[发明专利]一种泥页岩孔隙表面粗糙度分析、建模方法及系统

说明书

本发明公开一种泥页岩孔隙表面粗糙度分析、建模方法及系统，其方法制备泥页岩样品、获取泥页岩样品新鲜断面照片、拼接大面积页岩断面照片、对孔隙形貌照片进行粗糙度分析、获取孔隙结构相关参数以及建立孔隙分子模型；本发明基于高分辨率、大视域面积扫描电镜照片，能够快速对纳米级‑微米级有机质孔隙和粘土矿物孔隙进行粗糙度分析和孔隙结构鉴定，识别精度高，实现了对人为选点因素的影响调低，且基于泥页岩样品孔隙表面粗糙度和孔隙结构特征，建立了较为符合泥页岩实际孔隙特征的分子结构模型，该模型能够真实反应泥页岩内部孔隙结构组构，为后期的利用该模型进行科学分析研究提供了更为可靠的模型。

技术领域

本发明涉及泥页岩孔隙结构表征参数评价技术领域，尤其涉及一种泥页岩孔隙表面粗糙度分析、建模方法及系统。

背景技术

泥页岩孔隙结构非均质性强，孔隙表面粗糙程度变化明显。有机质和粘土矿物中所存在的大量纳米级-微米级孔隙结构为甲烷提供了主要的储集空间；甲烷主要以吸附态聚集于泥页岩孔隙结构表面，以游离态流动于孔隙空间内部，两种状态下的甲烷气含量共同构成了储层中最主要的页岩气。因泥页岩孔隙结构的强非均质性，甲烷分子在孔隙结构及其表面的吸附和传输过程也极为复杂，同时受甲烷分子与孔隙表面不同程度的相互作用，甲烷气在泥页岩孔隙内传输过程和作用机制也在迅速发生变化。

现有技术中针对泥页岩孔隙表面结构的分析方法技术众多，主要可分为三类：(1)图像分析技术：主要利用光学、电子信号、原子信号等技术对泥页岩孔隙结构表面进行图像观察分析，得到的孔隙结构特征以定性和半定量结果为主；(2)流体注入技术：主要通过注入信号响应流体介质，如汞、氮气、二氧化碳气体等获取孔隙度、表面积等结构信息，不同实验得到的结果尺度范围有限，同时无法获取闭合孔隙空间的信息；(3)物理信号探测技术：通过对磁场、射频场、X射线等物理信号探测成像等技术手段对孔隙结构进行表征，主要得到小尺寸样品内的微米级-毫米级孔隙结构信息，测试成本相对昂贵。

目前，针对泥页岩孔隙表面粗糙度的研究，整体较为欠缺，有学者利用经氩离子抛光后的页岩样品，在镜下仅提取泥页岩中干酪根有机孔隙的信息，进行二重积分获得表面积对粗糙度进行计算，得到的粗糙度数据较为局限，无法得到完整的孔隙粗糙度特征，因此难以全面的反应泥页岩孔隙结构信息，除此之外，目前针对泥页岩纳米级微观孔隙结构的建模技术整体处于理想化模型，缺少符合能够反应实际泥页岩样品孔隙表面粗糙度的分子模型，因此，本发明提出一种泥页岩孔隙表面粗糙度分析、建模方法及系统用以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种泥页岩孔隙表面粗糙度分析、建模方法及系统，解决目前针对泥页岩孔隙表面粗糙度的研究得到的粗糙度数据较为局限，无法得到完整的孔隙粗糙度特征，因此难以全面的反应泥页岩孔隙结构信息，以及目前针对泥页岩纳米级微观孔隙结构的建模技术缺少符合能够反应实际泥页岩样品孔隙表面粗糙度的分子模型问题。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种泥页岩孔隙表面粗糙度分析、建模方法，包括以下步骤：

步骤一：先根据实际分析需要制备泥页岩样品，再对制备出的泥页岩样品进行新鲜断面截取，接着在泥页岩样品上除新鲜断面以外的面涂覆包裹导电胶，得到被导电胶半包裹的泥页岩样品，随后对被导电胶半包裹的泥页岩样品表面镀金颗粒处理，然后将镀金颗粒处理后的泥页岩样品固定在扫描电镜观察台上；

步骤二：先对扫描电镜观察台上的扫描电镜仪器进行扫描参数进行设定，再在设定的固定扫描参数下对泥页岩样品的新鲜断面进行图像扫描，并基于连续移动扫描拍摄的方法获取一组以上的泥页岩样品新鲜断面照片；

步骤三：将步骤二中拍摄的泥页岩样品新鲜断面照片进行连续拼接，形成大面积泥页岩断面照片；

步骤四：采用图像处理软件将步骤三中拼接得到的大面积泥页岩断面照片进行图像处理，获取大面积泥页岩断面照片的孔隙粗糙度三维立体图像、粗糙度参数值以及孔隙结构数据；