射线能量强度的仪器为能谱仪;接收X射线并检测X射线波长的仪器为波谱仪。
扫描电镜由电子光学系统、信息检测系统、电源系统以及X射线波谱仪或能谱仪组成。
2 扫描电子显微镜在碎屑岩储层研究中的应用2.1 碎屑岩储层中各种自生胶结物分布方式图1 各种胶结物胶结方式碎屑岩储层中自生胶结物分布方式有孔隙衬垫式、孔隙充填式、嵌晶式及加大式(图1)四种胶结方式[2]。
其中,孔隙衬垫式胶结指胶结物在碎屑岩颗粒表面呈定向排列,组成连续的贴付于孔隙壁上的薄膜,粘土矿物易形成此种胶结[3];孔隙填充式胶结是指胶结物以分散质点形式充填于孔隙内;嵌晶式胶结胶结物的结晶颗粒较粗大,晶粒间呈镶嵌结构,每一个晶粒中都可以包含多个碎屑颗粒,碳酸盐胶结物容易形成此种胶结;自生加大式胶结多见于硅质胶结的石英砂岩中,有时长石周围也可以发生自生加大现象。
扫描电镜技术及其在材料科学中的应用
扫描电镜技术及其在材料科学中的应用化学2班李永亮41007061二十世纪60年代以来,出现了扫描电子显微镜(SEM)技术,这样使人类观察微小物质的能力发生质的飞跃依靠扫描电子显微镜的高分辨率、良好的景深和简易的操作方法,扫描电子显微镜(SEM)迅速成为一种不可缺少的工具,并且广泛应用于科学研究和工程实践中近年来,随着现代科学技术的不断发展,相继开发了环境扫描电子显微镜(ESEM)、扫描隧道显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等其它一些新的电子显微技术这些技术的出现,显示了电子显微技术近年来自身得到了巨大的发展,尤其是大大扩展了电子显微技术的使用范围和应用领域在材料科学中的应用使材料科学研究得到了快速发展,取得了许多新的研究成果[1-3]。
扫描电镜结合上述各种附件,其应用范围很广,包括断裂失效分析、产品缺陷原因分析、镀层结构和厚度分析、涂料层次与厚度分析、材料表面磨损和腐蚀分析、耐火材料的结构与蚀损分析等[1-2]。
1.材料的组织形貌观察材料剖面的特征、零件内部的结构及损伤的形貌,都可以借助扫描电镜来判断和分析反射式的光学显微镜直接观察大块试样很方便,但其分辨率、放大倍数和景深都比较低而扫描电子显微镜的样品制备简单,可以实现试样从低倍到高倍的定位分析,在样品室中的试样不仅可以沿三维空间移动,还能够根据观察需要进行空间转动,以利于使用者对感兴趣的部位进行连续、系统的观察分析;扫描电子显微图像因真实、清晰,并富有立体感,在金属断口(图4)和显微组织三维形态(图5)的观察研究方面获得了广泛地应用。
图4 SEM观察环氧树脂断口图图5 SEM观察集成电路芯片结构图2.镀层表面形貌分析和深度检测有时为利于机械加工,在工序之间也进行镀膜处理由于镀膜的表面形貌和深度对使用性能具有重要影响,所以常常被作为研究的技术指标镀膜的深度很薄,由于光学显微镜放大倍数的局限性,使用金相方法检测镀膜的深度和镀层与母材的结合情况比较困难,而扫描电镜却可以很容易完成使用扫描电镜观察分析镀层表面形貌是方便、易行的最有效的方法,样品无需制备,只需直接放入样品室内即可放大观察。
扫描电镜的基本原理及应用
扫描电镜的基本原理及应用1. 简介扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,简称SEM)是一种利用高能电子束进行样本表面成像的仪器。
与传统的透射电子显微镜不同,扫描电子显微镜通过扫描样本表面并测量反射电子的信号来生成图像,因此可以观察到样本表面的形貌、结构和组成。
2. 基本原理扫描电子显微镜的基本原理是利用电子的波粒二象性和电磁透镜的作用,将电子束聚焦到极小的尺寸并扫描样本表面。
主要包括以下几个步骤:2.1 电子源扫描电子显微镜的核心部件是电子枪,它通过发射电子来产生电子束。
电子源通常采用热阴极、场致发射或冷阴极等不同技术,以产生高能、高亮度的电子束。
2.2 电子聚焦电子束经过电子透镜的作用,可以实现对电子束的聚焦。
电子透镜通常由磁场或电场构成,可以调节电子束的聚焦度和放大倍数。
通过调节电子透镜的参数,可以得到所需的电子束直径和形状。
2.3 样本扫描电子束通过扫描线圈进行扫描,并在扫描过程中与样本表面发生相互作用。
扫描线圈可以控制电子束的位置和方向,将电子束在样本表面上进行扫描。
在扫描过程中,电子束与样本表面发生的相互作用产生不同的信号。
2.4 信号检测与处理样本表面与电子束相互作用时,会产生不同的信号。
扫描电子显微镜通常会检测并测量这些信号,用于生成图像。
常用的信号检测方式包括:反射电子检测、二次电子检测、原子力显微镜等。
3. 应用领域扫描电子显微镜在科学研究、工业生产和材料表征等领域有广泛的应用。
以下是扫描电子显微镜的一些常见应用:3.1 材料科学扫描电子显微镜可以观察材料的表面形貌和结构,对材料的微观结构进行分析。
在材料科学研究中,扫描电子显微镜常常用于研究材料的晶体结构、晶界、纳米颗粒和材料表面的纳米结构等。
3.2 生物学扫描电子显微镜在生物学研究中有广泛的应用。
它可以观察生物样本的细胞结构、细胞器和细胞表面的微观结构,对生物样本的形态和结构进行研究。
扫描电子显微镜也被用于病毒、细菌和其他微生物的观察和研究。
扫描电子显微镜技术在材料研究中的应用
扫描电子显微镜技术在材料研究中的应用随着科学技术的进步,越来越多的新材料被开发出来,同时也带来了更多的研究挑战。
传统的材料研究方法往往难以满足如此复杂的研究需求。
幸运的是,扫描电子显微镜技术的发展,使得研究人员能够更好地理解这些材料。
本文将介绍扫描电子显微镜技术在材料研究中的应用。
扫描电子显微镜技术是一种能够进行高分辨率成像的显微镜。
它的原理是通过扫描电子束在样品表面来获得高分辨率的图像。
扫描电子显微镜可以成像几乎所有的材料,包括金属、聚合物、半导体以及生物材料。
