眾所周知,掃描電子顯微鏡是石油地質(zhì)行業(yè)必不可少的研究檢測(cè)儀器設(shè)備,可以進(jìn)行沉積巖中有機(jī)質(zhì)母質(zhì)類(lèi)型的判別、對(duì)粘土礦物的研究、對(duì)鈣質(zhì)超微化石的研究、對(duì)儲(chǔ)集巖的研究等,在石油地質(zhì)行業(yè)發(fā)揮了巨大的作用。
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但由于石油地質(zhì)行業(yè)中很多樣品需要進(jìn)行掃描電鏡觀察前的樣品制備工作,傳統(tǒng)的方法是采用普通的手動(dòng)或機(jī)械研磨,但因?yàn)槠鋬?nèi)部的微小尺度結(jié)構(gòu)在研磨過(guò)程中會(huì)所造成的表面的機(jī)械劃痕、污染以及形變等各種損傷,很難得到其真實(shí)的形貌,很難觀察到其內(nèi)部的真實(shí)微區(qū),比如說(shuō)這幾年國(guó)家大力提倡的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)工作,因?yàn)轫?yè)巖,泥巖,砂巖等樣品涉及到其內(nèi)部?jī)?chǔ)氣的孔隙通常都為納米甚至是埃米級(jí)別,所以在普通的手動(dòng)機(jī)械拋光過(guò)程中,因?yàn)榈刭|(zhì)樣品本身的酥松性,很難得到其真實(shí)的內(nèi)部孔隙的分布,觀察等結(jié)果,所以現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外很多用戶都會(huì)選擇氬離子拋光裝置來(lái)對(duì)于樣品采用氬離子束拋光,從而到掃描電鏡中觀察其微區(qū)的孔隙。利用氬離子精密拋光裝置,可以獲得平滑的截面,而不會(huì)對(duì)樣品造成機(jī)械損害。巖石或微孔隙樣品經(jīng)過(guò)氬離子束拋光后,結(jié)合掃描電鏡(SEM)、薄片巖相鑒定儀、X-衍射儀等可以進(jìn)行礦物成分、結(jié)構(gòu)及孔隙分布等分析,且可以觀察頁(yè)巖中的儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)、定量統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)層孔隙,確定孔隙度等。?
氬離子拋光儀在頁(yè)巖氣行業(yè)主要用來(lái)對(duì)含有微納米級(jí)別孔隙樣品、軟硬不同材質(zhì)樣品的樣品進(jìn)行精密制樣,從而解決機(jī)械研磨拋光會(huì)堵塞孔隙、軟硬材質(zhì)相互污染、樣品在研磨過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力損傷等問(wèn)題。
考慮到石油地質(zhì)行業(yè)的樣品中會(huì)含有有機(jī)物質(zhì)以及一些易揮發(fā)的物質(zhì),?并且離子束加工樣品時(shí)會(huì)使樣品表面溫度升高,有機(jī)物很容易揮發(fā),產(chǎn)生一些人為的孔隙,同時(shí)不同物質(zhì)的膨脹系數(shù)不一樣,因而溫度升高時(shí),會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,不同材料膨脹大小不一樣,因而會(huì)使孔隙發(fā)生變形甚至縮小,同時(shí)產(chǎn)生裂縫,從而無(wú)法獲得真實(shí)的結(jié)構(gòu)信息。所以具備低溫加工能力的氬離子拋光儀成為不可或缺的工具。通過(guò)液氮冷臺(tái),從而可以去除熱效應(yīng)對(duì)樣品造成的破壞,從而從根本上解決熱效應(yīng)的問(wèn)題。
油頁(yè)巖?(Kerogen-rich?Oil?Shale)
機(jī)械拋光時(shí)油頁(yè)巖很容易受到損傷,利用氬離子拋光儀能完整保留原來(lái)的結(jié)構(gòu)。下圖顯示用氬離子拋光儀制備的截面顯示了碳酸鹽、硅酸鹽、黃鐵礦等有機(jī)物的分布。?
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評(píng)論