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;
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).
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.
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 |
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 |