下面将介绍扫描电子显微镜技术在材料研究中的应用。
一、纳米材料成像扫描电子显微镜技术能够进行非常高分辨率的成像,因此在纳米材料的研究中得到了广泛应用。
纳米材料的尺寸非常小,一般在1到100纳米之间。
传统的显微镜无法获得如此高分辨率的图像。
使用扫描电子显微镜技术,可以观察纳米材料的表面形貌、材料的组成、原子结构以及电子结构。
这些信息有助于更好地理解微观结构和材料性质之间的关系。
二、能谱分析扫描电子显微镜技术不仅可以提供高分辨率的图像,还可以进行能谱分析。
该技术可以测量样品中元素的相对含量,并且检测到低浓度的元素。
这对于研究材料性质非常重要,因为元素的含量和组成对材料的性质有重要影响。
通过能谱分析,研究人员可以分析不同元素在材料中的分布情况,从而更好地了解材料构成和性质之间的关系。
三、材料结构分析扫描电子显微镜技术还可以用于分析材料的结构。
该技术可以观察材料的微观形貌,如颗粒大小和形状、孔隙分布以及晶体结构。
这些结构信息对于研究材料的物理和化学性质非常重要。
例如,孔隙和晶体缺陷可以影响材料的力学性质、光学性质以及化学反应性。
通过扫描电子显微镜技术,研究人员可以更好地理解这些微观结构,并且在材料设计和改进方面提供重要信息。
四、材料表面分析扫描电子显微镜技术还可以用于材料表面分析。
该技术可以观察材料表面的形貌、纹理和各种缺陷,如裂纹、疤痕和氧化物。
扫描电子显微镜及其在材料研究中的应用
扫描电子显微镜及其在材料研究中的应用摘要:本文介绍了扫描电子显微镜的发展、结构特点及工作原理,阐述了扫描电子显微镜在材料研究中的应用。
关键词:扫描电子显微镜;材料研究;应用一、扫描电镜简介1.1扫描电子显微镜分类扫描电镜(Scanning Electron Microscope,简写为SEM)是一个复杂的系统,浓缩了电子光学技术真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术。
扫描电子显微镜的设计思想和工作原理,早在1935年便已被提出来了。
1942年,英国首先制成一台实验室用的扫描电镜,但由于成像的分辨率很差,照相时间太长,所以实用价值不大。
经过各国科学工作者的努力,尤其是随着电子工业技术水平的不断发展,到 1956年开始生产商品扫描电镜。
近数十年来,扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中,促进了各有关学科的发展相对于光学显微镜。
扫描电子显微镜有如下七种分类方法:(1)按照电子枪种类分:钨丝枪、六硼化镧、场发射电子枪;(2)按照样品室的真空度分:高真空模式、低真空模式、环境模式;(3)按照真空泵分:油扩散泵、分子泵;(4)按照自动化程度分:自动、手动;(5)按照操作方式分:旋钮操作、鼠标操作;(6)按照电器控制系统分:模拟控制、数字控制;按照图像显示系统分:模拟显像、数字显像[1]。
1.2扫描电子显微镜的特点SEM在分辨率、景深及微分析等方面具有巨大优越性,因而发展迅速,应用广泛。
随着科学技术的发展,使SEM的性能不断提高,使用的范围也逐渐扩大。
扫描电镜测试技术的特点主要有:(1)聚焦景深大。
扫描电子显微镜的聚焦景深是实体显微镜聚焦景深的50倍,比偏反光显微镜则大500倍,且不受样品大小与厚度的影响,观察样品时立体感强。
(2)二次电子扫描图像的分辨率优于100埃,比实体显微镜高200倍。
可以直接观察矿物、岩石等的表面显微结构特征,清晰度好。
(3)放大倍数在14—100000倍内连续可调。
扫描电镜及其在储层研究中的应用
扫描电镜测试技术原理及其在储层研究中的应用1、扫描电镜的结构和工作原理扫描电镜的主要构成分为四部分:镜筒、电子信号的显示与记录系统、电子信号的收集与处理系统、真空系统及电源系统(图1)。
以下是各部分的简介和工作原理。
1.1扫描电镜结构1.1.1镜筒镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统,其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm),并且使该电子束在样品表面进行扫描,同时激发出各种信号。
1.1.2电子信号的收集与处理系统在样品室中,扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号,其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。
在上述信号中,最主要的是二次电子,它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子,产生于样品表面以下几nm 至几十nm 的区域,其产生率主要取决于样品的形貌和成份。
通常所说的扫描电镜图像指的就是二次电子像,它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。
检测二次电子的检测器的探头是一个闪烁体,当电子打到闪烁体上时,就在其中产生光,这种光被光导管传送到光电倍增管,光信号即被转变成电流信号,再经前置放大及视频放大,将电流信号转变成电压信号,最后被送到显像管的栅极。
1.1.3电子信号的显示与记录系统扫描电镜的图像显示在阴极射线管(显像管)上,并由照相机拍照记录。
显像管有两个,一个用来观察,分辨率较低,是长余辉的管子;另一个用来照相记录,分辨率较高,是短余辉的管子。
1.1.4真空系统及电源系统扫描电镜的真空系统由机械泵和油扩散泵组成,其作用是使镜筒内达到10 托的真空度。
电源系统则供给各部件所需的特定电源。
