MaipSCAN助力頁巖油氣開發
2021-11-25

  

2020年我國原油及天然氣對外依存度分別達到73.5%和42%,原油和天然氣進口規模逐年增長,能源安全問題日益嚴峻。目前我國常規油氣資源雖然豐富但分布相對分散、勘探程度總體已經較高,發現新儲量的難度加大。根據自然資源部資料,我國新增探明油氣地質儲量已降至年來。隨著高品質常規油氣資源儲量減少,我國油氣資源開發正日益轉向超深油氣、頁巖油氣、致密砂巖氣、煤層氣等領域,其中巖油氣開發是重點的推進方向。

我國擁有豐富的頁巖油氣儲量,集中分布在塔里木盆地、準噶爾盆地、松遼盆地、四川盆地、揚子地臺、江漢盆地和蘇北盆地等地區。頁巖油氣作為烴源巖層系內自生自儲的油氣資源,由于有不同類型有機質頁巖形成環境的差異,頁巖油氣儲層在縱向上具有多重非均質性,包括巖性、儲層物性、巖石力學、地應力、以及含油氣特性的縱向非均質性,并且縱向非均質性明顯強于橫向非均質性,這對頁巖油氣的開發方案的設計與工程施工都帶來了挑戰。

在此大背景下,歐波同與中科院地質與地球物理研究所共同研發推出了全新一代自動礦物分析系統MaipSCAN (Mineralogyby Artificial intelligence powered Scanning ElectronMicroscopy)。MaipSCAN以巖屑/巖心為分析對象,特別是巖屑樣品,巖屑顆粒外徑大于0.5mm即可滿足分析條件,在實際工程應用中具有廣泛的適應性。此外,MaipSCAN可作為實驗室分析設備也可滿足井場現場應用需求。

MaipSCAN系統由掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、制樣配套設備、多種智能分析軟件組成。

系統示意圖(左:整機圖像;左下:巖屑篩洗烘一體機;右:軟件系統3大模塊)

硬件優點:

  • 新一代FEI掃描電鏡,自動對焦、自動消像散,降低電鏡操作難度;

  • 新一代Bruker XFlash 6-100能譜儀,更大采樣計數率和掃描面積;

  • 巖屑篩洗烘一體機提高制樣效率;

軟件優點:

  • 全中文界面,測量、礦物庫、解釋報告三大模塊,操作設置簡單;

  • 開放的礦物庫,提供自主編輯功能,精準適用于不同區域地質特征

  • 自動生成各項掃描及演算數據,豐富的表格及圖文模板;

提供數據:

1,高分辨率電鏡圖像:分辨率10nm-1mm,實驗室水平

不同尺度下的BSE圖

2,元素信息:識別50多種元素,克服了XRF不能對C、O、Na測量的局限性,可識別測量GR元素(U/Th、K)

元素含量統計圖

3,礦物信息:采用譜圖對比法,精準識別礦物類型、含量

常見礦物圖譜示意圖

背散射及礦物識別對比圖

礦物信息統計表

背散射及礦物識別對比圖

4,物性參數:孔隙度、孔徑分布、裂縫評價相關參數

孔縫識別對比圖及孔縫信息統計表

5,巖石力學參數:縱橫波速度、楊氏模量、剪切模量、體積模量,以及基于礦物結構的地層破裂壓力預測

巖石力學參數預測表

應用方向:

  • 輔助地質導向:特征礦物快速識別,判別地層;

  • 標定/補充測井數據:GR、Den、POR、縱橫波速度;

  • 井壁穩定性評價;

  • 射孔分簇及壓裂優化,為完井設計提供數據支持;

  • 綜合研究:物源、沉積環境分析;地層檢測;地質建模;巖屑大數據應用;

MaipSCAN,使用連續撈取的巖屑作為分析對象,是集元素、礦物、圖像、物性、脆性、彈性、巖性、甜點等重要參數為一體的平臺,具有數據連續準確、作業安全確的特點,可替代部分低效實驗分析和水平井測井數據,為開發井尋找儲層甜點、水平井段射孔壓裂優化提供數據支持。

基于巖屑的數據獲取方式,使得非均質頁巖儲層及超深高溫井的井下數據獲取變得更加便捷,將極大地促進我國非常規油氣資源開發工程地質一體化的應用,提高油氣開發效率。

  

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