Leica QWin_V3图像处理软件在烃源岩有机岩石学定量分析中的应用

谢小敏，腾格尔，仰云峰，胡明霞，边立曾

(1.中国石油化工集团公司 油气成藏重点实验室，江苏 无锡 214126；2.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，江苏 无锡 214126)

LeicaQWin_V3图像处理软件在烃源岩有机岩石学定量分析中的应用

谢小敏1,2，腾格尔1,2，仰云峰1,2，胡明霞1,2，边立曾1,2

(1.中国石油化工集团公司 油气成藏重点实验室，江苏 无锡 214126；2.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，江苏 无锡 214126)

全岩光片有机岩石学分析中有机显微组分的定量统计是一项较繁琐的工作。Leica QWin_V3图像处理软件能对图片中相似光性特征的部分进行选取及定量计算，采用该软件进行烃源岩有机显微组分定量分析，能较好地对同一视域中灰度或颜色相近的有机显微组分进行选取及面积定量计算。通过对煤样中有机显微组分的面积定量统计显示，该软件的应用可较客观快速地进行有机显微组分定量分析，提高全岩有机岩石学分析效率。

QWin_V3图像处理软件；面积定量分析；有机岩石学；烃源岩

有机岩石学是以研究沉积岩中显微可见的固态分散有机质为对象，通过对不同显微组分的识别及统计，判断有机质类型，以求客观的评价烃源岩为最终目的[1-4]。有机岩石学中对有机显微组分的分析有2种：一是以煤岩学为基础的全岩光片有机岩石学分析[5-8]，二是以孢粉学为基础的干酪根镜检分析[9-10]。前者虽然对于无定形体部分分析不足[6,11]，但该分析方法周期短、速度快、费用低、直观，保存了有机质原始结构；与干酪根镜检相比较，能提供更多的信息，特别对成因、成烃母质、烃类生成与运移等方面的研究有明显的优越性[12]。因此，全岩光片有机岩石学分析广泛应用于烃源岩研究中[13-17]。

传统全岩光片有机岩石学分析是将样品磨碎，制成光片，利用反射光和荧光对有机显微组分进行鉴定，采用计数器来对有机显微组分数量进行定量统计，显微组分定量统计点网分布遵循S=0.5dmax公式规律: 当样品颗粒直径(d) 为1 mm , 点距和行距(S) 都为0.5 mm。每块样品有效统计点需大于800个，其中显微组分的总统计点数不少于16个[18-19]，根据统计点数占总有效点数的百分数表示各显微组分和矿物的体积分数。因此，计数器统计工作量大，且对于有机显微组分的体积分数按有效点的百分数表示存在一定的不足，尤其对于有机质颗粒较大，但是数量较少的显微组分，其百分数含量会偏少。

本文采用德国Leica公司生产的QWin_V3图像处理软件，对具有相似光性特征的有机显微组分进行选取，并进行相关定量计算，以期能从技术上提高全岩光片有机岩石学分析效率。

图1 Leica QWin_V3 图像软件对图片中不同光性特征矿物进行选取 图片由徕卡公司提供。Fig.1 Selection of minerals with different gray scales by means of Leica QWin_V3 image analysis software

1 Leica QWin_V3图像处理软件

1.1工作原理

Leica QWin_V3图像处理软件是对图像进行采集及显微定量分析的软件，采集过程中能对图像的亮度及曝光时间进行控制，最大限度地反映图像的真实情况；同时，该图像软件还能对图片中某些特殊区域进行选取，且能定量计算选取区域的面积、灰度、周长等物理参数。如图1所示，对样品中3种不同灰度的矿物颗粒A、B、C进行选取，选取结果(图1b)与原始照片(图1a)具有很强的一致性，同时，对选取的A、B、C各区域进行定量面积统计，可计算出各自占该视域的面积百分比分别为35.00%，3.50%，11.00%。该技术为有机显微组分的选取及定量统计奠定了基础。

1.2在有机岩石学定量分析中的应用

全岩光片有机显微组分鉴定主要根据样品反光显微镜下，交替使用白光和荧光，根据反射色、反射强度、结构形态、突起、内反射等反射光特征和荧光下颜色、形态及强度来进行鉴定[3,18]。因此，不同显微组分反射光下反射色具有一定的差异，反射色的差异可以体现在灰度上不同，而荧光下，不同显微组分具有不同的荧光特征。据此，可利用Leica QWin_V3图像处理软件对不同灰度或颜色的显微组分进行选取，同时，对于具有相同灰度或颜色不同的显微组分，可以进行擦除，对于图像处理软件未选取的组分也可进行选取，增加了软件选取的灵活性，更准确地对同一有机显微组分进行选取。