图1 扫描电镜结构图1.2扫描电镜的基本原理扫描电镜的电子枪发射出电子束,电子在电场的作用下加速,经过两次电磁透镜的作用后在样品表而聚焦成极细的电子束。
该细小的电子束在末透镜的上方的双偏转线圈作用下在样品表而进行扫描,被加速的电子与样品相互作用,激发出各种信号,如二次电子,背散射电子,吸收电子、X射线、俄歇电子、阴极发光等。
扫描电镜技术在材料科学中的应用
扫描电镜技术在材料科学中的应用材料科学是一门应用学科,它研究各种物质的性质、结构、制备和应用等方面的科学问题。
在材料科学中,有很多研究方法和分析技术,其中扫描电镜技术是一种非常重要的方法。
本文将从扫描电镜技术的概念、优点以及在材料科学中的应用,探讨该技术在材料科学领域中的价值和发展前景。
一、扫描电镜技术的概念扫描电镜技术(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种常用的材料表征、分析、观察的技术。
该技术利用高能电子束照射样品,观察样品在电场作用下发生的不同电子过程,通过收集样品表面反射、吸收、透射等电子的各种信号,进而获得样品表面形态、表面元素分布、晶体结构等信息。
扫描电镜技术主要分为三个步骤,包括样品制备、电子显微镜成像和信号检测等。
首先,样品需要进行处理和制备,以便于观察和分析,比如需要进行切片、抛光等处理。
然后,采用电子显微镜照射样品,通过收集样品表面反射、背散射等电子信号,来获得样品的形貌和结构等信息。
最后,通过图像的处理和分析,以及各种数据的比对和分析,来进一步分析样品的性质和结构等。
二、扫描电镜技术的优点扫描电镜技术的优点主要包括以下几个方面:1.分辨率高:扫描电镜技术的分辨率非常高,能够观察到极小的表面形貌和微观结构,甚至能够研究到纳米级别的材料结构。
2.实时性好:扫描电镜技术能够实时进行样品观察和分析,并且可以通过调整各种参数来达到最佳的显影效果和分析结果,具有成像速度快、操作简便等特点。
3.多功能性强:扫描电镜技术可以观察样品的形貌、成分分布、晶体结构等多方面信息,而且可以进行高分辨率的成像、分析、比对等操作,多功能性非常强。
4.适用范围广:扫描电镜技术适用于多种材料和样品,比如金属材料、半导体材料、生物医学材料等,在材料科学、生物医学等多领域有着广泛应用。
三、扫描电镜技术在材料科学领域中的应用非常广泛,主要应用于材料结构、形貌、成分、性能、缺陷等方面的研究。
扫描电镜在材料表面形貌观察及成分分析中的应用
扫描电镜在材料表面形貌观察及成分分析中的应用一、实验目的1)了解扫描电镜的基本结构和工作原理,掌握扫描电镜的功能和用途;2)了解能谱仪的基本结构、原理和用途;3)了解扫描电镜对样品的要求以及如何制备样品。
二、实验原理(一)扫描电镜的工作原理和结构1. 扫描电镜的工作原理扫描电镜是对样品表面形态进行测试的一种大型仪器。
当具有一定能量的入射电子束轰击样品表面时,电子与元素的原子核及外层电子发生单次或多次弹性与非弹性碰撞,一些电子被反射出样品表面,而其余的电子则渗入样品中,逐渐失去其动能,最后停止运动,并被样品吸收。
在此过程中有99%以上的入射电子能量转变成样品热能,而其余约1%的入射电子能量从样品中激发出各种信号。
如图1所示,这些信号主要包括二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、电子电动势、阴极发光、X射线等。
扫描电镜设备就是通过这些信号得到讯息,从而对样品进行分析的。
图1 入射电子束轰击样品产生的信息示意图从结构上看,扫描电镜主要由七大系统组成,即电子光学系统、探测、信号处理、显示系统、图像记录系统、样品室、真空系统、冷却循环水系统、电源供给系统。
由图2我们可以看出,从灯丝发射出来的热电子,受2-30KV电压加速,经两个聚光镜和一个物镜聚焦后,形成一个具有一定能量,强度和斑点直径的入射电子束,在扫描线圈产生的磁场作用下,入射电子束按一定时间、空间顺序做光栅式扫描。
由于入射电子与样品之间的相互作用,从样品中激发出的二次电子通过收集极的收集,可将向各个方向发射的二次电子收集起来。
这些二次电子经加速并射到闪烁体上,使二次电子信息转变成光信号,经过光导管进入光电倍增管,使光信号再转变成电信号。
这个电信号又经视频放大器放大,并将其输入到显像管的栅极中,调制荧光屏的亮度,在荧光屏上就会出现与试样上一一对应的相同图像。
入射电子束在样品表面上扫描时,因二次电子发射量随样品表面起伏程度(形貌)变化而变化。
扫描电镜图像处理技术在储层孔隙结构研究中的应用
从表中可以看出, 单峰和双峰型在储层中的比 例占优, 说明储层孔隙结构较复杂, 其中罗家 5 井区 孔隙结构最复杂, 这与罗家 5 井区各种孔隙、裂缝发 育相吻合。峰态曲线的特征亦证明上述各井区鲕滩
储层孔隙结构有一定的差异性( 图 2) 。 º 标准差。标准差反映孔隙大小相对均值的散
布程度, 即表征孔隙大小的分选程度, 亦称为孔隙的 分选系数[ 3, 7] 。一般孔隙分选较好, 该值越小。本区孔 隙的分选系数平均为 1. 03, 总体反映储层孔隙分选 较好, 孔喉较细, 且各井区之间还存在着一定的非均 质性( 图 2) 。
为 1. 03, 均质系数平均为 0. 38, 由此可见, 本区储层 孔隙结构参数普遍较好, 面孔率、孔喉等效直径大, 孔喉直径比较小, 有利于提高采收率。但是孔隙均质 系数低, 孔隙配位数小等是不利因素, 这主要是由于 储层非均质性造成的( 图 2) 。 4. 3 喉道特征 4. 3. 1 喉道大小
研究储层的孔隙结构就必须将岩石的孔隙系统
分为孔隙和喉道两部分。孔隙一般是指直径小于
