碳酸盐岩孔隙大小的多尺度描述：Micro—CT，BSEM及FIBSEM技术的综合

• 作者: M. Robert Sok Trond Varslot 张亚雄（译） 白振瑞（校）
• 来源期刊: 石油地质科技动态
• 学科: 地球科学
• 关键词: SEM技术 碳酸盐岩 孔隙空间 多尺度 FIB 扫描电子显微镜 岩石物理性质 层析成像技术
• 年，卷（期）: 2011,（3）
• 页码范围: 17-27
• 页数: 11页
• 分类号: P618.130.2

摘要

了解岩石物理性质和多相流动特性，对于油气评价和开发是非常有必要的。而这些特性往往受控于孔隙空间的三维几何形态和连通性。目前，碳酸盐岩孔隙大小分布的确定仍极具挑战性。由于碳酸盐岩的沉积环境变化非常大，而且这类岩石极易受后沉积作用的影响，导致其孔隙结构很复杂，孔隙的长度从数十纳米到几厘米不等。要更加深入地认识孔隙结构对连通性、导流能力、渗透率和采收率的影响，就需要在连续的70个长度尺度范围内（从10nm到10cm）研究碳酸盐岩的孔隙结构，并对不同尺度下的信息进行综合分析。本文利用微计算机层析成像技术（micro—CT）、反向散射扫描电子显微镜03SEM）、聚焦离子束扫描电子显微镜（FIBSEM）实验技术，研究在数十个尺度下碳酸盐岩的孔隙结构。然后利用图像叠合技术对不同长度尺度下的数据进行综合。首先将一个岩心柱的三维图像（4cm，20微米体素[voxel]）与一个宏孔隙分辨率下的样品（8mm直径，4微米体素）进行对比。然后，重点将在亚微米（submicron）分辨率下获得的扫描电镜（SEM）及聚焦离子束扫描电子显微镜（FIBSEM）数据与在大约3～5微米分辨率下获得的微计算机层析成像（micro-CT）数据相结合。为了实现SEM图像的最佳像素叠合，我们开发了一个精确的模板，以便消除由SEM扫描方法导致的人为弯曲，同时我们已经成功地按照三维图像的灰度级对在SEM图像上可见的次分辨率孔隙度和孔隙大小进行了成像。利用FIBSEM技术也可以研究样品的三维结构，研究精度可达到数十纳米。我们简要地探讨了如何利用这种多尺度信息来加强碳酸盐岩岩石物性的研究。