基于图像分析技术的页岩微观孔隙特征定性及定量表征

• 作者: 孙寅森 郭少斌
• 来源期刊: 地球科学进展
• 关键词: 图像分析技术 扫描电镜 页岩 孔隙特征 分形维数
• 年，卷（期）: 2021,（null）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 751-763
• 页数: 12页
• 分类号: P618.13
• 语种: 中文
• DOI: 10. 11867 / j. issn. 1001-8166. 2016. 07. 0751.

摘要

在有限的条件下，为了更经济有效地评价页岩微观孔隙特征，同时利用扫描电镜(SEM)、氩离子抛光场发射扫描电镜(FESEM)方法对四川盆地彭水地区龙马溪组页岩孔隙特征进行了定性观察，并借助专业的图像分析软件IamgeJ2x提取页岩 SEM 和 FESEM 图像蕴含的孔隙定量信息，结合统计学方法分析页岩全孔径分布特征，计算页岩孔隙分形维数，探讨孔隙结构特征以及分析维数与有机碳含量、矿物成分、孔隙吸附能力等的相关性，研究发现：扫描电镜下，彭水地区龙马溪组页岩微米级孔隙发育，主要孔隙类型有粒间孔、黏土矿物层间孔、粒内孔以及微裂缝等；氩离子抛光场发射扫描电镜下，可见大量纳米级孔隙，主要发育有机质孔、无机矿物孔(黄铁矿晶间孔、粒内孔、黏土矿物层间孔、粒间孔等)和微裂缝，两者综合分析更有利于页岩孔隙定性表征；页岩孔隙全孔径分布特征呈 4 个主峰，主要分布区间为 3 ~ 9 nm，10 ~ 40 nm，100 ~ 400 nm，1 ~ 4 μm；页岩有机质孔隙形状系数分布区间为 0. 9 ~ 1，孔隙呈圆形、近圆形，无机矿物孔形状系数分布在 0. 5 ~ 0. 7，多呈三角形、多边形、狭缝形等，孔隙形状较有机质孔复杂，主要受页岩孔隙成因不同所致；彭水地区龙马溪组页岩孔隙符合分形特征，有机质孔隙分形维数较无机矿物孔分形维数小，孔隙结构相对简单；分形维数与有机质含量、矿物成分、孔隙度及吸附气含量都有一定的相关性，随有机质含量的增加，孔隙分形维数增加，孔隙结构复杂化，随分形维数增加，页岩孔隙的最大吸附气含量也随之增加，孔隙吸附能力增强。