2mm 的储集空间, 喉道是指连接孔隙之间的通道。 结合铸体薄片、毛管压力等分析资料, 根据孔隙、喉 道 参 数 的 数 理 统 计, 并 参 照 孔 隙大 小 的 经 典 分 类[ 1, , 2, 3] 以及国内外对碳酸盐岩储 层的孔隙、喉道 分类[ 1, 2, 3, 4, 5] , 工区飞仙关组鲕滩储集层的孔隙和喉 道分别可划分为四类( 表 1) 。
扫描电子显微镜SEM应用案例介绍
扫描电子显微镜SEM应用案例介绍
首先,SEM在材料科学中的应用非常广泛。
例如,SEM可以用来观察和分析金属和陶瓷材料的晶体结构和相界面,以及纳米材料的形貌和结构特征。
此外,SEM还可以用来研究材料的力学性能,例如观察和分析材料的断裂面、表面缺陷和变形行为。
其次,SEM在生命科学中的应用也非常重要。
例如,SEM可以用来研究生物样品的细胞结构和器官形态,以及观察细胞的生长和形态变化。
SEM还可以用来研究昆虫和植物的微观结构,例如观察昆虫的鳞片和花粉的形态特征。
此外,SEM还可以用来研究生物材料的表面性质,例如观察和分析细菌的附着行为和生物膜的形成过程。
第三,SEM在地质学中也有重要的应用。
例如,SEM可以用来研究岩石和矿物的微观结构和化学成分,以及观察和分析岩石和矿石的形态特征和变化过程。
SEM还可以用来研究地质样品的变质和变形过程,例如观察和分析岩石的变形构造和岩浆的形态特征。
此外,SEM在化学研究中也有广泛的应用。
例如,SEM可以用来研究材料的表面性质和化学反应过程,以及分析材料的元素组成和化学结构。
SEM还可以用来研究纳米材料的合成和表征,例如观察和分析纳米颗粒的形态特征和分布情况。
此外,SEM还可以用来研究催化剂的形貌和结构特征,以及观察和分析化学反应的催化过程。
综上所述,扫描电子显微镜(SEM)在材料科学、生命科学、地质学和化学研究中具有广泛的应用。
通过SEM可以观察和分析物质的微观结构和特性,为科学研究和工程应用提供重要的帮助。
扫描电镜与图像分析在储层研究中的联合应用
司生产的 XL 30 扫描电镜和英国牛津集团公司生产 的 Inca 能谱仪( 具有图像分析功能) 。 观察二次电子图像通常是用砂岩岩心的新鲜自 然断口样品 , 经铸体制作后的砂岩样也可用于二次 电子图像的观察。由二次电子图像主要观察其孔隙 结构、 孔隙类型及胶结物成分等。所有需要的图像 可能存在计算机内 , 图像也可用激光打印机或示频
多被粘土矿物充填 , 大部分喉道也被充填 , 连通性较 差 ( 图 1c) ; ( 4) 组构差的岩石 : 如台 - 1 储层、 台 - 5 储层 的少量样, 岩石颗粒极细、 致密, 表面粘土化严重 , 颗 粒轮廓模糊 , 颗粒以孔隙式、 接触式胶结 , 粒间几乎 完全被粘土矿物充填, 连通性极差( 图 1d) 。 4. 2 岩石成分及产状 4. 2. 1 岩石成分 据有关 X 衍射分析资料, 储层岩石碎屑成分以 石英为主, 其次为斜长石和钾长石, 再次为岩屑。胶 结物成分为硅质, 个别井段有方解石和白云石, 杂基 为粘土矿物。 4. 2. 2 碎屑颗粒产状 石英呈他形晶 , 部分溶蚀处有次生加大, 长石呈 板状 , 表面 粘土化严重, 部分颗粒熔蚀 后形成铸膜 孔 , 颗粒间为点、 面接触。 4. 2. 3 粘土矿物产状 高岭石矿物以假六方片状晶体、 书页状集合体 充填于粒间孔隙中, 在台 - 32 储层的上部、 台 -5 储层、 台 - 1 储层和台 - 42 储层中都可见到 ; 伊利石矿物以碎片状、 鳞片状集合体覆盖颗粒 表面或以碎片状集合体和片状、 卷片状、 菜花壮集合 体充填于粒间孔隙中, 在台 - 42 储层上部 , 台 - 1、 台 - 32 和台 - 5 储层下部分别可见 ; 绿泥石矿物为针叶片状集合体或片状 - 针叶片 状集合体充填 堆积于粒间孔隙中 , 在台 - 1、 台 42 部分井段和台 - 32 储层下部均可见到; 伊 / 蒙混层矿物为絮凝状、 团块状集合体覆盖在 颗粒表面或蜂窝状集合体充填粒间孔隙, 在台 - 32 和 - 42 储层中可见到。 4. 2. 4 胶结物产状 微晶石英, 以六方柱体晶体堆积于粒间孔隙中, 在台 - 32 储层的中、 下部和台 - 42 储层部分井段、 台 - 5 局部中都可见到。 4. 3 储层孔隙、 喉道类型及特征 由二次电子和背散射电子图像可见, 台三油组 储层以原生粒间孔隙为主, 次生孔隙为次 ; 微裂缝见 于局部井段 , 呈蛇曲状 , 宽窄不一 ; 喉道以片状、 可变 断面收缩形成的喉道及孔隙缩小形成的喉道为主。 4. 3. 1 孔隙类型及特征 台 - 1 储层 , 孔隙不发育, 孔 隙类型以粒间孔 隙为主, 其次为晶间微孔隙。粒间孔隙多为原生孔 隙被粘土矿物充填 , 剩余部分多呈不规则状, 分布不
扫描电子显微镜在材料分析中的应用
扫描电子显微镜在材料分析中的应用随着科技的迅速发展,扫描电子显微镜已成为现代科技领域不可或缺的一种工具。
扫描电子显微镜具有高分辨率、高放大率、高灵敏度等优越的特性,成为了材料分析领域中必不可少的仪器之一。
一、扫描电子显微镜的原理扫描电子显微镜是一种利用高速电子束扫描物体,利用电子与物样的相互作用所产生的特殊信号进行成像的显微镜。
它通过调节聚焦、加速电压等参数,控制电子束扫描样品表面,激发出由样品反射回来的电子,从而形成一幅图像。
二、扫描电子显微镜在材料分析中的应用1.显微结构分析扫描电子显微镜能够提供高分辨率成像功能,因此常被用来研究材料的微观结构和表面形貌。
例如,扫描电子显微镜可以获取金属材料的晶界、晶粒等结构信息,及其表面形貌的特征,可以帮助我们更清晰地了解材料的内部结构,为研究材料的物理、化学性质奠定基础。
2.元素显微分析扫描电子显微镜不仅可以获取材料的显微结构和表面形貌,还能够实现元素分析。
扫描电子显微镜设置特殊的X射线光谱分析技术,可以用于检测物体表面的化学性质,实现元素定性分析和元素定量分析。
