[發明專利]一種泥頁巖中不同類型孔隙演化評價方法有效
| 申請號： | 201710404972.0 | 申請日： | 2017-06-01 |
| 公開（公告）號： | CN107228816B | 公開（公告）日： | 2018-11-13 |
| 發明（設計）人： | 王民;劉洋;李傳明;盧雙舫 | 申請（專利權）人： | 中國石油大學(華東) |
| 主分類號： | G01N15/08 | 分類號： | G01N15/08 |
| 代理公司： | 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401 | 代理人： | 楊采良 |
| 地址： | 257045 *** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 頁巖 不同類型 孔隙 演化 評價 方法 | ||
1.一種泥頁巖中不同類型孔隙演化評價方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：
步驟A.泥頁巖樣品的選取：選取單一盆地/坳陷有機質類型一致，且成熟度有差異或樣品深度有差別的系列巖心樣品；
步驟B.泥頁巖有機質成熟度、熱解、有機碳測定：測定方法依據SY/T 5124-2012沉積巖中鏡質體反射率測定行業標準；GB/T 18602-2012 巖石熱解分析國家標準；GB/T 19145-2003沉積巖中總有機碳的測定國家標準；
步驟C.泥頁巖高分辨率電子掃描電鏡圖片獲取：首先進行樣品制備，然后對樣品進行拋光，最后利用掃描電鏡對樣品進行觀察并獲取圖像；在C步驟中，所述的泥頁巖高分辨率電子掃描電鏡圖片獲取：首先進行樣品制備，然后對樣品進行拋光，最后利用掃描電鏡對樣品進行觀察并獲取圖像；
樣品制備：首先對泥頁巖樣品進行切割，制備成長寬高約1cm×1cm×1cm的樣品；
拋光處理：利用精密切割研磨一體機對垂直層理的表面進行機械拋光；然后將機械拋光后的樣品用石蠟固定在鋁制的丁型樣品臺上，采用氬離子拋光儀先在5KV 2mA條件下拋光20分鐘，再在2KV 2mA的條件下拋光10分鐘，交替4次完成對樣品表面的拋光；且拋光面與氬離子束方向設置為3°的夾角；
FE-SEM觀察：使用ZEISS公司MERLIN型高分辨場發射掃描電鏡在1.2KV~0.8KV、200pA~80pA的低電壓、低電流條件下對樣品拋光面進行成像；
步驟D．建立不同類型孔隙劃分標準：按照泥頁巖儲層基質孔隙分類原則對高分辨率電子掃描電鏡圖像中的孔隙進行分類標記；
在D步驟中，所述的建立不同類型孔隙劃分標準：
建立不同類型孔隙劃分標準：
首先，依據礦物/有機質/孔隙的灰度范圍、孔隙與礦物的接觸關系、孔隙發育位置、孔隙形態，將孔隙分為粒間孔、粒內孔、有機孔、裂隙，分別記為Inter，Intar，Org，Frac；按照泥頁巖儲層基質孔隙分類原則對高分辨率電子掃描電鏡圖像中的孔隙進行分類標記；
其次，泥頁巖高分辨率電子掃描電鏡圖像為8位圖，灰度范圍為0-255，黑色為0，白色為255，圖像中的礦物、有機質、孔隙的灰度值分別記為GMin，GOrg，GPor；
最后，標記：
裂隙的標記：在泥頁巖高分辨率電子掃描電鏡圖像中首先提取出全部孔隙，其次統計出長短軸之比，將長短軸之比大于10的孔隙標記為裂隙 Frac；
有機質孔的標記：在泥頁巖高分辨率電子掃描電鏡圖像中，首先依據灰度范圍及形態特征提取有機質分布，即在掃描電鏡圖像中有機質呈條帶狀分布，具有形態特征，且灰度值低于礦物，略高于孔隙，中有機質灰度范圍為45±10 < GOrg< 100±10，孔隙灰度范圍為0≤ GPor < 45±10，其次在有機質分布范圍內提取孔隙，將其標記為有機質孔Org；
粒內孔的標記：首先依據礦物灰度范圍及外部輪廓特征提取礦物顆粒分布，在高分辨率電子掃描電鏡圖像中礦物的灰度值大于有機質，并且具有明顯的外部輪廓特征，礦物灰度范圍為105±5 < GMin≤255，其次在礦物顆粒內提取孔隙，最后將其標記為粒內孔Intar；
粒間孔的標記：在泥頁巖高分辨率電子掃描電鏡圖像中，首先提取出全部孔隙，然后依次識別出裂隙、有機孔、粒內孔并剔除，最后將剩余的孔隙標記為粒間孔Inter；
