页岩中页岩表面微观孔隙结构检测方案(扫描探针)

SSL-CA19-158Excellence in Science Excellence in ScienceSPM-001 岛津企业管理(中国)有限公司分析中心Shimadzu(China)CO.，LTD. Analytical Applications Center上海市徐汇区宜州路180号B2栋http：//www.shimadzu.com.cn咨询电话：021-34193996Hotline： 021-34193996 SPM-001 关键词：扫描探针显微镜页岩微观孔隙结构扫描电子显微镜 页岩由一种具有页状或薄片状层理的黏土岩，致密、硬度低，因富含有机质成分，可生成、储存大量的天然气，即页岩气。页岩的微观孔隙结构不仅与页岩气的储存量息息相关，而且直接控制页岩气的渗流能力，因此，对其进行微观孔隙结构表征，不仅有助于页岩气的勘探开发，而且利于解析页岩气的成藏机理，具有重要的国家能源及国家战略意义。 像中存在较多赝信号，难以量化空间尺度，导致图像误差。对于页岩样品来讲，其为不导电样品，为了获得更好的图像，往往需要进行喷金或喷碳处理，这样一来，几纳米到几十纳米不均匀的金膜或碳膜势必会影响测试样品的原始形貌。同时，由于 SEM 的空间分辨率有限，无法细致表征页岩的微观孔隙结构。而扫描探针显微镜(SPM)与 SEM具有完全不同的工作机理，其直接通过检测样品表面与探针(微型力敏感元件)之间极其微弱的原子间相互作用力，即可实现样品表面形貌的高分辨表征及样品性质的定量分析。 目前主要借助扫描电子显微镜 (SEM)表征页岩的微观孔隙结构，其基本原理为利用电子束轰击页岩表面，使之与表面的原子发生碰撞，产生二次电子、俄歇电子、背散射电子等物理效应，通过对上述效应进行检测，即可得到页岩的表面形貌及孔隙结构信息。但因页岩成分复杂，产生的物理效应复杂，易导致图 本文首先采用氩离子抛光技术对页岩表面进行处理，而后采用扫描探针显微镜对其表面微观孔隙结构进行观察。 |实验部分 1.1仪器 扫描探针显微镜 SPM-9700HT 图1扫描探针显微镜 SPM-9700HT 岛津扫描探针显微镜表征页岩微观孔隙结构 摘要：页岩的表面微观结构与页岩气的存储量、渗流能力息息相关，对其进行表征有助于页岩气的勘探开发及成藏机理解析。本文借助氩离子抛光技术对页岩进行表面处理，采用扫描探针显微镜(SPM) 表征页岩的微观孔隙结构，并与扫描电子显微镜的表征结果进行对比，证明了 SPM 的技术优势。 1.2分析条件 功能模式：动态模式扫描范围：1umx1um、探针：弹性系数9N/m500 nm x 500 nm、像素：512x512200 nm x 200nm 1.3样品及处理 测试样品为取自于不同地理深度的三个页岩样品。其中，1#样品的地理深度为D1， 2#样品的地理深度为D2，3#样品的地理深度为 D3， 上述三个地理深度的关系为： D1

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