例如,在电子束扫描金属表面时,会激发出不同能量的X射线,根据特征能谱进行光谱分析,可以判断不同元素的存在及含量。
3.表面缺陷检测材料表面缺陷是制造过程中常见的一种问题。
扫描电子显微镜具有高分辨率、高灵敏度的检测能力,可利用电子微观镜的成像及非常便利的样品制备方法,检查材料表面缺陷。
例如,通过扫描电子显微镜检测整块半导体晶圆表面的缺陷,如裂纹、划痕和晶界等,可以帮助生产部门查找产品性能不良的原因,便于进行重加工或者换料。
4.分析特殊材料扫描电子显微镜在分析材料领域的其他特殊材料也起到很大的作用。
例如,碳纳米管是一种常见的特殊材料,这种材料的特殊的颗粒结构非常小,扫描电子显微镜能够清晰地观察到其材料表面形貌和微观结构,帮助研究人员更好地理解碳纳米管的物理、化学性质。
总之,扫描电子显微镜是一种非常重要的材料分析工具,其应用广泛,能够通过高分辨率、高灵敏度的检测能力,帮助我们更深入地了解材料的微观结构和表面形貌、元素情况以及表面缺陷等信息,为我们更好地研究材料的各种性质奠定了基础。
扫描电镜在碎屑岩储层粘土矿物研究中的应用
扫描电镜在碎屑岩储层粘土矿物研究中的应用胡圆圆;胡再元【摘要】以扫描电镜( SEM)为主要手段,对西江24-3构造上第三系珠江组和韩江组砂岩储层中粘土矿物进行了显微分析,直观地展示了储层中粘土矿物在电镜扫描下的形态、产状等方面的特征.探讨了粘土矿物的含量、类型及其在储层孔隙中的产状对储层物性以及对储层损害的影响.初步展示了扫描电镜在碎屑岩油气储层粘土矿物分析研究中的意义及其应用前景.【期刊名称】《四川地质学报》【年(卷),期】2012(032)001【总页数】4页(P25-28)【关键词】扫描电镜(SEM);韩江组-珠江组;粘土矿物;屑岩储层【作者】胡圆圆;胡再元【作者单位】中国石油杭州地质研究院,杭州310023;中国石油碳酸盐岩储层重点实验室,杭州,310023;中国石油勘探开发研究院西北分院,兰州730020【正文语种】中文【中图分类】P618.13粘土矿物分析是碎屑岩储层评价及储层保护研究的重要内容之一,在石油生成、运移、聚集及油气勘探开发研究中起着重要作用。
另外,粘土矿物含量、类型及成分的不同也是影响储层物性和敏感性的内在因素之一,对储层的储集性能和测井的油水层解释以及储层改造措施也具有重要影响。
因此,对粘土矿物的形态、分布及其变化的研究在油气运移及开发中越来越重要。
扫描电镜(SEM)又是研究粘土矿物的重要方法之一,运用扫描电镜(SEM)对储层中的粘土矿物进行研究显得尤为重要。
以往对粘土矿物的分析着重于精确分析粘土矿物的成分和晶体结构(如X粉晶衍射等),但对其形态特征及分布方式研究难以深入。
又由于粘土矿物是以微米为计量单位的质点,用普通的光学显微镜已经很难区分粘土矿物的成分、形态及分布特征,而利用扫描电镜(SEM)分析则可以弥补这一不足。
扫描电镜因其能直接观察岩石样品原始表面,具有景深大、图像立体感强、分辨率较高,放大倍数大等特点,是粘土矿物定性分析的一种常用手段。
所以通过扫描电镜观察粘土矿物的类型、晶体形态和产状,是储层评价和确定储层保护措施的重要手段之一。
扫描电镜的原理特点及其应用
扫描电镜的原理特点及其应用1. 原理介绍扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种利用电子束与样品之间的相互作用来产生图像的一种显微镜。
与传统的光学显微镜不同,扫描电镜通过扫描电子束在样品表面的反射和散射来获取高分辨率的图像。
其原理如下:•通过电子枪产生高能电子束,该电子束经过加速后,在一系列电磁透镜的作用下,被聚焦为一个非常细小的束斑。
•电子束在样品上的散射以及与样品表面原子的相互作用会产生二次电子信号,这些信号被收集并放大后,通过扫描系统进行整理和处理。
•扫描系统控制电子束在样品表面上的移动,并记录和解析二次电子信号,最终生成高分辨率的图像。
2. 特点扫描电子显微镜具有以下特点:2.1 高分辨率扫描电子显微镜的分辨率通常在0.1纳米到10纳米之间,远远超过了传统光学显微镜的分辨率。
这使得它能够观察到更小尺寸、更细微的结构和更精细的表面特征。
2.2 大深度扫描电子显微镜能够提供比传统显微镜更深的景深,即使在观察高度不均匀、多层次的样品时也能保持图像的清晰度。
2.3 表面成分分析通过扫描电子显微镜,可以使用能量色散X射线光谱仪(Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy,EDS)来检测样品表面的元素组成。
这种功能使得扫描电子显微镜在材料分析、金属学和纳米科学等领域具有广泛的应用。
2.4 环境适应性扫描电子显微镜可以在常温下使用,也可以在真空或气体环境中工作。
这使得它能够适应各种样品的要求,并广泛应用于不同领域。
3. 应用扫描电子显微镜在科学研究和工业生产中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:3.1 材料科学扫描电子显微镜可以用来观察和分析各种材料的微观结构和表面形貌。
例如,可以观察金属的晶粒形态、断裂面的特征,以及陶瓷和聚合物的微观结构等。
这些信息对于材料的研究和开发非常重要。
3.2 纳米科学由于其高分辨率和表面成分分析能力,扫描电子显微镜在纳米领域中具有重要的应用价值。
扫描电镜在碎屑岩储层粘土矿物研究中的应用
扫描电镜在碎屑岩储层粘土矿物研究中的应用一、本文概述随着石油勘探和开发的深入,碎屑岩储层作为重要的油气储集层,其内部粘土矿物的分布、类型和性质对储层的物性、含油性以及开发效果具有重要影响。
对碎屑岩储层中的粘土矿物进行深入研究,对油气勘探和开发具有重要意义。
