高岩心扫描系统

由中国地质调查局南京地调中心承担的国家重大科学仪器设备开发专项 “岩心光谱扫描仪研发与产业化”项目启动会，于2013年1月28日在南京国际会议中心召开。来自国家科学技术部、国土资源部和江苏省科技厅等主管部门的负责人，以及国土资源部航空物探遥感中心、国土资源实物地质资料中心、北京航空航天大学、南京大学、南京农业大学、南京理工大学、紫金矿业等单位70多人参加了会议。 　　岩心光谱扫描仪研发与产业化项目由南京地调中心牵头，项目周期2012年10月至2017年9月止。项目总经费4280万元，其中国家重大科学仪器设备开发专项资金3530万元。项目拟通过攻克岩心光谱实时在线检测技术，开发成像光谱探测、波谱探测两个关键部件，通过系统集成和工程化开发，研制出具有自主知识产权的岩心光谱扫描仪，项目验收后3年内，建成生产线1条，生产仪器50台套，实现产业化应用，为我国地质科学研究提供支撑。 　　科技部条件财务司就国家重大仪器专项的总体思路和相关要求进行了解读，专家对项目分解的8个任务的仪器研发、应用开发和工程化开发进行了指导并提出具体建议。 会议现场

2023年3月22日-24日，以“深入实施创新驱动发展战略，助力采收率技术快速发展”为主题的“第六届全国油气藏提高采收率技术研讨会”在安徽省合肥市顺利召开。中石油、中石化、中海油等油田企业的专家骨干，中国石油大学（北京）、东北石油大学、西南石油大学等13所高校的专家学者代表共计220余人参加会议。作为国产电镜的研发、生产代表性公司，聚束科技（北京）有限公司受邀出席会议，并展示了公司自主研发的高通量（场发射）扫描电子显微镜系列产品。大会现场从会议现场各位专家老师所做的报告中可以看出，近年来，先进扫描电子显微镜技术与地质学、岩石物理学和油气田开发的深度融合，为能源行业科学研究、技术服务和成果转化工作提供数字化、智能化、精细化的数据支撑。先进的数字化手段充分挖掘了地下深部大量岩心岩屑样品信息，研究储层岩石样品的结构组分、跨尺度的孔隙形态及分布，助力快速形成油气田高效开发过程中的新理论、新技术，对于控制石油的开采成本起到重要作用。聚束科技展位高通量（场发射）扫描电子显微镜的成像基于电子束检测手段,具备更高的分辨力、放大倍率和景深，能够从纳米尺度上清晰观察到矿物的表面形貌特征和成分差异，可为科研专家提供矿物的微观形貌、结构构造、元素分布等极为有用的丰富信息。聚束科技的NavigatorSEM系列高通量（场发射）扫描电子显微镜，基于高通量性能，实现了岩心样品表面大视域跨尺度的信息采集，形成地图集式的全景数据图像，帮助用户更全面完整地研究岩石样品。聚束科技高通量（场发射）扫描电镜拍摄页岩样品不同成分区域的微观形貌此外，聚束科技高通量（场发射）扫描电镜以其纳米级高分辨率快速采集的技术优势，被广泛的应用于各大含油气盆地页岩储集层样品的实验研究中，实现了对样品全尺度的孔隙、裂缝各类信息精准快速采集，充分揭示了微-纳米级尺度上各类型油气储集空间的发育特征。图像与数据质量得到了越来越多领域内研究人士的认可，并逐渐在油气勘探与开发领域发挥着更大的作用。正如此次大会的主题所表达的，油气藏采收率提升技术的快速发展，离不开创新的深入驱动，聚束科技将继续加强科研创新，助力我国油气藏采收率技术的更快发展。【关于聚束】聚束科技（北京）有限公司，成立于2015年，总部位于北京。公司专注于科研及工业等领域应用的高通量、全自动化电子显微镜解决方案。具备独立设计和生产高端场发射电子显微镜系统能力并拥有全部核心的自主知识产权，可以根据用户及行业需求定制化设计、生产专业用途电镜系统，结合高速图像大数据采集能力和AI大数据分析能力，从而极大地提高纳米成像检测效率。未来，我们将继续加强技术创新研发，用更为尖端的显微技术打造更具核心竞争力的电镜产品，为所有用户、技术专家们探索微观世界提供有力工具。

