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NB／T 11044-2022 页岩数字岩心处理与分析技术规范.pdf

华人民共和国能源行业标准

页岩数字岩心处理与分析技术规范

NB/T 110442022

本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的 规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由能源行业页岩气标准化技术委员会（NEA/TC26）提出并归口。 本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司页岩气研究院、中国石油化工 股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所、中国科学院地质与地球物理研究所、中国科 学院力学研究所、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中海油能源发展股份有限公司工程 技术分公司、中国石油大学（北京）、数岩科技股份有限公司、中国石油天然气股份有限公司西南油 气田分公司勘探开发研究院、中石化石油工程技术研究院有限公司。 本文件主要起草人：罗超、李武广、钟可塑、石学文、张鉴、俞凌杰、何一凡、李怡、杜忠明、 江文滨、周尚文、万欢、董虎、鲍芳、李晨晨、张晓伟、庾永钊、马勇、吴国强、林缅、李隆新、庞 伟、李彦佑、徐亮、黎丁源。

铁路工程地质手册(修订版).pdf页岩数字岩心处理与分析技术规

本文件规定了页岩数字岩心处理与分析技术的通用要求，描述了对应的试验方法， 本文件适用于使用CT和扫描电子显微镜等对页岩进行数字岩心扫拱与分析

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。 GB/T17361一2013微束分析沉积岩中自生粘土矿物鉴定扫描电子显微镜及能谱仪方法 GB/T29172—2012岩心分析方法 DZ/T0275.3一2015岩矿鉴定技术规范第3部分：矿石光片制样 SY/T5913一2004岩石制片方法

基于二维或三维岩心图像扫描，利用计算机图像处理技术建立二维或三维数字模型，经过扫描数 据提取得到页岩岩心成分和结构的数字特征

扫描流程如下： a）钻井岩心从井场运输至岩心库归档后，需按照流程对岩心进行逐级扫描； b）将岩心擦拭干净后进行滚筒扫描，用于观察岩心表面特征； c）将岩心进行全直径CT扫描，用于观察全直径岩心内部亚毫米级现象； d）将全直径岩心钻切成柱塞、立方体、长方体或其他形状样品进行CT扫描，用于观察岩心内 部微米级一亚微米级现象； e）将样品切成薄片状样品进行电子显微镜扫描，用于观察和识别页岩微纳米级矿物、有机质和 孔隙。

CT样品制备方法如下： a）岩心样品可以采用机械钻机或机械切割机等工具将样品机械加工为需要的形状及尺寸，全直 径岩心、柱塞、立方体、长方体或其他形状页岩样品按照GB/T29172一2012钻切； b）岩屑样品可以利用线锯或者机械刀等破损干扰程度较小的工具，将岩屑加工为需要的尺寸和 形状。

5.3电子显微镜样品制备

岩心样品需要从岩样上切割出5mm×5mm×5mm方片或5mm×5mm薄片状样品， 枕关际 适当减少或增大；岩屑样品取样数量按照SY/T5913—2004执行，需要选择至少3颗进行环 包埋并制成饼状样品

按照DZ/T0275.3—2015执行，肉眼观察平滑即可。

将机械磨平后的岩样放至氩离子抛光仪里，利用氩离于束对样品进行抛元， 抛光或截面抛光，直至在电子显微镜下观察抛光面十分光亮、无明显高低起伏和无离子束擦痕时结束 抛光

可室温条件下自然干燥或在不高于岩样地层温度条件下烘十

按照GB/T17361—2013执行

NB/T 110442022

按照GB7T17361一2013执行，而页岩样品镀膜厚度根据扫描目的而定。用于观察孔隙的页岩样 品，为保证观察到10nm以下纳米孔隙，降低镀膜带来堵孔的影响，导电性好的样品可不镀膜，在低 电压条件（1kV左右）扫描页岩表面，若页岩导电性较差，则需要镀一层薄膜，镀膜厚度不超过图像 的分辨率。用于扫描电镜矿物组分分析的页岩样品，根据导电性差异适当镀膜，导电性好的样品可镀 膜3nm～5nm，导电性不好的样品可镀膜6nm～10nm，镀膜厚度不超过10nm为宜。用于聚焦离子 束扫描电镜三维重构的页岩样品不镀膜。

对若心图像资料进行去噪处理，去掉影响图像质量的噪点，增强储集空间在二维和三维空间的 号。

对去噪的岩心图像进行亮度、对比度调整及锐化处理，进一步突显储集空间特征，并对图像质 控制。

在对图像质量控制的基础上，采用迭代阔值法、最大类间方差法等方法对图像进行二值化处理 图像中岩石成分和储集空间。

在抛光样品选定区域上，对样品进行连续性扫描和能谱分析，并借助计算机对扫描结果进行拼 接，形成一张二维数字图像，即由像素点组成的二维矩阵

远定件品区或上，对若心纵向连续切片进行图像扫描，将扫描得到的图像借助计算机软件进行

NB/T 11044—2022

，得到页岩岩心的三维数字模型，即由像素点纟

7.3岩心图像分割与提

7.3.1矿物分割与提取

将所得矿物图像按照不同颜色确定矿物颗粒边界，并提取同种颜色单矿物二维图像。

7.3.2孔隙分割与提取

针对获取的灰度图像，将其分割为矿物 二维有机质和扎限图像。

7.3.3三维图像分割与提取

针对三维重构图像，依据灰度可将其分割为矿物、有机质和孔隙等二维图像， 图像。

针对扫描电子显微镜所得二维图像，其成分与孔隙结构特征参数按照公式（1）～公式（4) 其中，矿物含量按照公式（1）计算，TOC按照公式（2）计算，面孔率按照公式（3）计算， 按照公式（4）计算，统计不同直径孔隙数量和面积，分别计算不同孔径孔隙数量百分比和面孔 数量孔径分布图和面孔率孔径分布图参见附录A。

式中： M 一 第j种矿物百分含量，用百分数表示； Sin 第j种矿物的第i个面积，单位为平方微米（um²）； S 总面积，单位为平方微米（um²）； TOC一一残余总有机碳，用百分数表示； S一—第i个集合体面积，单位为平方微米（um²）； Φ、一面孔率，用百分数表示； Dp 一 等效面积圆直径，单位为微米（μum）； A 一孔面积，单位为平方微米（um²)。

M= S TOC= S Φ= ×100% D=2√A/π

某某电力中心空调施工组织设计8.2三维特征参数计算

针对扫描电子显微镜或CT扫描三维重构所得图像，其成分与孔隙结构特征参数按照公式（5) 公式（7）计算。其中，三维图像孔隙度按照公式（5）计算，三维图像有机质内孔隙度按照公式（6) 计算，孔隙等效球直径按照公式（7）计算。统计不同直径孔隙数量和体积，分别计算不同孔径孔隙 数量百分比和孔隙体积百分比，孔隙数量孔径分布图和孔隙体积孔径分布图参见附录A

>Vx100% = V。 /=1 / V×100% 中有机质内 /=1 D=2() 4元

扫猫电镜样品岩心样品面积宜大于0.25cm²，岩屑样品面积宜大于1mm²。CT扫描样品可根 确定。

9.2氩离子抛光质量控制

光表面在扫描电镜观察下应平整且无明显离子

工业化厂房高支模专项施工方案（专家论证）扫描精度控制如下： a）适用于矿物组分分析的二维图像分辨率范围：≤30um； b）适用于面孔率分析的二维图像分辨率范围：≤10nm；

在既定放大倍数和分辨率条件下，焦距最优，