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Die Optimierung der Öl- und Gasextraktion erfordert ein detailliertes Verständnis der Mikrostruktur der Lagerstätte. Trägergesteine wie Schiefer und Sandstein enthält eingeschlossenes Öl und Gas in dem Porenraum zwischen Körnern, Ton und anderen Materialien, aus denen es besteht. Die Verbindung zwischen den Poren beeinflusst die Permeabilität des Öls und des Gases, die ihrerseits die mögliche Förderungsrate der Lagerstätte bestimmt. In dichtem Sandstein machen Porengröße und beschränkte Permeabilität die Extraktion zu einer größeren Herausforderung. Das Verständnis der Permeabilität des Trägergesteins ist entscheidend, um den Ertrag zu optimieren und die Extraktionskosten zu senken. Die Morphologie der Trägergesteinsprobe kann mit einem Lichtmikroskop wie ZEISS Axio Observer schnell untersucht werden. Die mikrostrukturelle Gesteinsanalyse kann anhand eines mit einem Kathodenluminiszenz- (CL-)Detektor ausgestatteten Rasterelektronenmikroskop wie EVO durchgeführt werden. Auch ORION NanoFab bietet eine Ionenmikroskop-Lösung, die hervorragende 3D-Bilder von Oberflächendetails liefert und die quantitative Messung von Porengrößen unter 3 nm ermöglicht.
Porositäts- und Permeabilitätsanalysen werden durchgeführt, um die kommerzielle Eignung eines Gesteins für die Öl- und Gasindustrie zu bewerten. Mit Axio Scope.A1 oder Imager 2 kann die Porosität gemessen werden, und das Vorhandensein von Öl- und Gaseinschlüssen kann anhand von geologischen Dünnschliffen leicht detektiert werden. Mithilfe eines konfokalen Laser Scanning-Mikroskops (LSM 700) wird ein 3D-Bild erzeugt , und eine volumetrische Näherung der Öl- und Gaseinschlüsse kann berechnet werden. Darüber hinaus bietet FIB-SEM die ultrahoch auflösenden Bilder und leistungsstarken Analysefunktionen, die für das Verständnis des Trägergesteins notwendig sind. Die voll automatisierten 3D-Workflows von ATLAS 3D produzieren aufeinander folgende, 5 nm dünne Schnittbilder, die zu einem dreidimensionalen Bild des Gesteins zusammengesetzt werden können. Von der Gesteinsstruktur werden außerordentlich hoch auflösende Bilder mit einmaligem Elementkontrast (mittels EsB-Detektion) erfasst, die Poren und Körner darstellen und zwischen ihnen differenzieren.
Ein backscattered Elektronenbild einer porösen Gesteinsprobe und ein sekundäres Elektronenbild können verglichen werden, um den Prozentsatz der gefüllten Poren in der Probe zu messen. Diese Technik kann auf drei Dimensionen erweitert werden, um den Volumenprozentsatz der gefüllten Poren in einer ölhaltigen Matrix zu ermitteln.
Die Vitrinitreflexion kann als Indikator für die thermische Reife kohlenwasserstoffführender Sedimentbecken verwendet werden. Diese Information ist wertvoll, um das Potenzial der zugehörigen Reserven während der Exploration zu beurteilen. Diese Technik, die mit Axio Imager 2 angewendet werden kann, basiert auf der Messung des prozentualen Anteils des von den einzelnen Vitrinitpartikeln reflektierten Lichts in ganzen Gesteinsdünnschliffen, in Bohrklein oder in Kerogenkonzentraten. Darüber hinaus wird einestrukturelle Klassifikation der Partikel durchgeführt, um den Vitrinitgehalt vollständig zu beschreiben.
Vitrinitreflexionsmessungen sind eine wichtige Methode für die Klassifikation von Kohle mithilfe von Polarisationsmikroskopen wie Axio Imager 2 oder Scope.A1. Die Reflexion von Vitrinit, einem organischen Hauptbestandteil von Kohle, korreliert mit der Entstehungsgeschichte der Kohle und damit mit dem Grad der Inkohlung, der ein weiterer Indikator für die Qualität und den Wert der Kohle ist. Die Methode zur Messung der Vitrinitreflexion unterliegt internationalen Normen, z.B. DIN 22020-5 oder ISO 7404-5. Die klassische Methode zur Messung der Vitrinitreflexion stützte sich auf Photomultiplier, während heute Spektrometer und digitale CCD-Kameras verwendet werden. Die Vitrinitreflexion und die Mazeralanalyse dienen auch als Reifeindikator in Kohlenwasserstoff-Muttergesteinen, ein wichtiger Parameter in der Ölexploration.
Das Verständnis der mineralischen Zusammensetzung des Bohrguts von einem Öl- oder Gas-Bohrplatz ist entscheidend für die Festlegung der interessierenden Region. Darauf basierend können korrekte Entscheidungen über die Bohrsteuerung sowohl für Pilot- als auch für seitliche Bohrlöcher, getroffen werden. Die mineralogischen Informationen können dazu beitragen, strukturelle Veränderungen und spröde Zonen zu identifizieren, um die Wahl optimaler Fraccing-Positionen zu erleichtern. RoqSCAN, ein Rasterelektronenmikroskop, bringt dank seiner Tragbarkeit und seines robusten Designs Echtzeitanalysen und Bohrgutberichte direkt an die Bohrstelle. Der schnelle Einsatz und die unmittelbaren Ergebnisse ermöglichen schnelle, genaue Entscheidungen zur Bohrsteuerung, um die Gewinnung zu optimieren und die Produktivität der Bohrlöcher zu verbessern.
Das visuelle Studium von Mikrofossilien ermöglicht der Öl- und Gasexplorationsindustrie ein detailliertes Verständnis der stratigraphischen Sequenz. Das Vorhandensein von Mikrofossilien erlaubt die Identifizierung eindeutiger Klassen in einer stratigraphischen Sequenz. Dünnschliff-Durchlichtmikroskopie und Auflichtmikroskopie mit einem aufrechten Mikroskop wie Axio Imager 2 oder Scope.A1 mit polarisiertem Licht bieten eine schnelle und einfache Visualisierungsmethode. Das Rasterelektronenmikroskop EVO liefert hochauflösende Bilder charakteristischer Unterscheidungsmerkmale der Arten.