鉆探現(xiàn)場(chǎng)礦物自動(dòng)化分析技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用前景

李 立 龐江平 瞿子易

中國(guó)石油川慶鉆探工程公司地質(zhì)勘探開(kāi)發(fā)研究院

鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心、巖屑礦物分析作為地質(zhì)信息最直接來(lái)源的手段，在地層、儲(chǔ)層的現(xiàn)場(chǎng)定量、快速解釋評(píng)價(jià)以及鉆完井優(yōu)化等方面的作用日趨重要，尤其是鉆井的提速提效，地質(zhì)勘探對(duì)象日趨復(fù)雜對(duì)相關(guān)技術(shù)提出更快、更精確、更全面的需求。巖石礦物分析技術(shù)經(jīng)歷了人工為主的初級(jí)階段，X射線熒光光譜分析（XRF）、X射線全巖衍射分析（XRD）等為代表的半自動(dòng)化分析階段，現(xiàn)在已逐步過(guò)渡到以綜合自動(dòng)礦物巖石學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)（QEMSCAN）等為代表的自動(dòng)化分析新階段。作為現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)服務(wù)的重要載體——綜合錄井技術(shù)在信息化技術(shù)助力發(fā)展的今天，已站在向遠(yuǎn)程化作業(yè)轉(zhuǎn)變的門口，同樣需要自動(dòng)化分析技術(shù)手段解決其瓶頸問(wèn)題（現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)礦物分析技術(shù)定量化程度不夠、參數(shù)偏少，解釋的人工干預(yù)過(guò)多），以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)巖石礦物分析自動(dòng)化、定量化、參數(shù)多維化、解釋智能化等方面的發(fā)展新需求，并拓展出新的服務(wù)空間和應(yīng)用領(lǐng)域。系統(tǒng)分析現(xiàn)有成熟技術(shù)和推廣應(yīng)用類新技術(shù)，找到新技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)服務(wù)的契合點(diǎn)，為解決發(fā)展瓶頸問(wèn)題提供思路。

1 礦物分析技術(shù)的發(fā)展歷程

依據(jù)鉆探現(xiàn)場(chǎng)礦物分析手段、分析技術(shù)自動(dòng)化程度，以及分析內(nèi)容的深度和廣度，可將鉆探現(xiàn)場(chǎng)礦物分析技術(shù)發(fā)展劃分為3個(gè)階段：人工分析階段（2000年以前，以人工肉眼、放大鏡及顯微鏡觀察為主）、半自動(dòng)化分析階段（2000—2015年，以XRF、XRD、自然伽馬能譜、碳酸鹽巖含量分析等定量或半定量技術(shù)為代表）、自動(dòng)化分析階段（2015年至今，以QEMSCAN等為代表的礦物自動(dòng)化、定量化、多參數(shù)分析技術(shù)）。

1.1 人工分析階段

自現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)服務(wù)技術(shù)誕生以來(lái)，就有了礦物分析內(nèi)容。2000年以前，主要采用人工肉眼觀察（或配有放大鏡），該階段發(fā)展后期，部分現(xiàn)場(chǎng)分析技術(shù)開(kāi)始使用偏光顯微鏡、體視顯微鏡，結(jié)合碳酸鹽巖含量分析等技術(shù)，在鉆井工藝大規(guī)模改變之前，特別是金剛石（PDC）鉆頭使用和水平井增多以前，基本能滿足現(xiàn)場(chǎng)分析需要，但總體信息量少，解決深度地質(zhì)問(wèn)題能力不足。20世紀(jì)90年代，金剛石鉆頭開(kāi)始大量使用，水平井也開(kāi)始增多，采用人工肉眼觀察巖心、巖屑獲得的礦物信息更模糊，現(xiàn)場(chǎng)需要的地層、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的定量化參數(shù)幾乎不能有效獲取，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)技術(shù)服務(wù)需要。

