石油是工業(yè)的血液，是當(dāng)今世界最主要的能源之一，與現(xiàn)代社會(huì)的衣食住行都密切相關(guān)。作為工業(yè)大國(guó)，我國(guó)的石油消費(fèi)量龐大，但本身的石油儲(chǔ)量卻相對(duì)較少，石油進(jìn)口依賴度已經(jīng)達(dá)到70%以上，能源安全隱患巨大。
與常規(guī)石油資源相比，我國(guó)頁(yè)巖油儲(chǔ)量豐富，2017年探明的頁(yè)巖油地質(zhì)儲(chǔ)量就已經(jīng)達(dá)到7643億立方米，是僅次于美國(guó)、加拿大后的第三大頁(yè)巖油國(guó)。開(kāi)發(fā)頁(yè)巖油資源對(duì)于保障我國(guó)能源安全意義重大。而且頁(yè)巖油烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等含量豐富，作為化工原料生產(chǎn)價(jià)值更大。
然而我國(guó)頁(yè)巖油分布地區(qū)地質(zhì)特征復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，頁(yè)巖中原油含蠟量高、流動(dòng)性差，因此開(kāi)采難度很大。2010年，我國(guó)開(kāi)始開(kāi)展針對(duì)針對(duì)頁(yè)巖油的專項(xiàng)勘探研究，多年來(lái)頁(yè)巖油勘探開(kāi)采技術(shù)取得較大進(jìn)展。2021年，多個(gè)油田傳來(lái)佳音，大港油頁(yè)巖油年產(chǎn)量首次超過(guò)10萬(wàn)噸，大慶油田新增石油預(yù)測(cè)地質(zhì)儲(chǔ)量12.68億噸，勝利油田首批上報(bào)預(yù)測(cè)石油地質(zhì)儲(chǔ)量4.58億噸……在頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)中，顯微鏡技術(shù)發(fā)揮了重要作用。
頁(yè)巖油的石油資源蘊(yùn)藏在泥頁(yè)巖孔隙和裂縫中或者泥頁(yè)巖層系中的致密碳酸鹽巖或碎屑巖夾層中。這些非常規(guī)儲(chǔ)層巖石具有超低孔隙度和滲透率，對(duì)其孔隙結(jié)構(gòu)的研究是頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)之一。對(duì)非常規(guī)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的研究主要包括孔喉大小、形態(tài)、分布、連通性和油氣賦存狀態(tài)等方面。由于主體孔隙為微納米級(jí)別，因此研究的主要方法為掃描電鏡技術(shù)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡技術(shù)、原子力顯微鏡技術(shù)、環(huán)境掃描電鏡技術(shù)等。
掃描電鏡技術(shù)是儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)定性表征的常用方法，分辨率在6 nm 左右，不僅可以觀察孔隙的表面形貌，還可以結(jié)合元素能譜分析技術(shù)分析檢測(cè)礦物成分，反映出頁(yè)巖油的儲(chǔ)集空間、成分特征、礦物架構(gòu)等。
我國(guó)在掃描電鏡分析技術(shù)上取得了重要突破。勝利油田勘探開(kāi)發(fā)研究院自主研發(fā)了一種新的常規(guī)樣品電鏡分析方法，突破了含油樣品低真空觀察、氬離子拋光高精度成像、背散射樣品成分精細(xì)識(shí)別等技術(shù)難關(guān)，為非常規(guī)儲(chǔ)層石油資源勘探評(píng)價(jià)提供了更有效的方法。此外還能用于致密砂巖儲(chǔ)層識(shí)別、低產(chǎn)儲(chǔ)層改造方案設(shè)計(jì)等。據(jù)了解，研究院還將繼續(xù)開(kāi)發(fā)聚焦離子束掃描電鏡分析技術(shù)，以更高的精度模擬和尋找頁(yè)巖油的流動(dòng)和路徑。
與環(huán)境掃描電鏡、原子力顯微鏡等高精度技術(shù)相比，掃描電鏡技術(shù)可觀測(cè)的視域范圍較大，但分辨率較低。提高觀測(cè)精度是掃描電鏡技術(shù)發(fā)展的主要方向。勝利油田勘探開(kāi)發(fā)研究院在掃描電鏡技術(shù)上的突破推動(dòng)了頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略性突破，使勝利油田首批上報(bào)預(yù)測(cè)的4.58億噸石油儲(chǔ)量具備全面勘探開(kāi)發(fā)條件。隨著掃描電鏡技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，對(duì)頁(yè)巖油的認(rèn)識(shí)繼續(xù)深入，我國(guó)的頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)技術(shù)也將越來(lái)越成熟。
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