電腦斷層掃描儀的原理是基于X射線與物質的相互作用。與常規實驗方法相比，CT掃描具有成像直觀、分辨率高、對樣品無損傷的優點。
利用電腦斷層掃描儀獲得均質石膏、花崗巖、砂巖和白云巖的CT掃描圖像，研究了巖石的內部結構及組分，利用CT掃描研究了氣體在煤的微孔隙中的吸附與運移作用。但是，頁巖儲層非均質性強，礦物含量相同的頁巖儲層，其內部礦物分布特征存在差異。
應用CT掃描技術來研究頁巖結構組分及孔隙結構的基本原理是：利用X射線穿透頁巖樣品，收集由于頁巖中物質的吸收而衰減了的射線強度，其值可用CT數表示，CT數的大小可反映頁巖體結構內部各組分的詳細信息。
在CT掃描灰度圖像中，不同密度的巖石具有不同的CT值，可表現為不同的灰度值。一幅巖石CT掃描圖像，其灰度共有256個級別，其中0為zui暗（全黑），255為zui亮（全白）。不同的顏色區間代表了不同的物質類型。
為了研究頁巖儲層的非均質性，利用數字圖像處理技術對頁巖CT掃描圖像進行分析，研究頁巖礦物組分的分布特征，并討論礦物組分的含量與分形維數之間的關系。
在頁巖CT掃描圖像上顯示礦物組分的密度大于有機質和微孔隙的密度，因此頁巖礦物組分很容易被識別出來。同時，頁巖礦物組分的分布具有分形特征，表現出一定的自相似性，礦物組分的分形維數可以有效地反映礦物組分的非均質性。
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