Exploration pétrolière et gazière

L'optimisation de l'extraction du pétrole et du gaz impose une compréhension détaillée de la microstructure de la poche. Les roches-réservoirs tels que le schiste et le grès contiennent du pétrole et du gaz piégés dans l'espace poreux entre les grains, les argiles et les autres minéraux composant la roche. L'interconnexion entre les pores affecte la perméabilité du pétrole et du gaz, qui, à son tour, détermine le débit d'extraction éventuelle de la poche. Dans les grès étanches, la taille des pores et la perméabilité limitée rendent l'extraction plus difficile. La compréhension de la perméabilité de la roche-réservoir est vitale pour l'optimisation du rendement et la réduction des coûts d'extraction. La morphologie de l'échantillon de roche-réservoir peut être rapidement examinée à l'aide d'un microscope optique tel que ZEISS Axio Observer et l'analyse de la microstructure de la roche peut avoir lieu en utilisant un microscope électronique à balayage telles que l'EVO, configuré avec un détecteur de cathodoluminescence (CL). Une solution de microscopie ionique est également proposée par ORION NanoFab qui produit des images exceptionnelles des détails de la surface 3D et des mesures quantitatives de la taille des pores au-dessous de 3 nm.

Les analyses de la perméabilité et de la porosité sont utilisées pour prédire la pertinence commerciale d'une roche pour l'industrie du pétrole et du gaz. Avec Axio Scope.A1 ou Imager 2, la porosité peut être mesurée et la présence d'inclusions de pétrole et de gaz peut être détectée facilement à partir de minces coupes géologiques. Un microscope confocal à balayage laser (LSM 700) permet d'obtenir une image 3D et de calculer une approximation volumique des inclusions de pétrole et de gaz. AURIGA FIB-SEM fournit en outre les images à très haute résolution et les puissantes capacités d'analyse nécessaires pour comprendre les roches-réservoirs. Les séquences d'opérations 3D entièrement automatisées effectuées par ATLAS 3D produisent des tranches d'images consécutives aussi minces que 5 nm, lesquelles peuvent ensuite être réassemblées pour former une image tridimensionnelle de la roche. Des images de la structure de la roche avec une résolution extraordinairement élevée et un contraste élémentaire unique (en utilisant la détection EsB) sont capturées, révélant et en distinguant les pores et les grains.
La comparaison de l'image des électrons rétrodiffusés d'un échantillon de roche poreuse avec l'image des électrons secondaires peut être effectuée pour fournir une mesure du pourcentage de pores dans l'échantillon qui sont remplis et cette technique peut être étendue aux trois dimensions avec AURIGA pour fournir un pourcentage volumique des pores remplis dans une matrice porteuse de pétrole.

La réflectance de la vitrinite peut être utilisée comme un indicateur de maturité thermique pour les bassins sédimentaires contenant des hydrocarbures. Ces informations sont précieuses pour évaluer le potentiel de toutes réserves associées pendant l'exploration. La technique est basée sur la mesure du pourcentage de lumière réfléchie par les particules de vitrinite individuelles dans l'ensemble des coupes minces de roche, des déblais de forage ou des concentrés de kérogène, et peut être mise en œuvre avec Axio Imager 2. Une classification de la texture des particules est en outre effectuée pour décrire pleinement la teneur en vitrinite.

Les mesures de la réflectance de la vitrinite sont une méthode clé pour la classification du charbon en utilisant des microscopes optiques à polarisation tels qu’Axio Imager 2 ou Scope.A1. La réflectance de la vitrinite, l'un des principaux composants organiques dans le charbon, est liée à l'histoire de la formation du charbon et donc au degré de carbonisation, ce qui est un indicateur de la qualité et de la valeur du charbon. La méthode de réflectance de la vitrinite est régie par des normes internationales comme DIN 22020-5 ou ISO 7404-5. La méthode traditionnelle de mesure de la réflectance de la vitrinite était basée sur des photomultiplicateurs ; aujourd'hui, ce sont des spectromètres et des caméras CCD numériques qui sont utilisés. La réflectance de la vitrinite et l'analyse macérale sont également utilisées comme indicateur de la maturité dans les roches-mères d'hydrocarbures, un paramètre important dans l'exploration pétrolière.

La compréhension de la composition minérale des déblais de forage à partir d'un site de forage pétrolier et gazier est essentielle pour déterminer la région intéressante à la fois dans les puits pilote et latéraux en vue de prendre les bonnes décisions de conduite du forage. Les informations minéralogiques peuvent aider à identifier les modifications structurelles et à localiser les zones de fragilité en vue de faciliter la sélection des postes de fracturation optimaux. Son déploiement rapide et les résultats quasi-immédiats permettent de prendre des décisions de conduite de forage rapides et précises afin d'optimiser la récupération et d'améliorer la productivité des puits.

L'étude visuelle des microfossiles permet la compréhension détaillée d'une séquence stratigraphique pour l'industrie de l'exploration pétrolière et gazière. La présence de microfossiles permet l'identification des éléments distincts dans une séquence stratigraphique. La microscopie à lumière transmise en coupe mince et la microscopie à lumière réfléchie à l'aide d'un microscope droit comme Axio Imager 2 ou Scope.A1 en lumière polarisée est une méthode de visualisation simple et rapide. Les images à haute résolution nécessaires pour révéler les détails distinctifs des espèces sont fournies par EVO, un microscope électronique à balayage.