[发明专利]分析岩石样本

说明书

本发明提供一种用于从岩石样本区域的图像中分析岩石的方法、计算机程序和系统，其包括访问数据库中所述样本区域的元素图，每个元素图包括像素阵列，并且每个像素具有能反映所述像素与化学元素的相关程度的值；访问数据库，所述数据库存储包括所述化学元素的多种化学元素的阈值；通过确定每个所述元素图中所述像素的值大于或小于相应的化学元素的阈值来确定物质在对应于所述像素的所述样本区域的一部分中的存在情况；基于所述像素中所述物质的存在情况标记所述像素；和输出数据，所述数据反映呈现在图形界面上的物质图。

优先权申请

本申请要求2017年5月15日提交的题为“分析岩石样本”的美国临时申请系列62/506,263的优先权，并在此通过引用并入其公开的全部内容。

发明领域

本说明书描述了用于分析岩石样本，以及用于输出基于所述分析的图像的示例性过程。

背景技术

岩石可含有碳氢化合物，例如油或气。用于估计岩石中碳氢化合物的存在情况和量的标准包括，例如，岩石中化学元素或矿物质的类型以及那些化学元素和矿物质在岩石中的数量。为了确定岩石中有机物质(例如碳氢化合物或干酪根)的存在情况和量，可以使用成像技术来捕获岩石的图像。可以分析所得到的图像以识别岩石中有机材料的存在情况和数量。

发明概述

本说明书描述了使用地球化学关系来确定岩石样本图像的每个像素的可能矿物学的示例性过程。可用于分析以确定可能的矿物学的图像类型的例子包括，但不限于，使用扫描电子显微镜(SEM)获取的图像。这些图像整合了使用例如能量色散光谱(EDS)、反向散射电子(BSE)图像或波色散光谱(WDS)测量获取的“Z”值和元素数据。由该示例性过程生成的输出可以包括二维(2D)矿物质图。该矿物质图可用于矿物学评估或用于构建三维(3D)聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)的切片。矿物质图可以提高量化碳氢化合物的储层性质的能力。该示例性过程还可以用于使用微X射线荧光(micro-XRF)来量化岩石样本中的矿物质，并且可以与其他技术例如傅里叶变换红外光谱(FTIR)组合使用。

在一些实施方式中，使用所述示例性过程获得的矿物质图具有纳米级的分辨率和岩石基质的量化结果。在一些实施方式中，纳米级的像素可包括小于1微米(μm)的像素。

示例性方法包括通过岩石样本区域图像分析岩石。所述示例性方法包括访问数据库中所述样本区域的元素图，每个元素图包括像素阵列，并且每个像素具有反映所述像素与化学元素的相关程度的值；访问数据库，所述数据库存储包括所述化学元素的多个化学元素的阈值；通过确定每个所述元素图中所述像素的值大于或小于相应的化学元素的阈值来确定物质在对应于所述像素的所述样本区域的一部分中的存在情况；基于所述像素中所述物质的存在情况，标记所述像素；和输出数据，所述数据反映呈现在图形界面上的物质图。示例性方法可以单独或组合地包括以下特征中的一个或多个。

可以使用扫描电子显微镜(SEM)获得图像。可以基于反向散射电子(BSE)图像、能量色散光谱(EDS)图像、波色散光谱(WDS)或微X射线荧光(微XRF)图像生成至少一个元素图。每个元素图以未处理的图像数据为基础。化学元素可以包括以下中的至少一种：铝、钙、碳、氯、铁、氧、钾、磷、镁、硫、钠、硅或钛。物质图的分辨率可小于或等于250nm/像素。

确定所述样本区域的所述部分中物质的存在情况可以包括选择化学元素的元素图；比较所述元素图中的所述像素的值与第一阈值；和确定所述像素的值是否与所述第一阈值具有预定关系从而来检测物质的存在情况。如果所述像素的值与第一阈值不具有预定关系，则所述方法还包括对不同的化学元素重复进行选择、比较和确定。

所述预定关系可以包括所述像素的值大于所述第一阈值，或者所述像素的值小于所述第一阈值