1.2 半自動(dòng)化分析階段

該階段分析技術(shù)主要包含XRD（X射線全巖衍射分析，測(cè)量巖石礦物成分，主要利用其進(jìn)行巖性定名、地層對(duì)比和脆性分析）、XRF（X射線熒光光譜分析，測(cè)量巖石元素成分，利用其進(jìn)行巖石礦物成分回歸，進(jìn)行巖性定名、地層對(duì)比、脆性分析，輔助地質(zhì)導(dǎo)向和壓裂選段，較XRD分析快，獲取的信息量更大）、Cutting GR（巖屑伽馬能譜分析，測(cè)量巖屑的總伽馬值和鈾釷鉀分量，應(yīng)用伽馬曲線建立地層剖面和地層對(duì)比，并能求取頁(yè)巖氣地層總有機(jī)碳含量）、NMR（核磁共振分析，測(cè)量巖石孔隙度、可動(dòng)流體和束縛流體的飽和度，推算滲透率，但要求的巖石顆粒粒徑至少大于2 mm，對(duì)含氣飽和度和PDC鉆頭鉆屑測(cè)量不適應(yīng)）等技術(shù)。這些分析技術(shù)從其他工業(yè)領(lǐng)域引用、消化，經(jīng)歷短短的10年時(shí)間，迅速在全國(guó)各大油田的鉆探現(xiàn)場(chǎng)投入使用，其優(yōu)勢(shì)是填補(bǔ)了傳統(tǒng)錄井的看不明（鉆井工藝對(duì)分析對(duì)象破損嚴(yán)重）、看不清（致密油氣藏、薄儲(chǔ)層需要更微觀、更快速的地質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)）的缺陷，使現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)人員能夠迅速、定量或半定量獲得地層的元素、礦物、能譜、部分物性及流體等信息，并衍生總有機(jī)碳含量（TOC）、滲透率等部分儲(chǔ)層信息，及時(shí)解決巖性識(shí)別、地層歸位、小層追蹤、導(dǎo)向輔助、鉆完井優(yōu)化輔助、儲(chǔ)層快速評(píng)價(jià)等問(wèn)題。

該階段的技術(shù)優(yōu)勢(shì)適用于復(fù)雜井（探井、薄儲(chǔ)層井）、鉆井工藝限制井（主要是指水平井、大斜度井等井），能得到大面積的推廣使用。其不足之處是巖石分析結(jié)果的解釋仍以人工干預(yù)為主，自動(dòng)化程度較低，同時(shí)對(duì)巖石的微觀結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層參數(shù)表征不完整，滿足不了快速、精細(xì)解釋需求。

1.3 自動(dòng)化分析階段

隨著勘探開(kāi)發(fā)提速提效加快，業(yè)主需要信息更快，定量化程度更高，共享更便捷；鉆井、壓裂等工程相關(guān)方需要在可鉆優(yōu)化、壓裂優(yōu)化方面有更快、更精確的參數(shù)依據(jù)，而錄井檢測(cè)向精準(zhǔn)及監(jiān)測(cè)、解釋等后端發(fā)展，催生現(xiàn)場(chǎng)巖屑、巖心向快速、定量、可視、多維信息采集和發(fā)布新需求。電鏡掃描與XRF等技術(shù)耦合，結(jié)合強(qiáng)大的處理解釋軟件，為相關(guān)方提供滿足這些要求的QEMSCAN、RoqSCAN分析系統(tǒng)因其分析自動(dòng)化、解釋平臺(tái)智能化程度高，以及通過(guò)小型化滿足現(xiàn)場(chǎng)需要逐步投入實(shí)驗(yàn)使用，代表了現(xiàn)場(chǎng)礦物自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的新方向[1]。

1.3.1 QEMSCAN技術(shù)

QEMSCAN 是一種綜合自動(dòng)礦物巖石學(xué)檢測(cè)方法的簡(jiǎn)稱，英文全稱為 Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy，即掃描電鏡礦物定量評(píng)價(jià)，這種檢測(cè)方法能夠?qū)ΦV物、巖石、人工合成材料進(jìn)行定量分析。該技術(shù)發(fā)展分為以下3個(gè)階段。

