技术“神器”有助于在毛状孔隙和矿层中发现页岩油

放大，放大，再放大.镜头前的微观世界逐渐由模糊变得清晰。操作人员王维卿转身向科技日报记者介绍：“在一厘米见方的岩石样品上选择几十平方微米的目标。虽然只有小拇指尖那么大，但经过扫描电镜上万倍的放大，它就是一个浩瀚的‘宇宙’。”

这是科技日报记者近日在中石化胜利油田勘探开发研究院地层古生物实验室看到的一幕。王维卿是实验室的负责人。他所做的，是将十万倍的电子显微镜镜头对准几十平方微米的岩石样本，其内部结构就会一览无余。王维卿说，“白色的是碳酸盐岩，黑色的是泥岩，中间有很多孔隙和裂缝，细如发丝，地质学家梦寐以求的石油就蕴藏在其中。”

在“发际线”中发现宝藏，这就是新技术的魅力。

2021年11月2日，中石化胜利油田的一则重磅消息让人振奋。该油田页岩油勘探开发取得战略突破。首批上报的预测石油地质储量达4.58亿吨，已具备全面勘探开发条件。

记者了解到，在上述战略突破的背后，科研人员在基础研究和战略装备方面取得的突破功不可没。

一根头发的直径一般在0.03毫米左右，胜利油田的页岩油隐藏在发丝般的孔隙中，这意味着研究人员需要从这样的孔隙中找到页岩油的“栖息之地”。

这是一项非常具有挑战性的工作。实验室扫描电镜工作人员余洁洁告诉记者，在样本中选取观察部分，就像在足球场上准确定位一个乒乓球。要找到这个“乒乓球”，首先要做出一个合格的样本。

扫描电镜对岩石样品的要求非常高，页岩取心非常困难，薄而脆的层很多。所以需要掌握手工处理样品的力度和技巧。首先，他们将页岩手工制成1cm见方的小块，然后用砂纸反复打磨，直到在普通显微镜下切面光滑，再用氩离子抛光机继续抛光。上述过程往往要重复几十次，直到达到镜面效果，然后才能用扫描电镜观察到。而这台自主研发的电子显微镜不同寻常，聚焦纳米尺度，直观地反映了页岩油的储集空间、组成特征和矿物骨架。

要得到一张典型的图片，通常需要从数百张甚至数千张图片中进行选择。这就需要研究人员迅速锁定目标。

据记者了解，上述实验室研究人员突破了含油样品低真空观测、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点。通过技术攻关，优化测试参数程序，创新工作流程，着力提升电镜分析质量。他们掌握了非常规样品的电镜分析方法，为油田非常规储层评价提供了关键信息，推动了油田页岩油和致密油勘探的突破。

纳米级电子显微镜图像成为打开非常规储层微观世界的“金钥匙”。胜利油田勘探开发研究院凭借过硬的分析技术和质量，制定了页岩油电镜分析行业标准，成为行业标杆。

除了页岩油，在如何识别致密砂岩中的好储层、如何避免油气储层损害、如何改造低产储层等领域，SEM分析技术也发挥着“神器”的作用。

据了解，胜利油田勘探开发研究院正在研发一种更加精确的聚焦离子束扫描电镜分析技术，用于模拟和寻找页岩油的流动和路径。到那时，足球场上的玻璃弹珠将不再难找，诸如unc的原油是如何形成的等难题也将有新的答案。