显微组分定量计算的目的是为了得到不同组分的体积分数，以此来进行烃源岩类型指数判断。目前，中国石油天然气行业标准《全岩光片显微组分测定方法》(SY/T 6414-1999)[18]采用计数器对不同显微组分数量进行统计，即用显微组分统计点数占总的有效点数的分数来代表不同显微组分所占的体积分数。如一个体积较大的碎屑镜质体与一个体积较小的孢粉体，以计数器统计，各占50%，但是碎屑镜质体颗粒较大，其体积分数明显大于孢粉体的体积分数，因此，以计数器统计点数的方法存在一定的不足。由于显微组分是在显微镜下进行鉴定，所观察到的只能是一个二维图像，难以观察到三维特征从而对不同显微组分进行准确的体积计算。烃源岩中有机质由于受强烈的压实压扁作用，其厚度较薄且差异较小，对于有机质的二维图像，其面积百分比能更真实地反映不同显微组分所占的体积比。因此，本研究主要采用Leica QWin_V3图像处理软件进行选取及面积定量计算，期望能更真实地反映烃源岩中有机质的组成特征。

2 应用实例

选取了济宁太原组的一个煤样品，样品成熟度较低，镜质体反射率Ro=0.54%。将该煤样粉碎至粒径0.5～1.0 mm，用钢筛筛分出较均一的颗粒，用502胶粘贴，经粗磨、细磨及抛光制成光片。将光片滴上油浸，在50倍油浸物镜下进行观察，每个光片采用反光与荧光交替对该样品从上至下进行观察测定。反射光下，利用QWin_V3图像处理软件对深灰色镜质体和灰白色丝质体(图2a，b)分别进行面积定量测定；同一视域上切换为荧光光路，并对发荧光的壳质组组分进行面积定量测定(图2c，d)，这样便得到同一点上镜质体、丝质体和壳质体分别占整个视域的面积百分比。如视域中有树胶，可选中树胶，测出其面积百分比并将其扣除，如遇到树胶所占比例较大(大于50%)的视域视为无效点。

图2 Leica Qwin_V3 图像软件对同一视域中丝质组组分和壳质组组分进行选取及面积分析Fig.2 Selection and area quantitative analysis of fusinite and liptinite components in same sight by means of Leica QWin_V3 image analysis software

利用这种方法从上至下对煤样进行分析，将每个视域中的壳质组、镜质组和惰质组组分所占的面积百分比列在Excel表中(表1)，统计所有有机质的百分比之和除以有效视域数，可得到该煤样的有机质含量；再用总的壳质组、镜质组、惰质组含量分别除以总有机质含量，可得到壳质组、镜质组和惰质组各占有机显微组分的相对百分比(表1)。结果显示，该煤样中有机质含量很高，有机质占95.0%，壳质组、镜质组和惰质组各占总有机质的4.3%，84.7%，11.0%(表1)。研究表明，该软件能较客观较快速地对煤样中有机显微组分进行定量分析。

3 结论

利用Leica Qwin图像处理软件能较客观、快速地对全岩有机显微组分进行统计分析，值得推广和应用，但在操作中对于有机质选取和视域统计的规范，还需要进一步完善。此外，由于该软件对同一显微组分的选取依据图片灰度和颜色来进行，因此，对成熟度较低的烃源岩样品能进行较好的选取。而对于热演化程度较高的样品，由于有机显微组分灰度差别不大，故难以进行很好的选取，该软件还有待进一步完善。

表1 煤样中各视域显微组分面积定量统计Table 1 Area quantitative statistics of coal macerals

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(编辑徐文明)

ApplicationofLeicaQWin_V3imageanalysissoftwareinorganicpetrologicquantitativestudy

Xie Xiaomin1,2, Tenger1,2, Yang Yunfeng1,2, Hu Mingxia1,2, Bian Lizeng1,2

(1.SINOPECKeyLaboratoryofPetroleumAccumulationMechanisms,Wuxi,Jiangsu214126,China;2.WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,SINOPEC,Wuxi,Jiangsu214126,China)

The quantitative analysis of whole rock macerals is a complex job for organic petrology. The Leica QWin_V3 image analysis software can select the macerals with similar gray scale or color and make quantitative analysis in selected area, such as circumference, diameter and so on. Area quantitative statistics of whole rock macerals of coal samples have proved that this software succeeds in organic petrologic quantitative study.

Leica QWin_V3 image analysis software; area quantitative analysis; organic petrology; source rock

1001-6112(2013)04-0468-05

10.11781/sysydz201304468

TE135

A

2012-07-21；

2013-05-30。

谢小敏(1984—)，女，硕士，从事有机岩石学、油气地球化学研究。E-mail: xiexm.syky@sinopec.com。

国家自然科学基金项目“地质环境及生物演化与海相优质烃源岩形成”(40839910)资助。