研發(fā)融合階段：20世紀(jì)70年代，澳大利亞CSIRO公司設(shè)計(jì)出自動(dòng)運(yùn)用X射線能譜技術(shù)與掃描電鏡相結(jié)合，精確鑒定巖石礦物的方法，即掃描電鏡礦物定量分析[2]。20世紀(jì)80年代又研發(fā)了多樣品自動(dòng)分析系統(tǒng)/技術(shù)，從得到的礦物顆粒圖像中獲取定量礦物學(xué)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、金相參數(shù)[3]。20世紀(jì)90年代，輕元素X射線檢測(cè)儀被引入礦物鑒定中，昆士蘭大學(xué)礦物研究中心研發(fā)了礦物解離度分析儀（MLA）專業(yè)軟件[4]。

試用發(fā)展階段 ：2001年，CSIRO 公司宣布準(zhǔn)備將QEMSCAN 商業(yè)化[5]。2009年，美國(guó)FEI 公司宣布收購(gòu)該技術(shù)。2010年6月，美國(guó)AMMTEC公司運(yùn)用一臺(tái)“R”系列的QEMSCAN分析系統(tǒng)在蘇門答臘的油井第一次完成現(xiàn)場(chǎng)分析[6]。2010年9月1日研發(fā)了新的光譜分析系統(tǒng)，能夠識(shí)別鑒定72個(gè)元素并對(duì)復(fù)雜礦物化學(xué)成分進(jìn)行描述的5.0版 iDiscover軟件發(fā)布。2010年11月，QEMSCAN 與 MLA 自動(dòng)礦物檢測(cè)儀新網(wǎng)站發(fā)布[7]。2011年10月，美國(guó)Halliburton、巴布亞新幾內(nèi)亞Oil Search Limited與丹麥Maersk等錄井服務(wù)公司共同發(fā)布QEMSCAN油井專用儀[8]。

完善推廣階段：最新型的QEMSCAN 650F系統(tǒng)包括一臺(tái)掃描電鏡、四部X射線能譜分析儀、能夠自動(dòng)獲取并分析處理數(shù)據(jù)的專用軟件[9]。幾乎所有與礦物結(jié)構(gòu)特征相關(guān)的參數(shù)都能獲得，通過(guò)數(shù)據(jù)處理，將若干礦物相整合成礦物集合體，分解混合光譜、圖像處理、顆粒分級(jí)等，是一個(gè)高速自動(dòng)化的礦物、巖石參數(shù)定量分析系統(tǒng)。

QEMSCAN 分析技術(shù)的樣品制備復(fù)雜，預(yù)處理時(shí)間較長(zhǎng)（需5 h左右，若采用快干凝膠，仍需1 h左右）[10]，實(shí)驗(yàn)室使用相對(duì)較多，部分重點(diǎn)探井現(xiàn)場(chǎng)有使用，下一步必須在制樣方面改進(jìn)適應(yīng)快速分析需求。

1.3.2 RoqSCAN技術(shù)

RoqSCAN是在QEMSCAN研究成果的基礎(chǔ)上優(yōu)化完成的、具有前沿性、便攜式的自動(dòng)礦物學(xué)分析系統(tǒng)，將強(qiáng)大的分析與定制油氣解釋軟件工具結(jié)合在一起，代表了當(dāng)前工業(yè)界油田現(xiàn)場(chǎng)最先進(jìn)的、自動(dòng)、定量、診斷的礦物/巖石特征工具。其突出了適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)快速分析評(píng)價(jià)要求的優(yōu)勢(shì)：①便攜（體積小可以帶到井場(chǎng)）（圖1）；②實(shí)時(shí)、快速（因其快至20 min的樣品制備和分析，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方便）；③分析處理自動(dòng)化和解釋定量化（數(shù)據(jù)處理完全自動(dòng)化，并提供豐富的巖石信息，可以說(shuō)是對(duì)巖石的DNA鑒定）（圖2）。

