摘要：采用灰度图像分析方法获取页岩孔隙结构参数是目前页岩微观结构表征的一种重要手段。在扫描成像过程中,往往需要根据样品自身特点调节亮度、对比度等参数以达到较好的成像效果,这会导致不同视域、不同样品的图像灰度分布特征发生变化,从而导致识别孔隙的灰度阈值产生差异。为了实现统一标准识别页岩孔隙,研究以SEM图像为例,由图像灰度分布影响因素分析入手,在提取一系列标志参考物灰度的基础上,通过合成灰度累计概率分布建立了待校正图像的代表性灰度分布,在此基础上确定了待标准图像与标准图像合成灰度累计概率分布之间的映射关系,采用图像灰度直方图匹配算法实现了图像标准化。研究结果表明,页岩中的孔隙、有机质、自生石英、黄铁矿等4种组分组合后可覆盖整个图像灰度分布,是有效的标志参考物组合。利用该标志物组合所合成灰度累计概率分布作为不同图像间的对比参数进行标准化,可以消除组分含量差异对灰度分布的影响,达到校正对比度和亮度等扫描参数设置差异对图像灰度的影响。经验证,该方法对采用不同拍摄参数的图像均具有较好的应用效果,经过标准化处理后的图像能够实现同一灰度阈值自动识别页岩孔隙和有机质等地质元素,提高了图像提取孔隙结构参数的可对比性,为页岩微观图像孔隙结构定量分析提供了可靠基础。

关键词：页岩 孔隙结构 灰度 标准化 图像分析 

单位：中国地质科学院地质力学研究所; 北京100081; 国土资源部古地磁与古构造重建重点实验室; 北京100081; 中国地质科学院页岩油气调查评价重点实验室; 北京100081; 中国科学院地质与地球物理研究所; 北京100029; 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院; 陕西西安710075