页岩油勘探开发取得战略性突破 扫描电镜技术打开非常规储层大门

　　石油是工业的血液，是当今世界最主要的能源之一，与现代社会的衣食住行都密切相关。作为工业大国，我国的石油消费量庞大，但本身的石油储量却相对较少，石油进口依赖度已经达到70%以上，能源安全隐患巨大。
 

　　与常规石油资源相比，我国页岩油储量丰富，2017年探明的页岩油地质储量就已经达到7643亿立方米，是仅次于美国、加拿大后的第三大页岩油国。开发页岩油资源对于保障我国能源安全意义重大。而且页岩油烷烃、环烷烃和芳香烃等含量丰富，作为化工原料生产价值更大。
 

　　然而我国页岩油分布地区地质特征复杂，储层非均质性强，页岩中原油含蜡量高、流动性差，因此开采难度很大。2010年，我国开始开展针对针对页岩油的专项勘探研究，多年来页岩油勘探开采技术取得较大进展。2021年，多个油田传来佳音，大港油页岩油年产量首次超过10万吨，大庆油田新增石油预测地质储量12.68亿吨，胜利油田首批上报预测石油地质储量4.58亿吨……在页岩油勘探开发中，显微镜技术发挥了重要作用。
 

　　页岩油的石油资源蕴藏在泥页岩孔隙和裂缝中或者泥页岩层系中的致密碳酸盐岩或碎屑岩夹层中。这些非常规储层岩石具有超低孔隙度和渗透率，对其孔隙结构的研究是页岩油勘探开发的重点之一。对非常规储层孔隙结构的研究主要包括孔喉大小、形态、分布、连通性和油气赋存状态等方面。由于主体孔隙为微纳米级别，因此研究的主要方法为扫描电镜技术、场发射扫描电镜技术、原子力显微镜技术、环境扫描电镜技术等。
 

　　扫描电镜技术是储层孔隙结构定性表征的常用方法，分辨率在6 nm 左右，不仅可以观察孔隙的表面形貌，还可以结合元素能谱分析技术分析检测矿物成分，反映出页岩油的储集空间、成分特征、矿物架构等。
 

　　我国在扫描电镜分析技术上取得了重要突破。胜利油田勘探开发研究院自主研发了一种新的常规样品电镜分析方法，突破了含油样品低真空观察、氩离子抛光高精度成像、背散射样品成分精细识别等技术难关，为非常规储层石油资源勘探评价提供了更有效的方法。此外还能用于致密砂岩储层识别、低产储层改造方案设计等。据了解，研究院还将继续开发聚焦离子束扫描电镜分析技术，以更高的精度模拟和寻找页岩油的流动和路径。
 

　　与环境扫描电镜、原子力显微镜等高精度技术相比，扫描电镜技术可观测的视域范围较大，但分辨率较低。提高观测精度是扫描电镜技术发展的主要方向。胜利油田勘探开发研究院在扫描电镜技术上的突破推动了页岩油勘探开发的战略性突破，使胜利油田首批上报预测的4.58亿吨石油储量具备全面勘探开发条件。随着扫描电镜技术的继续发展，对页岩油的认识继续深入，我国的页岩油开发技术也将越来越成熟。