當(dāng)前，隨著油氣資源勘探開發(fā)縱向深入，研究對(duì)象愈發(fā)復(fù)雜、勘探難度也越來越大，常規(guī)、特別是非常規(guī)油氣勘探開發(fā)面臨非常嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。
現(xiàn)有錄、測(cè)井技術(shù)，如XRF元素分析、XRD礦物分析、巖屑成像技術(shù)、核磁共振等，雖都有特定的優(yōu)勢(shì)，但也存在各自的局限性，無法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層元素、礦物、形貌、孔隙度等特征的同時(shí)表征。因此，在工作效率與技術(shù)集成性方面需要一種同時(shí)滿足制樣簡(jiǎn)單、移動(dòng)方便、測(cè)試精度高、快速定量分析礦物學(xué)特征、孔隙裂隙結(jié)構(gòu)特征以及巖石力學(xué)性質(zhì)的智能化、數(shù)字化設(shè)備。
基于上述現(xiàn)狀，MaipSCAN（ Mineralogy by Artificial intellgence powered Scanning Electron Microscopy ）應(yīng)運(yùn)而生。MaipSCAN是由中科院地質(zhì)與地球物理研究所與浙江中科銳晨智能科技有限公司強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合自主研發(fā)的高度集成化的全新一代數(shù)字智能礦物分析系統(tǒng)（圖1），主要由高分辨掃描電子顯微鏡、高靈敏電子信號(hào)探測(cè)器、X射線探測(cè)器及多功能高級(jí)測(cè)試分析軟件組成。
圖1 MaipSCAN外觀圖像
MaipSCAN應(yīng)用概況
1、 場(chǎng)景多：的抗震功能保障既可以應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，也可以應(yīng)用于鉆井現(xiàn)場(chǎng)、巖心庫等復(fù)雜環(huán)境。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)巖芯-側(cè)壁巖芯、巖屑、薄片等多種巖石樣品的測(cè)試分析，尤其是能夠?qū)⑺樾〉膸r屑樣品“變廢為寶”充分利用起來，取樣成本大大降低。
2、 參數(shù)全：MaipSCAN可以提供豐富的數(shù)據(jù)結(jié)果，包括巖石的礦物和元素定量數(shù)據(jù)、高清電子圖像、伽馬元素、孔隙度、孔隙結(jié)構(gòu)、微裂縫（弱面指數(shù)）、彈性參數(shù)及脆性指數(shù)等多個(gè)勘探開發(fā)關(guān)鍵參數(shù)。
3、 用途廣：在地質(zhì)方面，MaipSCAN提供的高分辨率圖像可以實(shí)現(xiàn)地層準(zhǔn)確檢測(cè)，根據(jù)定量的礦物和元素?cái)?shù)據(jù)能夠確定巖性、劃分地層、精細(xì)劃分巖相、評(píng)價(jià)物性特征、識(shí)別地質(zhì)甜點(diǎn)，依靠巖性、礦物、元素來對(duì)比地層，對(duì)物源、沉積環(huán)境進(jìn)行分析等；在地球物理方面，MaipSCAN提供的參數(shù)可以用于標(biāo)定常規(guī)電纜測(cè)井、校正巖石物理模型、生成高質(zhì)量的彈性屬性曲線；在工程方面，MaipSCAN可以實(shí)現(xiàn)鉆測(cè)深度歸位，準(zhǔn)確卡層，進(jìn)行井壁穩(wěn)定性分析，輔助水平井地質(zhì)導(dǎo)向，完成工程甜點(diǎn)預(yù)測(cè)，評(píng)價(jià)巖石脆性，優(yōu)化水平井壓裂選段等。
技術(shù)特色
MaipSCAN提供參數(shù) | 優(yōu) 點(diǎn) / 特 點(diǎn) |
定量元素?cái)?shù)據(jù) | 可識(shí)別50多種元素，克服了XRF不能對(duì)元素C、O、Na測(cè)量的局限性 |
定量礦物數(shù)據(jù) | 自動(dòng)識(shí)別上百種礦物，尤其是精確分析粘土礦物類型； 克服了XRF識(shí)別礦物時(shí)對(duì)操作人員的依賴性； 克服了XRD無法識(shí)別非晶態(tài)礦物、快速定量判斷粘土礦物類型的局限性 |
高分辨率圖像 | 高分辨率背散射BSE圖：10nm-1mm |
礦物分布圖像 | 礦物識(shí)別精度：1-100um |
巖石孔縫隙、粒度分析 | 孔隙大小、分布、孔隙度、孔隙結(jié)構(gòu)；粒度及粒度曲線、裂縫統(tǒng)計(jì) |
巖石脆性 | 基于礦物學(xué)反映鉆遇地層的脆性 |
巖石彈性曲線 | 橫波速度、縱波速度、楊氏模量、剪切模量、體積模量等 |
巖石類型 | 礦物結(jié)合圖像綜合分析巖石類型 |
強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)
MaipSCAN軟件分析系統(tǒng)包括測(cè)量軟件（Inspector）、礦物標(biāo)準(zhǔn)庫管理軟件（RockSTDManager）和分析報(bào)告軟件（iCustomer）三個(gè)強(qiáng)大模塊。
1、Inspector：
可以快速設(shè)定巖樣測(cè)試參數(shù)、實(shí)現(xiàn)高效高清BSE圖像采集、元素和礦物的準(zhǔn)確定量測(cè)試，大幅提升樣品測(cè)試速度。
高效易操作的測(cè)量模塊（Inspecteor）
