26
Июнь
2019

Характеризация внутренней структуры образцов керна горных пород с субмикронным разрешением методом растровой электронной микроскопии с фокусированным ионным пучком (ФИП-РЭМ)

Вовлечение в эксплуатацию пород-коллекторов, относящихся к ТРИЗ, где характерные размеры структур составляют сотни нанометров обуславливает необходимость характеризации внутренней структуры образцов керна на масштабах, существенно меньше 1 микрона.

Получаемые данные позволяют оценить структуру наноразмерного пустотного пространства пород-коллекторов для выбора оптимальной схемы разработки.

Образцы для проведения исследований:

Для проведения исследований средствами растровой электронной микроскопии визуализируется поверхность и выбирается область интереса на поверхности образца, отвечающая требованиям, как представительная (наиболее характерная).

На поверхность области интереса при помощи газо-инжекционной системы (ГИС), установленной в двулучевой аналитической системе наноситься слой платины для защиты поверхности зоны интереса образца от воздействия периферии ионного пучка;

 Образцы для проведения исследований: На поверхность области интереса при помощи газо-инжекционной системы (ГИС), установленной в двулучевой аналитической системе наноситься слой платины для защиты поверхности зоны интереса образца от воздействия периферии ионного пучка

 

Решение:

Для проведения исследований структуры, морфологии и состава объема микро-образцов с субмикронным разрешением применяется методика ФИП/РЭМ. Данная методика заключается в получении серии последовательных изображений поперечного сечения образца керна после удаления ионным пучком тонкого слоя материала. Реконструкция набора таких изображений позволила провести трехмерную визуализацию (В и Г) микрообъема образца керна с высоким разрешением (до 20 нм).

 Результаты исследований

 

Полученные результаты позволяют:

  • Оценивать пустотное пространство образцов керна отложений, относящихся к ТРИЗ
  • Оценивать степень воздействия различных МУН (ТГВ, ПАВ, и т.д.) на наноразмерное пустотное пространство образцов керна горных пород
  • Получить исходные данные для планирования рентабельного сценария разработки месторождения

 

Используемое оборудование:

 

Для проведения исследований используются двулучевые аналитические системы. Все оборудование оснащено энергодисперсионнымs спектрометрами которые позволяют определять элементный состав образцов Be до U.

 Двулучевая аналитическая система FEI Helios Nanolab 660

 

 

Ускоряющее напряжение – от 500 V до 30 кV

Разрешение в режиме высокого вакуума при 30 кV (HiVac) -  0,6 нм

Разрешение в режиме высокого вакуума при 1 кV (HiVac) -  0,7 нм

Минимальный шаг реза – 10 нм

Детекторы – TLD-SE, TLD-BSE, ICD, MD, ETD, EDX

Определяемые элементы – от 3B до 235U

 Двулучевая аналитическая система FEI Versa 3D ESEM

Ускоряющее напряжение – от 200 V до 30 кV

Разрешение в режиме высокого вакуума при 30 кV (HiVac) -  1,2 нм

Разрешение в режиме низкого вакуума при 30 кV (LoVac) -  2,5 нм

Разрешение в режиме «естественной среды» при 30 кV (ESEM) -  1,5 нм

Минимальный шаг реза – 10 нм

Детекторы – ETD, ICE, DBS, ICD

Определяемые элементы – от 3B до 235U