欧洲教堂和城堡代表了一个时代的建筑成就，是“实用、坚固、美观”理性思想指导下，对形而上学思想的阐释。而“变黑的大教堂”恍惚间让你穿越到黑暗的中世纪，唤醒被压抑着的性灵，此时是不是疑惑：它们不应该是抚慰人心，及至天堂吗？ 我国著名建筑设计大师贝聿铭先生也曾说过“建筑是光与影的结合”，而教堂和城堡其实就是光与影的最佳体现形式之一。其中比较有代表性的教堂，如德国科隆大教堂、圣家族大教堂、TESCAN 4D原位CT起源地根特的圣尼古拉斯大教堂等。而说到城堡不得不提一下位于TESCAN总部捷克的布拉格城堡。虽然蔡依林的“布拉格广场”脍炙人口，其实布拉格只有老城广场并没有所谓的布拉格广场。 拿科隆大教堂来举例，在建成时其实是银白色的！耗时6个世纪于1880年竣工。为什么德国科隆大教堂现在是一副黑漆漆的样子？？？其实，这是所有大教堂和城堡都面临着的严峻问题。总部位于比利时根特的TESCAN XRE利用其高分辨率显微CT揭开其谜底。从“白马王子”到“邋遢大叔”，只需环境的改变首先是选材。在欧洲，特别是中、西欧，地处阿尔卑斯山脉附近，大理石储量丰富且优质。有多丰富呢，直到2000年以前欧洲大理石产量仍占全球80%以上，而大理石使用寿命高达上百年且极具美观。因此，大理石成为建造教堂的首选材料。科隆，是欧洲重要的工业城市，也是德国最大的褐煤（煤化程度最低的矿产煤，污染远超一般的煤）生产基地。由于长期受到工业废气和酸雨污染、腐蚀，大理石表面容易被溶解和变色，严重的会出现空洞和裂缝，导致强度降低，从而损坏建筑物。大教堂从原来的“白马王子”变成了现在的“邋遢大叔”。那建筑石材在酸性环境下，究竟是如何一步步变化的？在比利时根特大学X射线断层扫描中心TESCAN的高分辨率CoreTOM CT成像装置耗时4天，使用原位动态能力观察研究了石灰岩在酸性环境下反应的时间过程。在不破坏材料的情况下，详细记录了样品内外部的微观结构变化。最终用2D、3D图像以及动画形式在微米尺度上为大家揭秘。实验设计Tescan CoreTOM CT System4D原位CT实验选择一块直径为4毫米的石灰岩岩心为本次实验样品，将岩心固定在密闭容器内，并在底部加装释放酸性环境的原位设备，以此来模拟酸性城市环境。最后将原位装置的电源和数据信号接入CoreTOM系统特殊的原位载物台上，该载物台搭载专用的“无电缆缠绕”接口，可匹配市面上大部分原位装置，让载物台在旋转时无后顾之忧，自由自在地旋转而不用担心电缆数据线缠绕问题。让石灰岩岩心完全暴露在酸性环境中进行连续采集，然后对原始采集投影图像进行“实时”重建，每30分钟一次扫描，共扫描136次，扫描体素为5μm。第一次扫描得到差分图像（t=0h）为参考体积，一直记录到第68小时。实验挑战在数据处理和重建过程中，超长的采集时间和超多的扫描数量，使得数据总量甚至会超过1.5T。这个问题怎么解决？1.“实时”重建技术，CoreTOMCT系统配备了实时重建技术，实现边扫描边重建，合理运用计算机的算力并且节约时间成本。2.“关键节点”重建技术，在数据时间轴当中，利用差分成像，来观察时间节点。我们可以有选择的进行重建分析，选择某个时间节点前后，或者某个关键变化前后进行重建。以此来高效处理整个数据体。不遗漏任何一个变化的同时也可降低数据压力。3. 连续四天不间断采集。TESCAN动态显微 CT适用范围更广，性价比更高，目前，是市场上唯一一款介于传统实验室显微 CT（延时成像）和同步加速器显微 CT （可用范围有限、成本十分昂贵）之间的桥梁。实验结果石材的变质是一个复杂的过程，它涉及到物理、生物、化学等多种机制。首先我们选择观察样品的一个切片图，以t=0时的切片图为参考体积，做出随时间变化的差分图像，用更加直观的方法，展现样品的变化过程。样品内部的孔隙，不同成分的密度差，外部的形貌等等我们都可以清晰地观察测量到。不难发现随着时间的变化，石灰岩开始慢慢被腐蚀。在第68小时达到顶峰。随后我们在3D立体图像上，来展示整个样品的变化趋势，不同颜色代表不同时间段发生的变化。而在本次实验中主要发生了两个变化，一个是在酸性环境下方解石胶结物的溶解，另一个是石膏(CaSO4.2H2O)结晶过程，为了很好地展示两种变化的过程，我们分别对3D成像做了两种处理。而在中后期，则主要是石膏结晶过程。小结：大理石在使用和暴露于大气条件时，与其环境之间的相互作用和干扰，比如溶解、剥落、打磨、溶解、风化或结壳等，会导致侵蚀或沉积蚀变模式，这些模式的改变是复杂和动态的。其中，石膏结痂是污染城市环境中建筑石材上的硫酸盐结壳，主要由石膏晶体组成，由于混入空气中的灰尘和颗粒物，通常被称为黑色结痂。通过实验我们能清晰的观察到这一系列动态过程。为原位实验而生除此外，我们还使用Tescan DynaTOM CT设备对石膏材料进行了4D原位加温试验，不仅可观察到外部形状变化，还能完美地记录下内部孔隙率、孔隙形状、尺寸变化等数据。更多CT应用视频，请扫码进入B站：搜索”TESCAN中国“。