[發明專利]一種泥頁巖孔隙表面粗糙度分析、建模方法及系統

在審

• 申請號: 202310040752.X
• 申請日: 2023-01-13
• 公開（公告）號: CN116245819A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 胡笑非;鄧虎成;龐宇;杜宇;雷思凡;解馨慧
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01B15/08;G06T3/40;G16C60/00
• 代理公司: 成都知棋知識產權代理事務所(普通合伙) 51325
• 代理人: 馬曉靜

本發明公開一種泥頁巖孔隙表面粗糙度分析、建模方法及系統，其方法制備泥頁巖樣品、獲取泥頁巖樣品新鮮斷面照片、拼接大面積頁巖斷面照片、對孔隙形貌照片進行粗糙度分析、獲取孔隙結構相關參數以及建立孔隙分子模型；本發明基于高分辨率、大視域面積掃描電鏡照片，能夠快速對納米級?微米級有機質孔隙和粘土礦物孔隙進行粗糙度分析和孔隙結構鑒定，識別精度高，實現了對人為選點因素的影響調低，且基于泥頁巖樣品孔隙表面粗糙度和孔隙結構特征，建立了較為符合泥頁巖實際孔隙特征的分子結構模型，該模型能夠真實反應泥頁巖內部孔隙結構組構，為后期的利用該模型進行科學分析研究提供了更為可靠的模型。

技術領域

本發明涉及泥頁巖孔隙結構表征參數評價技術領域，尤其涉及一種泥頁巖孔隙表面粗糙度分析、建模方法及系統。

背景技術

泥頁巖孔隙結構非均質性強，孔隙表面粗糙程度變化明顯。有機質和粘土礦物中所存在的大量納米級-微米級孔隙結構為甲烷提供了主要的儲集空間；甲烷主要以吸附態聚集于泥頁巖孔隙結構表面，以游離態流動于孔隙空間內部，兩種狀態下的甲烷氣含量共同構成了儲層中最主要的頁巖氣。因泥頁巖孔隙結構的強非均質性，甲烷分子在孔隙結構及其表面的吸附和傳輸過程也極為復雜，同時受甲烷分子與孔隙表面不同程度的相互作用，甲烷氣在泥頁巖孔隙內傳輸過程和作用機制也在迅速發生變化。

現有技術中針對泥頁巖孔隙表面結構的分析方法技術眾多，主要可分為三類：(1)圖像分析技術：主要利用光學、電子信號、原子信號等技術對泥頁巖孔隙結構表面進行圖像觀察分析，得到的孔隙結構特征以定性和半定量結果為主；(2)流體注入技術：主要通過注入信號響應流體介質，如汞、氮氣、二氧化碳氣體等獲取孔隙度、表面積等結構信息，不同實驗得到的結果尺度范圍有限，同時無法獲取閉合孔隙空間的信息；(3)物理信號探測技術：通過對磁場、射頻場、X射線等物理信號探測成像等技術手段對孔隙結構進行表征，主要得到小尺寸樣品內的微米級-毫米級孔隙結構信息，測試成本相對昂貴。

目前，針對泥頁巖孔隙表面粗糙度的研究，整體較為欠缺，有學者利用經氬離子拋光后的頁巖樣品，在鏡下僅提取泥頁巖中干酪根有機孔隙的信息，進行二重積分獲得表面積對粗糙度進行計算，得到的粗糙度數據較為局限，無法得到完整的孔隙粗糙度特征，因此難以全面的反應泥頁巖孔隙結構信息，除此之外，目前針對泥頁巖納米級微觀孔隙結構的建模技術整體處于理想化模型，缺少符合能夠反應實際泥頁巖樣品孔隙表面粗糙度的分子模型，因此，本發明提出一種泥頁巖孔隙表面粗糙度分析、建模方法及系統用以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提出一種泥頁巖孔隙表面粗糙度分析、建模方法及系統，解決目前針對泥頁巖孔隙表面粗糙度的研究得到的粗糙度數據較為局限，無法得到完整的孔隙粗糙度特征，因此難以全面的反應泥頁巖孔隙結構信息，以及目前針對泥頁巖納米級微觀孔隙結構的建模技術缺少符合能夠反應實際泥頁巖樣品孔隙表面粗糙度的分子模型問題。

為了實現本發明的目的，本發明通過以下技術方案實現：一種泥頁巖孔隙表面粗糙度分析、建模方法，包括以下步驟：

步驟一：先根據實際分析需要制備泥頁巖樣品，再對制備出的泥頁巖樣品進行新鮮斷面截取，接著在泥頁巖樣品上除新鮮斷面以外的面涂覆包裹導電膠，得到被導電膠半包裹的泥頁巖樣品，隨后對被導電膠半包裹的泥頁巖樣品表面鍍金顆粒處理，然后將鍍金顆粒處理后的泥頁巖樣品固定在掃描電鏡觀察臺上；

步驟二：先對掃描電鏡觀察臺上的掃描電鏡儀器進行掃描參數進行設定，再在設定的固定掃描參數下對泥頁巖樣品的新鮮斷面進行圖像掃描，并基于連續移動掃描拍攝的方法獲取一組以上的泥頁巖樣品新鮮斷面照片；

步驟三：將步驟二中拍攝的泥頁巖樣品新鮮斷面照片進行連續拼接，形成大面積泥頁巖斷面照片；

步驟四：采用圖像處理軟件將步驟三中拼接得到的大面積泥頁巖斷面照片進行圖像處理，獲取大面積泥頁巖斷面照片的孔隙粗糙度三維立體圖像、粗糙度參數值以及孔隙結構數據；