碳酸盐岩的XRM分析

碳酸盐岩被认为拥有大部分剩余的油气储量。它们是石油和天然气研究以及气候工程，特别是碳封存计划的关键岩石类型。在这两个研究领域中，碳酸盐岩孔隙结构表征起着决定性作用。

对于数字岩石分析，Xradia提供多长度尺度x射线显微镜(XRM)溶液它可以捕捉从微米到纳米尺度的多种分辨率的图像，这对于复杂的砂岩和非均质碳酸盐岩尤其重要。

碳酸盐岩分析的意义

在油气行业，含油气孔隙网络的知识将有助于估计储层潜力和优化采收率方法。在碳捕获和封存研究中，向碳酸盐岩储层注入二氧化碳是缓解全球变暖的潜在解决方案。为此，有必要了解碳酸盐岩孔隙网络的储集性质。

碳酸盐岩分析面临的挑战

碳酸盐岩孔隙结构的非均质性较强，存在较大的宏观孔洞状孔隙，甚至数十个纳米级孔隙。碳酸盐岩数字岩石分析作为传统岩心和岩芯塞分析的补充方法，正迅速得到人们的认可。该技术通过对岩石孔隙网络的高分辨率虚拟描述来模拟流动物理，从而获得关于单相或多相流动动力学的知识。这反过来又提供了关于潜在油藏开采技术的有效性的数据。然而，现有的成像技术有其自身的局限性。大型(工业)x射线CT系统需要分辨率来检测任何超出非常大的空洞孔隙之外的东西，而3D电子显微镜技术，虽然提供了高分辨率，但它们需要更多的时间，并受到视野范围的极大限制，以统计意义上的中型到大型孔隙的3D测量。

解决方案Xradia

为了解决孔径分布广泛的问题，需要多长度尺度的解决方案。3D XRM方法的最新发展提供了许多不同的分辨率和视野设置，有助于碳质岩石分析，空间分辨率高达50纳米。Xradia为碳质岩石的数字分析提供了多尺度XRM解决方案。该解决方案由VersaXRM(<0.7µm空间)和UltraXRM (50 nm空间)3D显微镜组成，可以捕捉从微米到纳米尺度的多种分辨率的图像，这对复杂砂岩和非均质碳酸盐岩至关重要。

图1所示。砂岩-利用VersaXRM高分辨率分区成像从孔隙结构中分辨粘土，分辨率为0.95µm体素大小

VersaXRM的自动旋转探测器塔允许侦察和缩放成像工作流，在大视场(LFOV)调查感兴趣的区域，以便在执行深度高分辨率扫描之前确定统计相关性，所有这些都不需要物理切割样品。

图2。页岩亚微米孔:VersaXRM分辨率:0.29 μm

通过VersaXRM和UltraXRM的结合，可以扩展这种多尺度分析的范围，用于识别电磁成像的采样位置。通过这种方式，x射线显微镜提供了连续分析，并缩小了工业CT和电子显微镜之间的差距。

图3。方解石-使用VersaXRM在1.4µm体素分辨率下的3D和虚拟内部切片具有优越的对比度和分辨率

研究人员现在能够通过使用多长度尺度x射线显微镜对碳酸盐岩的分析。图4显示了一个碳质岩石样品在VersaXRM和UltraXRM长度尺度下的图像，描述了岩石样品在VersaXRM和UltraXRM长度尺度下的虚拟分割成其组成相。这反过来又可以隔离多孔性。

图4。在VersaXRM-500和UltraXRM-L200上拍摄的碳酸盐岩样品，分别具有360 nm体素大小(左图)和65 nm体素大小(右图)。在UltraXRM的结果中，固相呈现为绿色(底部)，部分被剥离，露出孔隙网络(顶部)。这些孔洞被进一步标记为连通性，最大的连通孔洞被标记为铁锈色。

这些结果可以用来分析如表1所示的参数。

表1．图4的结果

孔隙分析总结
孔隙度	7.68%
连接	73.52%
弯曲度(平均)	3.79
最大弯曲度(连接)	3.55

这些结果可以与计算流体动力学建模软件相结合，以了解岩石的关键特征，如绝对渗透率和相对渗透率。

结论

x射线显微镜是一个强大的仪器进行多尺度碳质岩石分析。VersaXRM和UltraXRM的结合为获取传统CT和EM成像缺失的关键数据提供了一种独特的长度尺度洞察力。该方法的非破坏性方法扩大了碳质材料研究的范围，通过使用新型Scout-and-Zoom架构来评估石油提取的可行性，确保了特征和孔隙的长度尺度表征。

这些信息已经从Xradia提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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