[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

说明书

本发明实施例公开了一种基于页岩扫描电镜图像提取的等效TOC计算方法，包括如下步骤：样品处理、扫描成像，并对电镜图像进行预处理；阈值分割，将页岩样品电镜图像的要素分为四组分；“白边”识别、修正，并提取有机质骨架含量；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，该方法通过采用数字图像处理的方法对页岩有机质骨架含量进行评估，并由此推算页岩的等效TOC含量，能够对页岩储层储气能力和输运能力进行精准的评估，同时，该方法普适性更高，能够对不同种类以及不同电镜扫描成像品质的页岩样品进行研究，有利于研究的进行，此外，该方法测量周期短、处理过程简单，能极大降低测试成本。

技术领域

本发明实施例涉及石油天然气地质勘探技术领域，具体涉及一种基于页岩扫描电镜图像提取的等效TOC计算方法。

背景技术

页岩气作为一种清洁的非常规能源拥有巨大的储量。页岩孔隙结构特征的提取是进行储量精确评估、孔隙网络运移能力计算的基础，也是页岩气勘探开发研究的重点。页岩内成分含量复杂，孔隙结构发育，主要成分为有机质、无机质和黄铁矿。在有机质内发育有有机孔、有机裂缝；在无机质内发育有无机孔、无机裂缝。

页岩的TOC含量获取一般是通过燃烧试验法和测井法。这些都是基于现场试验进行的TOC分析，不仅存在很大的不准确性，更重要的是，具有较高的成本，较长的测量周期。基于扫描电镜图像页岩结构定性观测和定量表征，是近些年兴起的热点。扫描电镜观测也已经达到足够的精度，能够直接对页岩孔隙结构进行统计评估，基于合理的图像处理技术，能够有效将图像所蕴含的信息进行定量化提取。

但是，现有的页岩TOC含量提取方法存在以下缺陷：

(1)现有的页岩TOC含量提取方法提取结果不准确、有效信息挖掘不足，无法对页岩储层储气能力和输运能力进行精准的评估，给研究工作带来很大的不准确性；

(2)现有的页岩TOC含量提取方法适用性较低，无法对不同种类以及不同电镜扫描成像品质的页岩样品进行研究，不利于研究的进行；

(3)现有的页岩TOC含量提取方法测量周期较长、处理过程复杂，且成本较高，造成资源浪费。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于页岩扫描电镜图像提取的等效TOC计算方法，该方法通过采用数字图像处理的方法对页岩有机质骨架含量进行评估，并由此推算页岩的等效TOC含量，能够对页岩储层储气能力和输运能力进行精准的评估，同时，该方法普适性更高，能够对不同种类以及不同电镜扫描成像品质的页岩样品进行研究，有利于研究的进行，此外，该方法测量周期短、处理过程简单、成本较低，能够极大地节省人力物力，能有效解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种基于页岩扫描电镜图像提取的等效TOC计算方法，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；

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。

进一步地，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。

进一步地，在步骤S103中，具体包括：