沉積巖，又稱水成巖，是三種組成地球巖石圈的主要巖石之一，主要包括石灰?guī)r、砂巖、頁巖等，是地殼發(fā)展演化的產(chǎn)物。在地球地表，有 70% 的巖石是沉積巖，但如果從地球表面到 16 公里深的整個(gè)巖石圈算，沉積巖只占 5%，但其中所含有的礦產(chǎn)，占全部世界礦產(chǎn)蘊(yùn)藏量的 80%。

紋層是沉積巖中肉眼可見的最小層次結(jié)構(gòu)，紋層的形成大多跟一年的季節(jié)變化有關(guān)，由沉積物物源的變化而形成。頁巖紋層是控制頁巖油儲(chǔ)集層發(fā)育、石油運(yùn)聚和“甜點(diǎn)”分布等的重要因素^[1]，通過掃描電鏡可以清楚的觀察紋巖層的紋理、顆粒大小及形貌^[2]。

 沉積巖微觀形貌 

利用 SEM 能譜儀可以得到詳細(xì)的沉積巖成分信息，結(jié)合細(xì)粒沉積巖成分組分、結(jié)構(gòu)形態(tài)、顏色、平面上的展布規(guī)律、古生物和古植物化石等對(duì)古代湖泊沉積微環(huán)境劃分，對(duì)代湖泊的沉積環(huán)境與沉積特征進(jìn)行了細(xì)致解剖，可以預(yù)測(cè)生油巖與儲(chǔ)集巖分布^[3]。

 沉積巖微觀形貌及 EDS 面掃分布圖 

壓裂液是指由多種添加劑按一定配比形成的非均質(zhì)不穩(wěn)定的化學(xué)體系，是對(duì)油氣層進(jìn)行壓裂改造時(shí)使用的工作液，包括常見的瓜爾膠、纖維素衍生物等等。它的主要作用是將地面設(shè)備形成的高壓傳遞到地層中，使地層破裂形成裂縫并沿裂縫輸送支撐劑。壓裂液的微觀結(jié)構(gòu)表征對(duì)于壓裂液性能的分析具有重要的指導(dǎo)作用。

但由于壓裂液含有水、油等液體，不能使用掃描電鏡直接觀察，配備溫控杯的，可以對(duì)樣品快速冷凍后，觀察到更真實(shí)的壓裂液形貌。如下述案例中所示，是利用溫控杯觀察到的壓裂液凝膠升華的動(dòng)態(tài)過程。同時(shí)，通過孔徑分析軟件可以對(duì)壓裂液微觀孔洞尺寸及分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并生成報(bào)告。

 不同升華條件下壓裂液膠體的 SEM 形貌 

 壓裂液微觀孔徑分析 

 陶瓷支撐劑 SEM 形貌分析 

石油的主要成分是烷烴，化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，沒有什么化學(xué)活性，除了燃燒外幾乎沒有其他作用。催化裂解是剪斷石油長鏈分子的過程，同時(shí)還能生成不飽和烴和芳香烴，是石油化工的基石。因此，裂化可以說是從原油到化工產(chǎn)品不可或缺的一環(huán)，而在這個(gè)過程中，催化劑扮演著重要的角色。利用掃描電鏡可以檢測(cè)催化劑的表面和斷面的形貌，結(jié)合能譜可以對(duì)微區(qū)的成分進(jìn)行定性半定量的分析，給催化劑的研發(fā)和性能評(píng)定提供依據(jù)。

 掃描電鏡下的催化劑晶體顆粒 

以石油或石油氣為原料生產(chǎn)出的產(chǎn)品稱之為石油化工產(chǎn)品。石油化工產(chǎn)品多達(dá)數(shù)千種,其中最重要的有六大基礎(chǔ)原料（乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲苯）,三大合成材料（塑料、合成纖維、合成橡膠）,十大基本有機(jī)原料（醇、醛、酸、酐、酯、醚、胺、腈、酚、酮）以及氮肥。在各種石油化工產(chǎn)品如塑料、合成纖維等的生成研發(fā)過程中，掃描電鏡微區(qū)顯微分析和成分分析的功能均有廣泛的用途。如下述案例中，圖 1、2 分別為在不噴金情況下直接對(duì)不定島超纖和定島超纖的 SEM 觀察，可以發(fā)現(xiàn)定島超纖島數(shù)固定、均勻且規(guī)則，不定島超纖島數(shù)不固定、纖度有差異且總體纖維更細(xì)。

 圖3. 塑料 EDS 面掃圖