[发明专利]基于扫描电镜快速确定有机质孔隙的定量表征方法及应用

说明书

本发明属于有机质孔隙判识技术领域，公开了一种基于扫描电镜快速确定有机质孔隙的定量表征方法及应用，利用扫描电镜确定有机质分布位置；利用能谱仪及有机质形态确定显微组分类型；利用有机质显微组分确定有机孔；确定有机质分布位置、确定显微组分类型、确定有机孔发育情况。本发明采用扫描电镜鉴定有机质显微组分可有效解决目前存在使用扫描电镜观察有机质孔隙时存在观察视域小，发现有机孔难度大且不发育、观察时间长，降低了实验以及科研效率。本发明的扫描电镜具有放大倍数高，图像立体感强，且制样方法简单；将有机质孔隙和显微组分建立关系，可直接观察到各显微组分自身的富存方式，形态特征及与矿物的接触关系，识别有机质孔隙。

技术领域

本发明属于有机质孔隙判识技术领域，尤其涉及一种基于扫描电镜快速确定有机质孔隙的定量表征方法及应用。

背景技术

目前，最接近的现有技术：当前阶段，页岩气的勘探开发，对改变我国资源结构，改善能源短缺等问题有着重要意义。页岩气储层中发育大量微纳米孔隙,其结构特征是衡量和评价页岩气储层的重要指标。有机质孔隙与页岩储层物性优劣有着密切关系，通过对有机质孔隙的判识可初步判断页岩储层的物性好坏，对页岩气的勘探开发具有指导意义。

目前对于有机质孔隙观察领域，最接近的现有技术有：将制备好的页岩样品置于场发射扫描电镜下直接寻找有机质孔隙进行观察，但页岩结构致密，其孔隙尺度从微米级到纳米级广泛分布。有机质孔隙孔径多以纳米级为主，在扫描电镜下不易发现，一般需要放大至上万倍，观察100nm有机孔需放大至60000倍。当前阶段，观察有机质常出现下列情况：

①情况1：直接放大寻找有机质，由于在800倍的视域下无法观察到有机质孔隙，对图中红色区域进行放大处理，放大后未发现有机质孔隙，需要重新选择视域进行放大观察。一般情况，纳米级有机孔需在上万倍的视域下才能进行有效观察，重复选取视域存在耗时长，浪费时间等问题。

②情况2：放大有机质，当在6000倍视域下发现有机质时，对有机质放大，但在120000倍视域下发现有机孔不发育，不利于有效观察有机质的形态特征，需重新选择有机质，存在重复选取视域，耗时长等问题。

目前，使用场发射扫描电镜研究页岩储层有机质孔隙已得到广泛的认可，但技术方法并不够成熟，也有其视域选取随机性和有机孔发育局限性，且在观察方式上不够便利。首先，基于场发射扫描电镜的观测图像具有视域选取随机性。由于成像倍数高，观察视域小，对观测图像位置选取具有随机性等问题增加了重复选取视域寻找有机质孔隙的概率。在固定的观察视域内，若放大倍数越大，所能观察到的物质数量越少，相对应观察到有机质孔隙的概率也就越小，需要重新选择视域寻找有机质孔隙。其次，有机孔发育在有机质上，不同类型的有机质显微组分类型决定了有机孔是否发育。对视域上有机质放大，可能会出现有机孔并不发育的情况，难以对有孔隙的形态、结构特征进行精细描述。仍需重新选择视域寻找有机质。

虽然对于页岩储层微孔的扫描电镜传统成像分析技术已被广泛运用，也取得了良好的效果，但目前仍存在视域选取随机性和有机孔发育局限性的问题。主要体现在使用扫描电镜观察有机质孔隙时，由于需要在高倍数视域下观察，存在观察视域小，发现有机孔难度大且不发育、观察时间长等问题，降低了实验以及科研效率，缺乏一种快速定位有机质孔隙发育的位置的方法。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前页岩储层微孔的扫描电镜传统成像分析技术存在在使用扫描电镜观察有机质孔隙时，由于需要在高倍数视域下观察，存在观察视域小，发现有机孔难度大且不发育、观察时间长等问题，降低了实验以及科研效率。

解决上述技术问题的难度：当前阶段，利用场发射扫描电镜观察有机质孔隙需在放大上万倍视域下观察，采用放大视域寻找有机孔的方法难以解决当前存在的有机孔发现难度大，耗时长等问题。

解决上述技术问题的意义：简化观察流程，有效提高实验效率，达到节约时间的目的。

发明内容