[发明专利]页岩多尺度全信息综合表征及纵向演化规律确定方法

权利要求书

1.页岩多尺度全信息综合表征及纵向演化规律确定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

第一步，样品制备；本步骤包括将岩心沿垂直纹层方向切割后制备成厚度为2mm的岩心大薄片，所述岩心大薄片的长度和宽度大于或等于5cm，将切割完剩下的岩心作为备用岩心；

第二步，选定目标选区，本步骤包括制作与所述岩心大薄片尺寸一致的透射光和荧光拼接图，根据透射光强度、荧光的强度和颜色以及岩性特征确定目标选区，将选定的目标选区在岩心大薄片和备用岩心上按次序依次编号标记；

第三步，对岩心大薄片上的目标选区进行光学显微镜实验，包括透射光、反射光和荧光分析，通过透射光和反射光确定岩心的岩石学特征，所述岩石学特征包括目标选区岩心矿物类型和矿物接触关系，通过荧光强度和颜色确定岩心含油气性质；

第四步，利用毫米级钻头对备用岩心上的目标选区进行取样，确定岩石学特征和有机质含量，所述岩石学特征包括矿物组分；

本步骤按照如下路径进行：通过毫米级钻头在备用岩心的目标选区进行粉末取样，进行岩石中总有机碳含量分析即TOC、全岩X射线衍射分析即XRD和岩石热解地化分析即Rock-Eval，分析后得到S1-游离烃含量、S2-裂解烃含量和S3-生成CO₂量；

第五步，按照如下规则确定岩心有机质富集区，即TOC1.0%且荧光颜色为黄、黄白、绿黄、黄绿、绿、蓝绿、蓝、蓝白、白色的区域为有机质富集区，同时在备用岩心上与岩心大薄片相同位置利用标记法标记有机质富集区并编号；所述TOC和荧光颜色的数据经由第二步至第四步所获取；

第六步，在第五步所标记出的岩心大薄片上的有机质富集区上进行激光共聚焦显微镜实验，获取岩心大薄片目标选区中微米级轻质组分与重质组分的分布特征；

本步骤中，选择波长为488nm的激光作为激发光，选择波长为488nm作为接收岩石矿物信息的波长，选择波长为510nm-600nm作为接收原油中轻质组分的波长，选择波长为600nm-800nm作为接收原油中重质组分的波长，根据接收的轻质组分和重质组分信号，确定微米级轻质组分和重质组分的分布特征；

第七步，在第五步所标记出的备用岩心的有机质富集区，利用取芯钻头沿垂直切割面钻取直径为2mm长度为5mm的岩心柱，编号标记且与有机质富集区编号一致，然后对钻取的岩心柱进行微纳米CT扫描，获取有机质富集区岩心孔隙孔径分布、配位数以及三维孔隙结构；

本步骤中，首先根据微纳米CT扫描获取的岩心灰度值判定孔隙或矿物，即当灰度值低于阈值时为孔隙，灰度值高于阈值时为矿物，所述阈值按Otsu法确定，即将图像所有像素分为岩石孔隙和矿物骨架两组，通过像素数、平均灰度值和方差计算出组内方差和组间方差，当组间方差与组内方差比值取最大时对应的图像灰度即为阈值；

然后利用Avizo软件重建出岩石的三维孔隙结构，获取孔隙参数，所述孔隙参数包括孔隙孔径分布和配位数；

第八步，在备用岩心上标记的有机质富集区切割尺寸为10mm×10mm×5mm的块状岩心片，利用氩离子抛光仪将其制备成岩心抛光片，编号标记；

第九步，利用扫描电子显微镜对经由第八步制成的岩心抛光片进行扫描，获取全矿物分布可视化图和孔隙结构图，确定矿物类型以及孔隙结构特征；

第十步，利用原子力显微镜对经由第八步制成的岩心抛光片进行扫描，获取岩心的粘滞力和形变量数据，按照以下规则确定纳米级固体有机质和可动流体赋存特征，即，岩心抛光片的粘滞力平均值在原油的粘滞力置信区间[μ-σ，μ+σ]内，则该岩心抛光片上测量点对应的物质确定为泥页岩中的可动流体；岩心抛光片的形变平均值在干酪根的形变置信区间[μ-σ，μ+σ]内，则该岩心抛光片上测量点对应的物质确定为泥页岩中的固体有机质；

第十一步，将第一步至第十步所获取的测试数据与岩心匹配，恢复岩心纵向演化规律；

所述岩心纵向演化规律包括油气赋存特征、岩石学特征和岩石孔隙结构的纵向演化规律；

所述测试数据包括经由第一步至第十步所获取的全部测试数据；将各项测试分析数据与岩心上标记的取样位置进行一一对应；本步骤按照如下路径进行：

通过总有机碳含量TOC、岩石热解S1、S2、S3值、荧光强度和颜色拼接图、轻重组分分布图和原子力显微数据与岩心中的目标选区位置一一归位对应，建立起有机质含量、有机质赋存特征、油气性质在岩心纵向上的变化规律，从而恢复岩心有机质和油气分布特征的纵向演化规律；

通过岩心透射光、反射光图、矿物组成数据与岩心中的目标选区位置一一对应，建立起岩石组分特征在岩心纵向上的变化规律，从而恢复岩心岩石学特征的纵向演化规律；

通过孔隙结构的三维模型图、扫描电子显微镜测的孔隙图与岩心中的目标选区位置一一对应，建立起岩石孔隙孔径分布、配位数以及孔隙结构特征在岩心纵向上的变化规律，从而恢复岩心孔隙结构特征的纵向演化规律。

2.根据权利要求1所述的页岩多尺度全信息综合表征及纵向演化规律确定方法，其特征在于：第二步中，利用高分辨率宽场显微镜Thunder技术进行荧光拼接，荧光拼接与岩心大薄片尺度大小一致；利用岩心岩性和荧光大薄片荧光特征确定目标选区，根据岩心大薄片和备用岩心的镜像关系利用标记法在岩心大薄片和备用岩心上相对应的位置进行编号标记。