[发明专利]一种基于页岩扫描电镜图像提取的等效TOC计算方法

权利要求书

1.一种基于页岩扫描电镜图像提取的等效TOC计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、样品处理、扫描成像，并对电镜图像进行预处理；

S200、阈值分割，将页岩样品电镜图像的要素分为四组分；

S300、“白边”识别、修正，并提取有机质骨架含量，所述“白边”为由于扫描电镜的边缘增强效应导致孔隙边缘灰度值异常增大现象；

S400、利用升维变换将二维平面参数转换为等效三维参数，并计算页岩样品等效TOC含量；

计算有机质骨架的三维等效有机质骨架面积，除以三维等效的样品总面积，得到三维等效的有机质骨架含量γ_o；

γ_o＝S_v,o/S_v,s＝s_p,o/s_p,s＝N_o/N_s；

其中，N_o为像素个数，N_s为总像素个数，s_p,o表示No个像素对应的二维面积，s_p,s表示样品Ns个总像素对应的二维面积，S_v,o表示No个像素对应的三维等效面积，S_v,s表示样品Ns个总像素对应的三维等效面积；

根据以下公式计算出页岩样品的三维等效TOC含量：

其中，ρ_k为干酪根的密度，取1.05g/cm³，ρ_r为页岩的密度，取2.55g/cm³，ω_k为干酪根的质量含碳量，取70％-85％。

2.根据权利要求1所述的一种基于页岩扫描电镜图像提取的等效TOC计算方法，其特征在于，在步骤S100中，具体包括：

S101、选取样品，进行样品切割、表面打磨和抛光处理，得到符合扫描电镜观测所需尺寸的样品薄片；

S102、通过扫描电镜观察，获取具有代表性体积尺度的页岩样品系列扫描电镜图像；

S103、图像预处理，裁剪除去图像黑边，并对电镜图像进行滤波处理。

3.根据权利要求2所述的一种基于页岩扫描电镜图像提取的等效TOC计算方法，其特征在于，在步骤S103中，具体包括：

提取图像灰度值非0的长方形区域四顶角位置，将长方形内的区域保留，长方形外的区域裁除；

对裁除后的图像先利用均值滤波消除形貌扫描的非光滑性，再用中值滤波消除图像椒盐噪声。

4.根据权利要求1所述的一种基于页岩扫描电镜图像提取的等效TOC计算方法，其特征在于，在步骤S200中，具体包括：

S201、选取所裁切图像中的代表性图像，即含有较多孔、有机质、无机质和黄铁矿的图像；

S202、利用二值化方法分别调节区分四种成分的三个阈值，即孔阈值、有机质与无机质的分割阈值、无机质与黄铁矿的分割阈值；

S203、在获取三阈值后，对样品扫描电镜图像进行阈值分割，将每一张图像的要素分为孔、含孔的有机质、含孔的无机质和黄铁矿四组分。

5.根据权利要求1所述的一种基于页岩扫描电镜图像提取的等效TOC计算方法，其特征在于，在步骤S300中，白边”识别、修正具体包括：

S301、将样品图像中各个连通的黄铁矿区域进行次序标记，统计各块面积并提取各个黄铁矿区块的边界坐标，重心坐标，长轴长，短轴长，等效半径；

S302、计算各个黄铁矿区块的长轴与短轴长之比；

S303、统计重心点附近3×3区域大小内，总计9个像素点的平均灰度值；

S304、若黄铁矿区块的长轴和短轴之比大于10，或者重心附近9个像素点平均灰度值小于黄铁矿阈值，则确定该黄铁矿区块实质为孔缝周缘的“白边”干扰，并判断“白边”的真实组成。