扫描电镜(SEM)作为一种高分辨率、高倍率的观察手段,近年来在碎屑岩储层粘土矿物研究中的应用日益广泛。
本文旨在探讨扫描电镜在碎屑岩储层粘土矿物研究中的应用,分析其工作原理、优缺点以及在实际研究中的应用案例,以期为相关领域的研究提供借鉴和参考。
二、扫描电镜技术概述扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,简称SEM)是一种利用电子束扫描样品表面,通过检测样品发射的次级电子、背散射电子等信号成像的大型仪器。
SEM具有分辨率高、景深大、图像富有立体感、可观察不导电样品等优点,因此在材料科学、地质学、生物学等众多领域得到了广泛应用。
在碎屑岩储层粘土矿物研究中,扫描电镜技术发挥着不可替代的作用。
扫描电镜的基本原理是利用聚焦的高能电子束在样品表面进行逐点扫描,激发出各种物理信息,通过对这些信息的接收、放大和显示成像,获得测试样品表面形貌的观察结果。
同时,结合能谱分析(EDS)和波谱分析(WDS)等附件,还能对样品进行微区成分分析,进一步揭示粘土矿物的种类、分布及其与储层基质的相互关系。
在碎屑岩储层研究中,扫描电镜的应用主要包括以下几个方面:通过观察储层岩石的微观结构,揭示粘土矿物的形态、大小和分布特征,为储层评价和油气勘探提供重要依据;结合能谱分析,确定粘土矿物的化学组成,进一步揭示其成因和演化历史;通过三维重构技术,可以直观地展示粘土矿物在储层中的三维空间分布,为储层建模和油气运移模拟提供基础数据。
扫描电镜技术以其独特的优势在碎屑岩储层粘土矿物研究中发挥着重要作用,为深入认识储层特征、评价储层质量和指导油气勘探开发提供了有力支持。
扫描电镜原理及应用
扫描电镜原理及应用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)是一种利用电子束来观察样品表面的显微镜。
与传统的透射电子显微镜不同,SEM 主要通过扫描电子束对样品进行微观观察。
扫描电子显微镜的原理基于电子显微学的加速电子束原理。
电子枪通过加速电场和聚焦电场加速高速运动的电子,并将其聚焦在一点上,形成尖锐的电子束。
这个电子束通过扫描线圈,沿着将样品表面分成的多个点进行扫描。
当电子束与样品表面交互作用时,样品表面的原子会吸收电子能量。
这会导致样品中的电子从低能级跃迁到高能级,同时也会发生电子散射。
电子束和样品的交互会产生多种信号,包括二次电子(SE)、反射电子(BE)、种子激发的X射线(EDX)和散射电子(BSE)等。
扫描电子显微镜的应用非常广泛。
以下是一些主要的应用领域:1.材料科学:扫描电子显微镜可以揭示材料的微观结构、形貌和表面缺陷,对材料的表面形貌和表面化学成分进行表征和分析。
2.生物科学:SEM可以观察生物样品的表面结构,例如细胞的微观形态、细胞器的空间分布和微生物的表面特征。
3.纳米科学:采用SEM可以观察纳米颗粒的形态和大小分布,以及纳米材料的结构和形貌。
4.矿物学和地质学:SEM可以对矿物和岩石样品进行表面形态和组成分析,对地质样本的微量元素进行分析。
5.金属学和材料工程:SEM可以对金属材料的晶格结构、相分布、晶粒尺寸和晶界进行表征和分析。
6.考古学和文物保护:SEM可以观察古代文物和考古样品的微观结构和表面细节,帮助研究人员进行文物保护和修复。
7.环境科学和污染控制:SEM可以用于观察和分析大气、水和土壤中的微观颗粒物、微生物和污染物。
总之,扫描电子显微镜通过扫描电子束对样品表面进行观察,广泛应用于材料科学、生物科学、纳米科学等领域。
它可以提供高分辨率的图像和丰富的表征信息,对研究和应用具有重要的意义。
扫描电镜及其在储层研究中的应用
扫描电镜测试技术原理及其在储层研究中的应用1、扫描电镜的结构和工作原理扫描电镜的主要构成分为四部分:镜筒、电子信号的显示与记录系统、电子信号的收集与处理系统、真空系统及电源系统(图1)。
以下是各部分的简介和工作原理。
1.1扫描电镜结构1.1.1镜筒镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统,其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm),并且使该电子束在样品表面进行扫描,同时激发出各种信号。
1.1.2电子信号的收集与处理系统在样品室中,扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号,其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。
在上述信号中,最主要的是二次电子,它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子,产生于样品表面以下几nm 至几十nm 的区域,其产生率主要取决于样品的形貌和成份。
通常所说的扫描电镜图像指的就是二次电子像,它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。
检测二次电子的检测器的探头是一个闪烁体,当电子打到闪烁体上时,就在其中产生光,这种光被光导管传送到光电倍增管,光信号即被转变成电流信号,再经前置放大及视频放大,将电流信号转变成电压信号,最后被送到显像管的栅极。
1.1.3电子信号的显示与记录系统扫描电镜的图像显示在阴极射线管(显像管)上,并由照相机拍照记录。
显像管有两个,一个用来观察,分辨率较低,是长余辉的管子;另一个用来照相记录,分辨率较高,是短余辉的管子。
1.1.4真空系统及电源系统扫描电镜的真空系统由机械泵和油扩散泵组成,其作用是使镜筒内达到10 托的真空度。
电源系统则供给各部件所需的特定电源。
