當前，隨著油氣資源勘探開發(fā)縱向深入，研究對象愈發(fā)復雜、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)面臨非常嚴峻的技術挑戰(zhàn)。
現(xiàn)有錄、測井技術，如XRF元素分析、XRD礦物分析、巖屑成像技術、核磁共振等，雖都有特定的優(yōu)勢，但也存在各自的局限性，無法實現(xiàn)儲層元素、礦物、形貌、孔隙度等特征的同時表征。因此，在工作效率與技術集成性方面需要一種同時滿足制樣簡單、移動方便、測試精度高、快速定量分析礦物學特征、孔隙裂隙結構特征以及巖石力學性質的智能化、數(shù)字化設備。
基于上述現(xiàn)狀，MaipSCAN（ Mineralogy by Artificial intellgence powered Scanning Electron Microscopy ）應運而生。MaipSCAN是由中科院地質與地球物理研究所與浙江中科銳晨智能科技有限公司強強聯(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、高靈敏電子信號探測器、X射線探測器及多功能高級測試分析軟件組成。
圖1 MaipSCAN外觀圖像
MaipSCAN應用概況
1、 場景多：的抗震功能保障既可以應用于實驗室，也可以應用于鉆井現(xiàn)場、巖心庫等復雜環(huán)境。能夠實現(xiàn)對巖芯-側壁巖芯、巖屑、薄片等多種巖石樣品的測試分析，尤其是能夠將碎小的巖屑樣品“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、孔隙結構、微裂縫（弱面指數(shù)）、彈性參數(shù)及脆性指數(shù)等多個勘探開發(fā)關鍵參數(shù)。
3、 用途廣：在地質方面，MaipSCAN提供的高分辨率圖像可以實現(xiàn)地層準確檢測，根據(jù)定量的礦物和元素數(shù)據(jù)能夠確定巖性、劃分地層、精細劃分巖相、評價物性特征、識別地質甜點，依靠巖性、礦物、元素來對比地層，對物源、沉積環(huán)境進行分析等；在地球物理方面，MaipSCAN提供的參數(shù)可以用于標定常規(guī)電纜測井、校正巖石物理模型、生成高質量的彈性屬性曲線；在工程方面，MaipSCAN可以實現(xiàn)鉆測深度歸位，準確卡層，進行井壁穩(wěn)定性分析，輔助水平井地質導向，完成工程甜點預測，評價巖石脆性，優(yōu)化水平井壓裂選段等。
技術特色
MaipSCAN提供參數(shù) | 優(yōu) 點 / 特 點 |
定量元素數(shù)據(jù) | 可識別50多種元素，克服了XRF不能對元素C、O、Na測量的局限性 |
定量礦物數(shù)據(jù) | 自動識別上百種礦物，尤其是精確分析粘土礦物類型； 克服了XRF識別礦物時對操作人員的依賴性； 克服了XRD無法識別非晶態(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、孔隙結構；粒度及粒度曲線、裂縫統(tǒng)計 |
巖石脆性 | 基于礦物學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 | 礦物結合圖像綜合分析巖石類型 |
強大的軟件系統(tǒng)
MaipSCAN軟件分析系統(tǒng)包括測量軟件（Inspector）、礦物標準庫管理軟件（RockSTDManager）和分析報告軟件（iCustomer）三個強大模塊。
1、Inspector：
可以快速設定巖樣測試參數(shù)、實現(xiàn)高效高清BSE圖像采集、元素和礦物的準確定量測試，大幅提升樣品測試速度。
高效易操作的測量模塊（Inspecteor）
2、RockSTDManager：
包含技術的礦物識別算法保障了礦物識別的準確性，尤其是難以識別的粘土礦物；此外，提供了礦物標準庫的管理功能，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性和準確性。
精確識別礦物的礦物標準庫管理模塊（RockSTDManager）
3、iCustomer：
具有強大的后處理和報告能力，從圖像處理、定量分析、數(shù)學模擬到成果圖繪制，一個軟件可以實現(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、礦物相關系、微裂縫密度（弱面指數(shù)）、孔隙度及孔隙結構等關鍵參數(shù)；根據(jù)工況建立數(shù)字巖石模型并計算彈性參數(shù)，用于脆塑性分析；根據(jù)用戶定義的礦物庫進行重新分類；實現(xiàn)多個樣品的批量處理，且處理速度較快。
分析處理與報告生成模塊（iCustomer）
MaipSCAN巖石力學模型
MaipSCAN可以通過分析現(xiàn)場巖屑微觀結構和成分特征，經過科學縝密的數(shù)據(jù)算法，得到研究區(qū)的巖石力學參數(shù)，建立研究區(qū)地層巖石力學模型，可根據(jù)工況建立數(shù)字巖石模型并計算彈性參數(shù)，用于脆塑性分析。
技術特色
MaipSCAN提供參數(shù) | 優(yōu) 點 / 特 點 |
定量元素數(shù)據(jù) | 可識別50多種元素，克服了XRF不能對元素C、O、Na測量的局限性 |
定量礦物數(shù)據(jù) | 自動識別上百種礦物，尤其是精確分析粘土礦物類型； 克服了XRF識別礦物時對操作人員的依賴性； 克服了XRD無法識別非晶態(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、孔隙結構；粒度及粒度曲線、裂縫統(tǒng)計 |
巖石脆性 | 基于礦物學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 | 礦物結合圖像綜合分析巖石類型 |
強大的軟件系統(tǒng)
MaipSCAN軟件分析系統(tǒng)包括測量軟件（Inspector）、礦物標準庫管理軟件（RockSTDManager）和分析報告軟件（iCustomer）三個強大模塊。
1、Inspector：
可以快速設定巖樣測試參數(shù)、實現(xiàn)高效高清BSE圖像采集、元素和礦物的準確定量測試，大幅提升樣品測試速度。
高效易操作的測量模塊（Inspecteor）
2、RockSTDManager：
包含技術的礦物識別算法保障了礦物識別的準確性，尤其是難以識別的粘土礦物；此外，提供了礦物標準庫的管理功能，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性和準確性。
精確識別礦物的礦物標準庫管理模塊（RockSTDManager）
3、iCustomer：
具有強大的后處理和報告能力，從圖像處理、定量分析、數(shù)學模擬到成果圖繪制，一個軟件可以實現(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、礦物相關系、微裂縫密度（弱面指數(shù)）、孔隙度及孔隙結構等關鍵參數(shù)；根據(jù)工況建立數(shù)字巖石模型并計算彈性參數(shù)，用于脆塑性分析；根據(jù)用戶定義的礦物庫進行重新分類；實現(xiàn)多個樣品的批量處理，且處理速度較快。
分析處理與報告生成模塊（iCustomer）
MaipSCAN巖石力學模型
MaipSCAN可以通過分析現(xiàn)場巖屑微觀結構和成分特征，經過科學縝密的數(shù)據(jù)算法，得到研究區(qū)的巖石力學參數(shù)，建立研究區(qū)地層巖石力學模型，可根據(jù)工況建立數(shù)字巖石模型并計算彈性參數(shù)，用于脆塑性分析。