步驟E.泥頁巖中不同類型孔隙面孔率的獲取：通過閾值分割的方法將泥頁巖掃描電鏡圖像中的總孔隙提取出來，然后依據上述建立的孔隙類型劃分標準和圖像處理操作流程對不同類型孔隙進行準確識別和標記，最后依次提取出不同類型孔隙的面孔率；
在E步驟中，所述的泥頁巖中不同類型孔隙面孔率的獲取：首先通過閾值分割的方法將泥頁巖掃描電鏡圖像中的總孔隙提取出來，然后依據上述建立的孔隙類型劃分標準和圖像處理操作流程對不同類型孔隙進行準確識別和標記，最后依次提取出不同類型孔隙的面孔率，分別記為SP1, Frac，SP1, Org，SP1, Intar，SP1, Inter，… ，SPn, Frac，SPn, Org，SPn, Intar，SPn, Inter；SP1,Inter表示樣品1粒間孔面孔率，n為泥頁巖樣品個數；
孔隙提取：利用掃描電鏡圖像不同組分灰度的差異將總孔隙提取出來，調整圖像的灰度閾值為圖像為8位圖，灰度范圍為0-255，首先選擇Yen最大相關準則作為圖像閾值分割的方法處理，然后將圖像進行二值化處理，最后通過閉運算處理初步提取出來的孔隙以提高孔隙形態識別的準確性；
孔隙分類提取：依據所建立的不同類型孔隙劃分標準和圖像處理操作流程，對不同類型孔隙進行準確識別和標記，依次將裂隙填充為黑色、有機孔填充為80%灰色、粒內孔填充為50%灰色和粒間孔填充為20%灰色；
面孔率提取：將分類標記好的孔隙導入Image J軟件中，依據標記顏色的差異提取出不同類型孔隙的面孔率，分別記為SP1, Frac，SP1, Org，SP1, Intar，SP1, Inter，… ，SPn, Frac，SPn, Org，SPn, Intar，SPn, Inter；SP1,Inter表示樣品1粒間孔面孔率，n為泥頁巖樣品個數；
步驟F.泥頁巖孔隙體積測定：對塊狀樣品進行預處理，開展高壓壓汞實驗，測試標準參考GB/T 21650.1-2008壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度，將三種測試結果聯合分析獲得泥頁巖孔隙總體積；
步驟G.不同類型孔隙體積的求取：根據泥頁巖孔隙總體積分別計算各個類型孔隙體積；
根據式（1）計算裂隙體積Vi,Frac：
Vi,Frac=Vi×PCi,Frac； （1）
PCi,Frac=SPi,Frac/（SPi,Inter+ SPi,Intar+SPi,Org+SPi,Frac）；
式中：PCi,Frac為裂隙孔隙貢獻率；SPi,Frac為裂隙面孔率；Vi 為第i個樣品的總孔隙體積；i=1,2,…m；m為泥頁巖樣品的個數；
根據式（2）計算有機孔孔隙體積Vi,Org：
Vi,Org=Vi×PCi,Org； （2）
PCi,Org=SPi,Org/（SPi,Inter+ SPi,Intar+SPi,Org+SPi,Frac）；
式中：PCi,Org為有機孔孔隙貢獻率；SPi,Org為有機孔面孔率；Vi 為第i個樣品的總孔隙體積；i=1,2,…m；m為泥頁巖樣品的個數；
根據式（3）計算粒內孔孔隙體積Vi,Intar：
Vi,Intar=Vi×PCi,Intar； （3）
PCi,Intar=SPi,Intar/（SPi,Inter+ SPi,Intar+SPi,Org+SPi,Frac）；
式中：PCi,Intar為粒內孔孔隙貢獻率；SPi,Intar：粒內孔面孔率；Vi 為第i個樣品的總孔隙體積；i=1,2,…m；m為泥頁巖樣品的個數；
根據式（4）計算粒間孔孔隙體積Vi,Inter：
Vi,Inter=Vi×PCi,Inter； （4）
PCi,Inter =SPi,Inter/（SPi,Inter+ SPi,Intar+SPi,Org+SPi,Frac）；
式中： PCi,Inter：粒間孔孔隙貢獻率；SPi,Inter：粒間孔面孔率；Vi 為第i個樣品的總孔隙體積；i=1,2,…m，m為泥頁巖樣品的個數；
步驟H.泥頁巖中不同類型孔隙演化圖的建立：依據泥頁巖不同類型孔隙的體積和成熟度建立起泥頁巖各類孔隙演化圖。
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