图1 扫描电镜结构图1.2扫描电镜的基本原理扫描电镜的电子枪发射出电子束,电子在电场的作用下加速,经过两次电磁透镜的作用后在样品表而聚焦成极细的电子束。
该细小的电子束在末透镜的上方的双偏转线圈作用下在样品表而进行扫描,被加速的电子与样品相互作用,激发出各种信号,如二次电子,背散射电子,吸收电子、X射线、俄歇电子、阴极发光等。
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扫描电镜测试技术原理及其在储层研究中的应用1、扫描电镜的结构和工作原理扫描电镜的主要构成分为四部分:镜筒、电子信号的显示与记录系统、电子信号的收集与处理系统、真空系统及电源系统(图1)。
以下是各部分的简介和工作原理。
1.1扫描电镜结构1.1.1镜筒镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统,其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm),并且使该电子束在样品表面进行扫描,同时激发出各种信号。
1.1.2电子信号的收集与处理系统在样品室中,扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号,其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。
在上述信号中,最主要的是二次电子,它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子,产生于样品表面以下几nm 至几十nm 的区域,其产生率主要取决于样品的形貌和成份。
通常所说的扫描电镜图像指的就是二次电子像,它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。
检测二次电子的检测器的探头是一个闪烁体,当电子打到闪烁体上时,就在其中产生光,这种光被光导管传送到光电倍增管,光信号即被转变成电流信号,再经前置放大及视频放大,将电流信号转变成电压信号,最后被送到显像管的栅极。
1.1.3电子信号的显示与记录系统扫描电镜的图像显示在阴极射线管(显像管)上,并由照相机拍照记录。
显像管有两个,一个用来观察,分辨率较低,是长余辉的管子;另一个用来照相记录,分辨率较高,是短余辉的管子。
1.1.4真空系统及电源系统扫描电镜的真空系统由机械泵和油扩散泵组成,其作用是使镜筒内达到10 托的真空度。
电源系统则供给各部件所需的特定电源。
图1 扫描电镜结构图1.2扫描电镜的基本原理扫描电镜的电子枪发射出电子束,电子在电场的作用下加速,经过两次电磁透镜的作用后在样品表而聚焦成极细的电子束。
该细小的电子束在末透镜的上方的双偏转线圈作用下在样品表而进行扫描,被加速的电子与样品相互作用,激发出各种信号,如二次电子,背散射电子,吸收电子、X射线、俄歇电子、阴极发光等。
这些信号被按顺序、成比例的交换成视频信号、检测放大处理成像,从而在荧光屏上观察到样品表而的各种特征图像。
2、扫描电镜在矿物岩石学领域的应用2.1矿物研究不同矿物在扫描电镜中会呈现出其特征的形貌,这是在扫描电镜中鉴定矿物的重要依据。
如高岭石在扫描电镜中常呈假六方片状、假六方板状、假六方似板状;埃洛石常呈管状、长管状、圆球状;蒙脱石为卷曲的薄片状;绿泥石单晶呈六角板状,集合体呈叶片状堆积或定向排列等。
王宗霞等在扫描电镜下观察了硅藻上的形貌,硅藻上多呈圆盘状、板状,根据这一特征即可将它鉴定出来。
矿物特征及残余结构可以推断其成岩环境和搬运演化历史,扫描电镜可对矿物的结构和成分进行分析,为推断矿物的成岩环境和搬运演化历史提供基础资料。
矿物颗粒脱离母岩后,在搬运和沉积的过程中必然会受到外界环境的影响。
不同的搬运介质、搬运形式以及不同的沉积环境常会在矿物颗粒表而留下反映搬运和沉积的痕迹,因而矿物表而就会具有不同的形状及外貌特征。
光学显微镜、差热、化学分析等传统分析方法往往无法将其加以识别,而配接有X射线的能谱仪的扫描电镜能直接观察到矿物变化过程中所发生的结构、形貌等微观现象的变化和形成新矿物的特点,并且可以同时确定其化学元素组成及相对含量的变化,为研究矿物的变化提供了良好的途径。
2. 2包裹体研究包裹体是成矿时留在矿物中的遗迹化石,其物质组成反映了成岩成矿时期的介质环境,扫描电镜为分析包裹体物质提供了良好条件。
首先,扫描电镜的形貌分析使我们能准确观察包裹体;其次,扫描电镜的能谱分析可以直接对已经打开的包裹体进行分析,从而确定了包裹体的物质组成。
单强等利用扫描电镜对四川冕宁稀土矿床早期萤石的单个流体—熔融包裹体进行研究,为进一步证实四川冕宁稀土矿床是一个与盐熔体有关的热液矿床打下坚实的基础。
谢玉玲等利用扫描电镜对铜官山铜矿床矽卡岩矿物中的包裹体进行研究,发现其中的石榴石存在二相包裹体,并在透辉石中发现流体包裹体及子矿物。
3、扫描电镜在粘土矿物方面的研究由于粘上矿物在石油生成、运移、聚集及油气勘探开发研究中的重要作用,利用扫描电镜研究粘上矿物的优越性尤其明显。
以往对粘土矿物的分析手段着重于精确分析粘上矿物的成分和晶体结构(如X粉晶衍射等),但对其形态特征及分布研究不多,而粘上矿物在储层中的分布及存在状态、成岩作用的影响、油气运移及开发的影响,使得粘上矿物的形态、分布及其变化的研究更加深入。
粘上矿物是以微米为计量单位的质点,一般粘上矿物仅为几个微米,用普通的光学显微镜已经很难区分粘上矿物的成分、形态及分布特征,利用扫描电镜完全可以弥补这一不足。
(1)研究粘上矿物的形态及分布,确定成岩作用过程、成岩阶段及次生变化;(2)研究粘上矿物的共生组合及变化,确定成岩环境及地球化学背景,如温度、压力、酸碱度;(3)对粘上矿物的成分分析(结合X衍射分析),确定埋藏深度、恢复盆地埋藏史及热演化史、反映油气成熟度。
