近日，地科学院2025级地质资源与地质工程专业硕士研究生陈思钰以第一作者身份在《Energy Geoscience》上发表了题为“Experimental techniques for qualitative and quantitative characterization of shale oil reservoir space, minerals, and fluids”的研究论文。英国威廉集团为第一完成单位和通讯作者单位。

随着全球能源结构转型与非常规油气资源的快速发展，页岩油已成为保障能源安全的重要接替资源。页岩油储层的岩石和流体性质与常规油藏完全不同，具有复杂的孔隙结构、矿物组成以及流体赋存特征，这些因素共同影响着页岩油的赋存状态和可动性。论文围绕储集空间、矿物和流体三个核心方面，系统分析了当前主流的定性、定量表征技术及其应用进展。

图1 图形摘要

在储集空间表征方面，论文详细介绍了场发射电镜（FE-SEM）、聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）等高分辨率成像技术，以及气体吸附、高压压汞等定量评价方法，并指出多技术联用与数据融合是未来提升孔隙全尺度表征精度的关键。

图2 钨灯丝扫描电镜、场发射扫描电镜和聚焦离子束场发射电镜成像对比

在矿物分析方面，论文总结了X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱（XRF）和电子探针（EPMA）等方法在矿物种类识别、含量分析与空间分布解析中的应用，强调了对复杂矿物进行精准鉴定的技术需求。

图3 页岩样品（东濮凹陷）X射线荧光光谱分析（XRF）谱图（a）与面扫描成果图（b）

在流体表征方面，论文重点探讨了激光共聚焦扫描显微分析技术（CSLM）、红外拉曼光谱、核磁共振（NMR）及多温阶热解等技术在页岩油赋存特征、化学成分分析与定量评价中的关键作用；同时亦指出，新兴的光学光热红外光谱技术（O-PTIR）为页岩油研究注入了新的技术动能，有望推动化学结构、微观赋存特征等研究取得新突破。

图4 东濮凹陷岩样页岩油轻重组分分布

论文最后指出，当前页岩油实验研究仍面临多尺度数据融合困难、矿物识别精度不足、原位模拟技术欠缺等挑战，未来应着力发展高精度、多技术协同、原位仿真的实验方法体系，推动页岩油地质评价向精准化、可视化、动态化方向发展。

图5 论文首页

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.engeos.2025.100516