飞纳电镜在石油化工中的应用

石油化工

随着石油资源的消耗，油气开采重点转移到了页岩油方向，高质量的压裂支撑剂可以提供更好的油气渗透率，实现油气增产。绿色低碳的发展理念也促使相关企业展开高效环保的石化催化剂、高附加值、高性能石化产品的研制。在石化产品的开采、炼制、生成过程中，扫描电子显微镜能够同时对样品进行微区形貌和成分分析，为生成工艺的改进和产品研发提供参考。

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沉积岩微观形貌和成分分析

沉积岩，又称水成岩，是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一，主要包括石灰岩、砂岩、页岩等，是地壳发展演化的产物。在地球地表，有 70% 的岩石是沉积岩，但如果从地球表面到 16 公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占 5%，但其中所含有的矿产，占全部世界矿产蕴藏量的 80%。

纹层是沉积岩中肉眼可见的最小层次结构，纹层的形成大多跟一年的季节变化有关，由沉积物物源的变化而形成。页岩纹层是控制页岩油储集层发育、石油运聚和“甜点”分布等的重要因素[1]，通过扫描电镜可以清楚的观察纹岩层的纹理、颗粒大小及形貌[2]。

沉积岩微观形貌 

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利用 SEM 能谱仪可以得到详细的沉积岩成分信息，结合细粒沉积岩成分组分、结构形态、颜色、平面上的展布规律、古生物和古植物化石等对古代湖泊沉积微环境划分，对代湖泊的沉积环境与沉积特征进行了细致解剖，可以预测生油岩与储集岩分布[3]。

沉积岩微观形貌及 EDS 面扫分布图 

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压裂液及支撑剂的分析研究

压裂液是指由多种添加剂按一定配比形成的非均质不稳定的化学体系，是对油气层进行压裂改造时使用的工作液，包括常见的瓜尔胶、纤维素衍生物等等。它的主要作用是将地面设备形成的高压传递到地层中，使地层破裂形成裂缝并沿裂缝输送支撑剂。压裂液的微观结构表征对于压裂液性能的分析具有重要的指导作用。

但由于压裂液含有水、油等液体，不能使用扫描电镜直接观察，配备温控杯的飞纳电镜，可以对样品快速冷冻后，观察到更真实的压裂液形貌。如下述案例中所示，是利用飞纳电镜温控杯观察到的压裂液凝胶升华的动态过程。同时，通过孔径分析软件可以对压裂液微观孔洞尺寸及分布进行统计，并生成报告。