3.1粘土矿物的显微形貌特征一般来说,在碎屑岩储层中常见的粘土矿物主要有高岭石、伊利石、绿泥石及伊蒙混层等粘土。
根据粘土矿物分析结果,24-3构造韩江组和珠江组储层中的粘土矿物主要以伊利石和高岭石为主(图2)。
伊利石:伊利石在24-3构造韩江组和珠江组储层中是较为常见的粘土矿物。
在电镜扫描下,其单晶形态呈丝带状,其集合体呈丝缕状(图2-A ),通常包裹在颗粒的表面,形成粘土薄膜。
高岭石:高岭石晶体呈假六角片状、假六角板状、假六角似板状,它们依次具有良好的假六角薄片状晶形,部分完整假六角形晶形和表面稍弯曲的较差六角晶形,它们大小约为1-5µm,个别见团粒状,高岭石团粒大小不一,约为0.2-0.7 µm,为细小高岭石晶粒集合体。
但西江24-3构造韩江组和珠江组储层中的高岭石,在电镜扫描下常见的单体形态呈假六角片状、假六角板状和微晶粒状(图2-B),集合体形态呈叠片状和扇状、叠板状、蠕虫状。
高岭石往往在孔隙中形成定向排列或者杂乱堆积状态充填或半充填着储集层的孔隙。
图2颗粒表面贴附和粒间充填的粘土矿物3.2粘土矿物在储层中产状特征电镜扫描下可以直观地看到,粘土矿物的空间分布特征,24-3构造韩江组和珠江组砂岩储层中粘土矿物的产状主要有:孔隙衬垫式、孔隙充填式及粘土桥式。
(1)孔隙衬垫式这种产状是指粘土矿物在碎屑岩颗粒表面呈定向排列,组成连续的贴附于孔隙壁上的薄膜。
在镜下看,粘土矿物在颗粒表面排列具明显的方向性,根据其排列方向与颗粒表面夹角的关系,可分为两种:一种是其排列与颗粒表面近于平行另一种是垂直于颗粒表面向孔隙内生长,即栉壳状。
在24-3构造韩江组和珠江组砂岩储层中,具有此类产状的代表性粘土矿物为皱晶状高岭石(图3)和丝缕状伊利石(图2-A)。
在镜下,可以观察到高岭石和伊利石主要覆于颗粒表面,在粒间孔隙边缘形成孔隙衬边(图3)。
但是由于没有完全把孔隙充填,还保留了一定量的粒间孔隙。
图3高岭石、伊利石在粒间孔隙边缘形成孔隙衬边(2)孔隙充填式孔隙充填式是指粘土矿物以分散质点形式充填于孔隙之中。
在镜下可以观察到粘土矿物往往以集合体形态充填于孔隙内,按其充填的程度可分为完全充填与不完全充填。
在24-3构造韩江组和珠江组砂岩储层中,具有此类产状的较为常见的粘土矿物为高岭石(图4)。
在24-3构造中,粘土矿物充填孔隙较为严重,对该区块的储层物性有一定的影响。
(3)搭桥式搭桥式产状是指粘土矿物晶体自孔隙壁向孔隙空间内生长,并在孔隙内形成粘土桥。
通过电镜扫描可以看到,在24-3构造韩江和珠江组储层中,粘土薄膜具有明显的由孔隙边缘向孔隙中央生长的特征,有的已形成网格状或桥接型胶结(图5)。
图4 24-3油田中的粘土矿物充填孔隙图5粘土薄膜及形成的“粘土桥”4、扫描电镜在储层研究中的应用扫描电镜在碎屑岩及碳酸盐岩储层研究中具非常广泛的应用。
扫描电镜研究储层结构,评价储层质量。
它可以对储集岩的矿物成分、结构构造、孔隙类型及成因、胶结程度及次生变化作深入系统的研究,并对储层优劣提供评价,其应用主要包括如下几个方面:(1)研究分析储层的胶结类型,胶结物种类及次生变化;(2)研究储层的孔隙结构,分析孔隙成因类型及成岩作用和胶结作用对孔隙度、渗透率变化的影响,预测孔隙演化方向;(3)利用图像分析软件测量孔隙、喉道大小,综合评价储集性能;(4)扫描电镜在微孔隙、微裂隙发育的储集岩研究中得到广泛应用。
微孔隙、微裂隙在油气运移、聚集中起很大作用,微孔隙的发育与连通常形成良好的油气储集层,扫描电镜微观分析,可以非常直观、有效地对微孔、微隙进行分析;(5)扫描电镜对储层岩石铸体的分析研究,运用扫描电镜背散射电子成分图像,可以决速、直观地反映孔隙喉道分布情况,精确计算而孔隙,对酸溶孔隙铸体的二次电子形貌图像分析,可以综合评价储层质量;(6)扫描电镜分析在储层岩石物理流动单元研究中的应用,同一岩石物理流动单元具有相对一致的(相似的)孔隙喉道分布及相似的性质,储层岩石物理流动单元的研究在油藏描述及油田开发中具有重要的意义。
运用扫描电镜对储层结构的分析,通过对岩石微观分析结果的综合,结合测井等资料,可以在宏观上将储层划分为性质相对独立的多个流动单元组合。
5、扫描电镜在油气层保护研究中的应用保护油气层是石油勘探开发过程中的重要技术措施,保护油气层技术立足于预防为主,解堵为辅的原则。
岩心分析是认识油气层地质的基础,油气层敏感性评价、损害机理的研究、保护油气层技术方案的设计都必须建立在岩心分析基础上。
而储层岩石微观特征分析又是油气层保护研究的重点,因此扫描电镜微区分析在油气层保护研究之中具有非常重要的作用。
(1)利用扫描电镜研究储层岩石学特征,从微观形态及微区成分上对储层岩石进行岩石矿物成分及结构分析,胶结特征及充填作用分析,孔隙及喉道连通性分析等,并预测储层敏感性;(2)储层敏感性扫描电镜分析,通过酸、水、速、碱、盐及温度敏感性试验,利用扫描电镜分析储层样品敏感性试验前后的变化,分析储层样品的粘上矿物的变化,胶结物及储层格架的变化,孔隙及喉道的变化,确定储层敏感性发生的类型和程度,并采取预防措施;(3)在油气田开发过程中,对储层岩心样品进行开发前后的微观分析,可以判断储层损害程度,提出改进措施,提高产量。
特别是注水、注气开发中,运用扫描电镜的分析,可以观察到粘土矿物的膨胀,粘土矿物及其它微粒的迁移,水岩反应形成新矿物等各种现象,而使孔隙喉道变小或堵塞而造成储层的损害,进而研究采用添加降粘剂,防膨胀剂及控制温度、酸碱度等措施,而使储层损害的程度降到最低。
扫描电镜在油气层保护研究上具有重要作用,应用前景十分广阔,能够解释油气开采中遇到的诸如引起孔喉堵塞、渗透率降低等原因,进而提出油气层保护措施,提高采收率,降低成本,增加产量。