提供一种方法，其能够使岩石或其他类型的样本如从芯体分析中提取的岩颈使用被硬化的封装剂如可铸造的固定材料封装的条或样本底座来表征，制备所述条或样本底座以具有样本和任选的多个薄型离散的参照物，所述硬化的封装剂围绕样本和任意的参照物的外围边缘。还提供进行这些方法的系统。还提供x-射线可扫描条作为单一的单元，其具有被硬化的封装剂封装的薄型离散的样本和多个薄型离散的参照物，所述硬化的封装剂包封样本和参照物的外围边缘。样本底座可以随后通过X-射线计算机断层摄影、扫描电子显微镜(SEM)和结合的SEM和聚焦离子束(FIB)来分析。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】通过用于使用可铸塑固定材料制备样本的方法和系统的岩 石和其他样本的表征 本申请要求2012年11月1日提交的在先美国临时专利申请No. 61/721，161在 35U.S.C. § 119(e)下的权益，在此通过参考将其整体并入本文。
技术介绍
本专利技术涉及数字岩石物理学领域，并且更具体地涉及可被更有效和精确地分析的 样本嵌入条的制备方法。本专利技术进一步涉及用于进行该方法的系统，和可以将单独的样本 或与参照物一起整合成用于操作和X-射线扫描的稳定化的单个单元的X-射线可扫描条 (x-rayscannablesliver)产品。 由钻井获得的岩石的样本已经用于获得作为整个地下岩层或岩相（facies)的特 征的岩石组成和性能如渗透性、孔隙率、弹性和其他性能等等的估算。这些估算可具有重要 意义，如用于表征储层岩石的经济价值。 用于估算岩石性能的一个普通样本是井芯（wellcore)。井芯相对于整个地层是 非常小的，所以典型地取出并分析多个井芯并且在各芯体的地理位置之间内推岩石性能。 不过，芯体可以为约lm长度和l/10m直径。岩石样本如芯体的实验室分析可以是困难的且 是耗费时间的，并且典型地必须是非现场完成。必须将芯体提取且装运到实验室以用于分 析，并且这可要求许多天或几周来完成。此外，物理实验室试验由于钻井样本如芯体的通常 尺寸和形状、以及充分地使用大尺寸的样本以通过实验室分析获得精确结果的需要而难以 进行。 用于生成岩石样本的数字图像的装置是可供使用的。这些装置包括例如，计算机 断层摄影（CT)装置、扫描电子显微镜（SEM)装置和FIB-SEM(与SEM结合的聚焦离子束）装 置。用于评估岩石性能的数字岩石物理技术具有如下优势：它们可以精确地扫描且产生非 常微细的孔结构的数字图像，它们可以鉴别存在于岩石的孔结构中的小体积的有机材料。 然而，数字扫描非常大的样本以评估岩石性能这是非常耗费时间的且是昂贵的。例如，页岩 可以具有约0.005至1.0ym的平均孔径，并且井芯典型地可以为约100, 000ym(0.lm)的 直径和1，000, 000ym(lm)以上的长度。在足以鉴别全部孔的高分辨率下扫描整个样本可 以导致样本的孔结构的完整评估。然而，由于进行完整的扫描所需的时间和花费，在足以鉴 别全部孔的高分辨率下扫描整个样本是不实际的。 本专利技术研宄员已认识到，如果将岩石的样本机械加工成减小至相对较小和较薄的 尺寸来尝试克服上述指出的大样本的缺点，则较小样本耐受和抵抗与机械加工相关的典型 的力的物理能力可能是个问题。例如，本专利技术研宄员认识到较松散的强固过的岩石或其他 类型的样本可能不能物理地耐受制备用于CT、SEM或FIB-SEM分析的样本时对样本使用的 机械加工以及其他处理和操作。本专利技术研宄员进一步认识到，在机械加工之前用整体粘贴 的背衬（在样本随后的x-射线投影时作为粘附物仍将保留）将样本稳定化的尝试可以造 成干扰问题且削弱结果。
技术实现思路
本专利技术的特征是用于制备可用于x-射线扫描如x-射线投影成像和/或计算机断 层（CT)扫描和评价的无衬样本-载体或条的方法。 本专利技术的进一步特征是提供围绕其外围边缘用封装剂如硬化的聚合物包封的具 有无衬样本的条的方法。 本专利技术的另一特征是提供围绕其外围边缘用封装剂如硬化的聚合物包封的具有 无衬样本和参照物的条的方法。 本专利技术的又一特征是包括用于制备和获取指出的无衬样本嵌入条的X-射线投影 的手段、和用于评价扫描结果以评估样本的可输出或可储存的性能或组成特征的手段的系 统。 本专利技术的再一特征是其中将无衬样本和参照物围绕其外围边缘用封装剂如硬化 的聚合物（所述封装剂在进一步的制备和分析期间使作为单独单元的样本和参照物的操 作稳定且容易）包封的X-射线可扫描条。 为了实现这些和其他优点并且按照本专利技术的目的，如本文中具体化和宽范围地 描述的，提供用于制备X-射线扫描和评价用样本嵌入条的方法。