2、RockSTDManager：
包含技術(shù)的礦物識(shí)別算法保障了礦物識(shí)別的準(zhǔn)確性，尤其是難以識(shí)別的粘土礦物；此外，提供了礦物標(biāo)準(zhǔn)庫的管理功能，可以新增和更改為符合研究區(qū)的礦物庫，使得礦物分析更具適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。
精確識(shí)別礦物的礦物標(biāo)準(zhǔn)庫管理模塊（RockSTDManager）
3、iCustomer：
具有強(qiáng)大的后處理和報(bào)告能力，從圖像處理、定量分析、數(shù)學(xué)模擬到成果圖繪制，一個(gè)軟件可以實(shí)現(xiàn)全部功能，極大地優(yōu)化了后期數(shù)據(jù)分析的效率。可以定量分析元素含量、礦物含量、礦物顆粒尺寸、礦物相關(guān)系、微裂縫密度（弱面指數(shù)）、孔隙度及孔隙結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵參數(shù)；根據(jù)工況建立數(shù)字巖石模型并計(jì)算彈性參數(shù)，用于脆塑性分析；根據(jù)用戶定義的礦物庫進(jìn)行重新分類；實(shí)現(xiàn)多個(gè)樣品的批量處理，且處理速度較快。
分析處理與報(bào)告生成模塊（iCustomer）
MaipSCAN巖石力學(xué)模型
MaipSCAN可以通過分析現(xiàn)場(chǎng)巖屑微觀結(jié)構(gòu)和成分特征，經(jīng)過科學(xué)縝密的數(shù)據(jù)算法，得到研究區(qū)的巖石力學(xué)參數(shù)，建立研究區(qū)地層巖石力學(xué)模型，可根據(jù)工況建立數(shù)字巖石模型并計(jì)算彈性參數(shù)，用于脆塑性分析。
技術(shù)特色
MaipSCAN提供參數(shù) | 優(yōu) 點(diǎn) / 特 點(diǎn) |
定量元素?cái)?shù)據(jù) | 可識(shí)別50多種元素，克服了XRF不能對(duì)元素C、O、Na測(cè)量的局限性 |
定量礦物數(shù)據(jù) | 自動(dòng)識(shí)別上百種礦物，尤其是精確分析粘土礦物類型； 克服了XRF識(shí)別礦物時(shí)對(duì)操作人員的依賴性； 克服了XRD無法識(shí)別非晶態(tài)礦物、快速定量判斷粘土礦物類型的局限性 |
高分辨率圖像 | 高分辨率背散射BSE圖：10nm-1mm |
礦物分布圖像 | 礦物識(shí)別精度：1-100um |
巖石孔縫隙、粒度分析 | 孔隙大小、分布、孔隙度、孔隙結(jié)構(gòu)；粒度及粒度曲線、裂縫統(tǒng)計(jì) |
巖石脆性 | 基于礦物學(xué)反映鉆遇地層的脆性 |
巖石彈性曲線 | 橫波速度、縱波速度、楊氏模量、剪切模量、體積模量等 |
巖石類型 | 礦物結(jié)合圖像綜合分析巖石類型 |
強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)
MaipSCAN軟件分析系統(tǒng)包括測(cè)量軟件（Inspector）、礦物標(biāo)準(zhǔn)庫管理軟件（RockSTDManager）和分析報(bào)告軟件（iCustomer）三個(gè)強(qiáng)大模塊。
1、Inspector：
可以快速設(shè)定巖樣測(cè)試參數(shù)、實(shí)現(xiàn)高效高清BSE圖像采集、元素和礦物的準(zhǔn)確定量測(cè)試，大幅提升樣品測(cè)試速度。
高效易操作的測(cè)量模塊（Inspecteor）
2、RockSTDManager：
包含技術(shù)的礦物識(shí)別算法保障了礦物識(shí)別的準(zhǔn)確性，尤其是難以識(shí)別的粘土礦物；此外，提供了礦物標(biāo)準(zhǔn)庫的管理功能，可以新增和更改為符合研究區(qū)的礦物庫，使得礦物分析更具適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。
精確識(shí)別礦物的礦物標(biāo)準(zhǔn)庫管理模塊（RockSTDManager）
3、iCustomer：
具有強(qiáng)大的后處理和報(bào)告能力，從圖像處理、定量分析、數(shù)學(xué)模擬到成果圖繪制，一個(gè)軟件可以實(shí)現(xiàn)全部功能，極大地優(yōu)化了后期數(shù)據(jù)分析的效率。可以定量分析元素含量、礦物含量、礦物顆粒尺寸、礦物相關(guān)系、微裂縫密度（弱面指數(shù)）、孔隙度及孔隙結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵參數(shù)；根據(jù)工況建立數(shù)字巖石模型并計(jì)算彈性參數(shù)，用于脆塑性分析；根據(jù)用戶定義的礦物庫進(jìn)行重新分類；實(shí)現(xiàn)多個(gè)樣品的批量處理，且處理速度較快。
分析處理與報(bào)告生成模塊（iCustomer）
MaipSCAN巖石力學(xué)模型
MaipSCAN可以通過分析現(xiàn)場(chǎng)巖屑微觀結(jié)構(gòu)和成分特征，經(jīng)過科學(xué)縝密的數(shù)據(jù)算法，得到研究區(qū)的巖石力學(xué)參數(shù)，建立研究區(qū)地層巖石力學(xué)模型，可根據(jù)工況建立數(shù)字巖石模型并計(jì)算彈性參數(shù)，用于脆塑性分析。