圖1 RoqSCAN巖石礦物分析儀外觀圖

圖2 巖石類型識(shí)別三角圖（快速確定巖性）

1965年，F(xiàn)ugro Robertson公司和Carl Zeiss公司合作研發(fā)的掃描電子顯微鏡系統(tǒng)（SEM）；2012年法國(guó)地球物理維里達(dá)斯集團(tuán)（CGG）收購(gòu)了Fugro Robertson公司的地球物理部門；同年貝克休斯公司（ВHI）與CGG簽署聯(lián)合獨(dú)家代理協(xié)議，將該設(shè)備納入到頁(yè)巖氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)服務(wù)中。

RoqSCAN分析樣品可以是巖屑、巖心、井壁取心、薄片，且滿足不同鉆頭類型、鉆井液體系（油基/水基）、不同鉆井方式（直井/側(cè)鉆井）、不同油氣資源（常規(guī)/非常規(guī)）。通過(guò)無(wú)損的樣品制備技術(shù)，提供精細(xì)的巖相類型分析（鉆井巖屑、薄片和巖心，樣品制備時(shí)間10 min，分析周期10～15 min；精度要求不高時(shí)，可快速掃描，5 min左右完成分析）。

分析模塊主要包括RoqSCAN擬合 GR、礦物成分（包括石英、長(zhǎng)石、黏土、碳酸鹽巖、硫酸鹽和硫化物、重礦物、鉆井污染物等）、元素指代物（表明靜海的沉積環(huán)境）、孔隙數(shù)據(jù)（孔隙度、孔隙大小分布和孔隙面比）、礦物脆性分析、巖石類型（ 礦物和結(jié)構(gòu)得出的巖石類型，用于刻畫直井和側(cè)鉆井特征）、綜合評(píng)價(jià)等。

2 分析技術(shù)的功能及其應(yīng)用

2.1 人工分析階段

人工判斷巖石的礦物是根據(jù)巖石的物理特征、化學(xué)性質(zhì)和地球化學(xué)特點(diǎn)來(lái)判斷。比如，觀察巖石的顏色、節(jié)理、斷口、巖石風(fēng)化的顏色以及平滑狀況，有時(shí)也會(huì)根據(jù)巖石中的一些共生礦物，如鉛鋅礦、重晶石、螢石來(lái)判斷。必要時(shí)輔以巖石的硬度、與稀鹽酸的反應(yīng)等。這種分析技術(shù)在世界各地的鉆探現(xiàn)場(chǎng)廣泛應(yīng)用，該技術(shù)發(fā)展緩慢，工作方式大同小異，工作流程復(fù)雜，人為干預(yù)高，手段單一且以定性為主，能基本確定巖性，結(jié)合放大鏡或顯微鏡能獲得部分的儲(chǔ)層信息（比如是否有孔隙等），但隨著金剛石鉆頭的使用，以及水平井工藝的大面積推廣，在20世紀(jì)90年代后期已凸顯人工鑒定手段的不適應(yīng)。

2.2 半自動(dòng)化分析階段

巖樣的粒度分析、薄片鑒定、顯微鏡放大、XRD/XRF分析、核磁共振分析、碳酸鹽含量測(cè)定等半自動(dòng)分析技術(shù)在2010年前已成為常規(guī)分析技術(shù)，解決了部分巖性、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)需求[11]，但自動(dòng)化程度不高、解決的參數(shù)單一，不能整合對(duì)一個(gè)樣品多維參數(shù)的獲取和自動(dòng)化分析、定量化處理[12]。介紹該技術(shù)的文獻(xiàn)和資料較多此不贅述，因功能和適應(yīng)性受限，越來(lái)越不能滿足評(píng)價(jià)需求。

以四川盆地為例，自2010年以來(lái)，目前XRD、XRF、自然伽馬能譜設(shè)備已發(fā)展到30余臺(tái)。XRD最早（2010年）用于安岳氣田磨溪區(qū)塊下寒武統(tǒng)龍王廟組氣藏、高石梯區(qū)塊上震旦統(tǒng)燈影組氣藏的重點(diǎn)探井中，主要解決新探層系的巖性識(shí)別及地層對(duì)比難問(wèn)題，但其穩(wěn)定性差、分析周期長(zhǎng)（一個(gè)樣品耗時(shí)20～30 min），不能適應(yīng)快速鉆井情況下礦物分析的需要，而XRF因速度快（分析周期3～5 min）、痕量信息豐富（巖性識(shí)別所需元素信息齊全）逐步替代XRD，特別是2013年后，隨著元素錄井技術(shù)的發(fā)展以及大規(guī)模頁(yè)巖氣井的鉆井施工，XRF成為頁(yè)巖氣錄井的關(guān)鍵技術(shù)之一[13]。