该方法可包括从岩颈 (plug)、如从井芯或其他地下位置获得切割样本；封装切割样本（在封装材料如聚合物中） 从而至少将围绕样本延伸且位于其相对侧之间的外围边缘封装；如果没有已露出的，则露 出（例如，通过机械加工、研磨、激光和溶解等）切割样本的平坦面从而产生第一露出面；如 果没有已露出的，则露出（例如，通过机械加工、研磨、激光和溶解等）在切割样本的与第一 露出面相对侧上的第二露出面，其中第一露出面和第二露出面相互平行并且以样本的厚度 部分地隔开，从而提供能量可扫描条。 本专利技术还部分地涉及用于制备X-射线扫描和评价用样本嵌入条的方法，所述方 法包括下述步骤：（i)从由钻探井眼获得的芯体提取岩颈；（ii)任选地对岩颈进行单一能 量扫描以用于样本选择；（iii)从岩颈中切割出具有相对侧的选择的样本；（iv)将样本放 置在铸造容器内；(V)将可流动的封装剂如聚合物引入铸造容器中从而至少将围绕样本延 伸且在其相对侧之间的外围边缘封装；(vi)将封装剂（例如，聚合物）硬化从而形成从容 器中可移去的样本嵌入中间载体；(vii)将样本嵌入中间载体的一侧机械加工以露出样本 的平坦面从而产生第一露出面；和（viii)将在样本的与第一露出面相对侧上的第二露出 面机械加工，其中第一露出面和第二露出面相互平行并且以样本的厚度部分地隔开，从而 提供x-射线可扫描离散条，所述x-射线可扫描离散条包括在结构上将所得条稳定化的、在 其外围边缘以薄层形式（例如，厚度为约30ym至约5mm、如约100ym至3mm)封装在周围 的封装剂（例如，聚合物）中的薄平面型样本（例如，厚度为约30ym至约5mm、如约100ym 至3mm)。该方法可进一步包括（ix)使用x-射线扫描捕获条样本的至少一个数字图像。 本专利技术还涉及用于制备X-射线扫描和评价用样本嵌入条的方法，所述方法包括 下述步骤：（i)从由钻探井眼获得的芯体提取多个岩颈；（ii)将多个岩颈机械加工成减小 的厚度从而提供样本；（iii)形成样本与位于样本之间的隔离条的堆叠体；（iv)在两个不 同能级下与围绕扫描台上的样本配置的多个参照物一起进行扫描台上的堆叠体的多能量 X-射线CT扫描；(v)由多能量X-射线CT扫描创建样本的数字图像，其中在两个不同能 级下扫描的各样本对于各能量返回其各三维像素（voxel)的CT值；(vi)基于样本的数字 图像评估对于全部样本的每像素的体积密度RhoB和有效原子序数Zeff以用于样本选择； (vii)将所选择的样本和多个离散的参照物放置在铸造容器内；(viii)将可流动的封装剂 (例如，聚合物）引入铸造容器中从而至少将围绕样本延伸且在其相对侧之间的外围边缘 封装，以及至少将围绕参照物延伸且在其相对侧之间的外围边缘封装；（ix)将封装剂（例 如，聚合物）硬化从而形成从容器中可移去的样本嵌入中间载体和参照物嵌入中间载体； (X)将样本嵌入中间载体和参照物嵌入中间载体的一侧机械加工以露出样本的平坦面和各 参照物的平坦面从而产生第一露出侧；和（Xi)将样本和参照物的与第一露出侧相对侧上 的第二露出侧机械加工，其中第一露出侧和第二露出侧相互平行并且以样本的厚度和参照 物的厚度部分地隔开，从而提供X-射线可扫描离散条，所述X-射线可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备和利用X‑射线扫描和评价用样本嵌入条的方法，其包括下述步骤：(i)从由钻探井眼获得的芯体提取岩颈；(ii)任选地对所述岩颈进行单一能量扫描以用于样本选择；(iii)从所述岩颈中切割出选择的具有相对侧的样本；(iv)将所述样本放置在铸造容器内；(v)将可流动的封装剂引入所述铸造容器中从而至少将围绕所述样本延伸且在其相对侧之间的外围边缘封装；(vi)将所述封装剂硬化从而形成从所述容器中可移去的样本嵌入中间载体；(vii)将所述样本嵌入中间载体的一侧机械加工以露出所述样本的平坦面从而产生第一露出面；(viii)机械加工从而在所述样本的与所述第一露出面的相对侧上产生第二露出面，其中所述第一露出面和所述第二面露出相互平行并且以所述样本的厚度部分地隔开，从而提供x‑射线可扫描离散条，所述x‑射线可扫描离散条包括在结构上将所得条稳定化的、在其外围边缘以薄层形式封装在周围的封装剂中的薄平面型条样本；和(ix)使用x‑射线扫描捕获所述条样本的至少一个数字图像。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·古兹曼，瑙姆·德尔吉，
申请(专利权)人：领英股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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