與XRF相伴投入使用的自然伽馬能譜技術(shù)最早源于測(cè)井的技術(shù)延伸，2012年開(kāi)始主要在頁(yè)巖氣錄井中應(yīng)用較廣，具有地層識(shí)別、小層追蹤方面的優(yōu)勢(shì)（分析周期5 min左右，樣品不需要預(yù)處理），分析簡(jiǎn)單、快捷，并能精細(xì)刻畫水平段靶體上下小層的特征，避免上穿下切的判斷失誤；在隨鉆測(cè)量無(wú)信號(hào)、鉆后無(wú)電纜測(cè)井等情況下能很好地解決軌跡調(diào)整和儲(chǔ)層初評(píng)價(jià)及壓裂優(yōu)選等問(wèn)題。隨著勘探向深、遠(yuǎn)、薄的方向發(fā)展，對(duì)這類技術(shù)的需求越來(lái)越大，通過(guò)與區(qū)域地質(zhì)特性的融合，適用性得以強(qiáng)化，并隨著區(qū)域資料的日益豐富，為發(fā)展成與測(cè)井類似的大數(shù)據(jù)模型自動(dòng)識(shí)別方式奠定基礎(chǔ)[14]。

核磁共振錄井從2000年左右開(kāi)始使用，主要集中于對(duì)巖石孔隙度、滲透率、含水飽和度參數(shù)求取及對(duì)儲(chǔ)層快速評(píng)價(jià)，但因巖屑細(xì)小化、不能有效解決含氣飽和度等問(wèn)題，應(yīng)用遭遇瓶頸，拓展有限。近期出現(xiàn)的核磁納米孔隙分析儀利用孔隙大小與其內(nèi)液體凝固溫度之間的關(guān)系，通過(guò)凍融過(guò)程檢測(cè)測(cè)量孔徑分布（孔徑測(cè)量范圍介于2～500 nm），對(duì)總孔隙度、不同孔徑分布、束縛水飽和度、可動(dòng)孔隙度等參數(shù)求取，用于儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)。目前，部分油田仍在探索使用該技術(shù)。

2.3 自動(dòng)化分析階段

2.3.1 QEMSCAN技術(shù)

QEMSCAN檢測(cè)結(jié)果主要有以下功能：①礦物表征定性與定量評(píng)價(jià)（二次電子掃描對(duì)礦物表征結(jié)構(gòu)定性評(píng)價(jià)，豐富儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，如成巖環(huán)境與作用、古氣候、物源、沉積環(huán)境等）及痕量、特殊礦物搜尋；②背散射成像展示巖石截面嵌布特征，計(jì)算各種礦物含量，對(duì)生儲(chǔ)蓋層相關(guān)評(píng)價(jià)參數(shù)定量或定性提取（圖3）；③對(duì)單礦物的粒度準(zhǔn)確分級(jí)，反映水動(dòng)力和古水流特征；④檢測(cè)普通XRF儀器不能檢測(cè)到的元素（能檢測(cè)H、He、Li 之后所有元素，H、He、Li以化合物存在，可通過(guò)其軟件反推獲得，對(duì)H元素的獲取，有烴類和水等流體性質(zhì)解釋方面的突破可能），一般XRF設(shè)備只能檢測(cè)到二三十種元素；⑤孔隙分布、連通、孔隙度求取、有效無(wú)效孔隙的表征等實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層空間的精細(xì)描述；⑥巖石脆性和塑性定量化計(jì)算，為試油選段和壓裂優(yōu)化提供參數(shù)[15]。

圖3 儲(chǔ)層核心指標(biāo)評(píng)價(jià)圖

2010年以來(lái)，該分析技術(shù)在礦藏、冶金分析、煤炭礦物學(xué)分析（能源）、土壤礦物學(xué)分析 （農(nóng)業(yè)）、法醫(yī)地球科學(xué)分析（公安）、行星地質(zhì)學(xué)分析（天體學(xué)）、粉塵礦物學(xué)分析（環(huán)境）都有應(yīng)用，在石油勘探方面，煤層氣、致密砂巖油氣藏、頁(yè)巖氣有部分使用，主要應(yīng)用于成巖分析、巖性分析、物性分析等，為現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)快速解釋評(píng)價(jià)和鉆井、壓裂優(yōu)化提供方案，在部分基礎(chǔ)地質(zhì)研究的分析中應(yīng)用，比如中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的非常規(guī)油氣研究等，國(guó)外主要在中東等地區(qū)的油氣勘探現(xiàn)場(chǎng)有應(yīng)用，近年來(lái)隨著RoqSCAN的現(xiàn)場(chǎng)化，其使用逐漸減少。

總體而言，QEMSCAN技術(shù)代表了巖石、礦物自動(dòng)化分析技術(shù)的重要發(fā)展里程，其參數(shù)在巖性、巖相、儲(chǔ)層的精細(xì)表征及參數(shù)應(yīng)用范圍[16]，以及強(qiáng)大的處理軟件方面，奠定了現(xiàn)場(chǎng)適用基礎(chǔ)，但推廣應(yīng)用較少，在樣品的預(yù)處理時(shí)效性問(wèn)題和成本的優(yōu)化問(wèn)題等方面需要改進(jìn)。

2.3.2 RoqSCAN技術(shù)

該技術(shù)主要包括如下功能：①地層識(shí)別與儲(chǔ)層評(píng)價(jià)（地層精細(xì)化描述，包括：地層元素及礦物成分分析、巖性描述、孔隙結(jié)構(gòu)描述、巖石基質(zhì)結(jié)構(gòu)與地層孔隙性及微裂縫定性評(píng)價(jià)等，適合非常規(guī)地層和碳酸鹽巖類地層評(píng)價(jià)；區(qū)分白云質(zhì)和石灰質(zhì)等礦物的差異性，且反應(yīng)有機(jī)質(zhì)在地層中的變化）；②光譜學(xué)數(shù)據(jù)與隨鉆及電纜測(cè)井獲得的數(shù)據(jù)的相互驗(yàn)證及地質(zhì)導(dǎo)向；③非常規(guī)壓裂優(yōu)化地層評(píng)價(jià)（巖石脆度評(píng)價(jià)，實(shí)時(shí)脆度曲線與塑性指數(shù)曲線，隨鉆生物硅曲線、隨鉆孔隙面比、隨鉆孔隙尺寸分布曲線、隨鉆伽馬等）；④直井或?qū)а劬疃刃Ｕㄋ脜?shù)包括：地層巖石地球化學(xué)特征對(duì)比、頂?shù)卓▽?、取心深度及套管深度的確定、完鉆層位的確定等）；⑤為建立盆地三維脆度及甜點(diǎn)建模提供數(shù)據(jù)（圖3）。

該技術(shù)2013年起開(kāi)始北美應(yīng)用，已成熟運(yùn)用于200多口井次，利用RoqSCAN數(shù)據(jù)進(jìn)行壓裂優(yōu)化分段及射孔段優(yōu)化。其中美國(guó)鷹潭頁(yè)巖氣井利用其進(jìn)行儲(chǔ)層特征描述及完井優(yōu)化[17]，產(chǎn)氣量比同平臺(tái)上同方向的井提高了約2倍。2014年該技術(shù)開(kāi)始在國(guó)內(nèi)投入使用，在西南地區(qū)頁(yè)巖氣井、致密氣井應(yīng)用20余井次（解決巖石、地層、儲(chǔ)層快速評(píng)價(jià)、鉆完井優(yōu)化、壓裂優(yōu)化等）[18]，其分析速度和解釋技術(shù)較QEMSCAN有較大進(jìn)步，但推廣力度不大，在分析周期和成本問(wèn)題方面仍然需要改善。

3 自動(dòng)化分析技術(shù)應(yīng)用前景分析

QEMSACN、RoqSCAN等礦物現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化分析技術(shù)在不同的勘探對(duì)象中的應(yīng)用，以其快速、定量、多維度參數(shù)為現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)服務(wù)中的巖石、地層、儲(chǔ)層微觀評(píng)價(jià)提供了豐富優(yōu)點(diǎn)，展示其良好的前景；強(qiáng)大的軟件功能為鉆完井、地質(zhì)導(dǎo)向、壓裂優(yōu)化乃至全構(gòu)造三維建模提供智能處理，使得現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)服務(wù)具備向深度解決地質(zhì)問(wèn)題發(fā)展成為可能，并為服務(wù)組織方式改變提供可能，在地質(zhì)評(píng)價(jià)與應(yīng)用方面拓展新的服務(wù)領(lǐng)域。具有先進(jìn)的服務(wù)組織方式：井場(chǎng)端采集與預(yù)處理由分析人員完成，基地進(jìn)行深度應(yīng)用分析與發(fā)布，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程技術(shù)支持與決策，減少現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員數(shù)量和技術(shù)依賴度，為業(yè)主提供一體化解釋方案，從而解決實(shí)施遠(yuǎn)程錄井等生產(chǎn)組織方式中無(wú)法全自動(dòng)化要素的難題。目前，錄井企業(yè)推進(jìn)遠(yuǎn)程錄井作業(yè)模式，將其采集信息監(jiān)控集中于基地，但其地質(zhì)師需留守鉆井現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)巖性鑒定、地質(zhì)導(dǎo)向等難題，難以全面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程錄井作業(yè)。

目前，該類新技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)使用數(shù)據(jù)相對(duì)不足、分析周期過(guò)長(zhǎng)、成本較高，必須通過(guò)推廣積累更多的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并通過(guò)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化降低成本，縮短樣品預(yù)處理時(shí)間。未來(lái)在常規(guī)井勘探中將可以預(yù)見(jiàn)，在隨鉆精細(xì)地質(zhì)評(píng)價(jià)、隨鉆工程優(yōu)化、鉆后壓裂優(yōu)化、遠(yuǎn)程錄井配套等方面有廣闊的應(yīng)用空間。目前，每臺(tái)設(shè)備的價(jià)格一般介于50萬(wàn)～100萬(wàn)元，部分設(shè)備國(guó)外不出售，只提供技術(shù)服務(wù)。韓國(guó)庫(kù)賽姆公司（COXEM）的EM-30 Plus臺(tái)式電鏡成本大幅降低，樣品預(yù)處理時(shí)間介于20 min～5 h，未來(lái)需要在10 min內(nèi)能完成處理與分析，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需求。

4 結(jié)論

1）勘探進(jìn)度提速和精細(xì)地質(zhì)評(píng)價(jià)、鉆井提速、工程優(yōu)化決策的需求對(duì)自動(dòng)化礦物分析技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)化提出了新需求。

2）與現(xiàn)有的XRF等半自動(dòng)分析技術(shù)因參數(shù)的缺項(xiàng)、解釋的人工干預(yù)度過(guò)高不同，QEMSCAN、RoqSCAN等新技術(shù)的應(yīng)用能滿足新需求。

3）QEMSCAN等新技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)化、快速化、參數(shù)多維化、解釋一體化、應(yīng)用多角化的優(yōu)勢(shì)，在隨鉆精細(xì)地質(zhì)評(píng)價(jià)、工程優(yōu)化、壓裂優(yōu)化等方面有廣闊的應(yīng)用空間。

4）QEMSCAN等新技術(shù)的進(jìn)一步推廣、優(yōu)化將推進(jìn)錄井等現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)服務(wù)的生產(chǎn)組織方式的根本改變和新的服務(wù)領(lǐng)域的拓展，可期在未來(lái)遠(yuǎn)程錄井中扮演關(guān)鍵性技術(shù)角色。

5）QEMSCAN等新技術(shù)的推廣還需要在數(shù)據(jù)積累、成本優(yōu)化和分析周期縮短等方面改進(jìn)。

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