[發(fā)明專利]一種對(duì)巖芯樣品進(jìn)行CT掃描分析處理的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110338084.6
• 申請(qǐng)日: 2011-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN103091342A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周楓;馬中高;趙群;沈忠秋;王輝明;宗遐齡;何曉冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01N23/04
• 分類號(hào): G01N23/04;G01N21/84;G01N29/07
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 劉明華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖石物理研究領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)巖芯樣品進(jìn)行CT掃描分析處理的方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于巖石的物理研究，有以下幾種方法：

巖石薄片研究法：利用偏光顯微鏡對(duì)巖石薄片進(jìn)行礦物成分及其光學(xué)特性的測(cè)定，通過該方法能夠確定巖石中的礦物類別。此方法已被廣泛應(yīng)用于巖石組分研究，也形成了相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如巖石薄片鑒定，SY/T?5368-2000)；

計(jì)算機(jī)橫斷掃描技術(shù)(簡(jiǎn)稱CT)：工業(yè)CT技術(shù)即工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描成像技術(shù)，是80年代興起并迅速發(fā)展的一項(xiàng)高新技術(shù)，能在無損條件下，測(cè)量計(jì)算出被測(cè)物斷面的密度分布，并以計(jì)算機(jī)圖像的形式，通過灰度變化反映出斷面材質(zhì)的密度變化，從而清晰直觀地呈現(xiàn)出斷面內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況及材質(zhì)組成。在石油行業(yè)，工業(yè)CT技術(shù)被用于油氣藏的研究領(lǐng)域，并發(fā)展成為研究多孔介質(zhì)特征的重要工具。在公開發(fā)表的文獻(xiàn)中，也可查閱到通過CT掃描測(cè)量巖芯孔隙度(鄭連清，1998)和飽和度(黃瑞瑤，1999)的相關(guān)資料；

巖石超聲波速度測(cè)試技術(shù)：巖石聲波速度是巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，測(cè)量聲波速度的方法基本可以分為三類：共振法、脈沖法和干涉法。目前常用的測(cè)試方法是超聲脈沖方法，采用超聲-時(shí)間方法測(cè)試巖石的聲波速度。該法主要利用彈性脈沖，即彈性波在固體介質(zhì)中的傳播時(shí)間來計(jì)算速度。具體方法如圖1所示，即由發(fā)射探頭發(fā)射一個(gè)中心頻率為0.5MHz的超聲脈沖，測(cè)量該脈沖透過巖樣到達(dá)接收探頭的縱、橫波初至?xí)r間，扣除縱橫波在發(fā)射探頭和接收探頭內(nèi)的傳播時(shí)間(即零時(shí))，獲得縱橫波實(shí)際透過巖樣的傳播時(shí)間。根據(jù)該時(shí)間和巖樣長(zhǎng)度即可計(jì)算出超聲波穿過巖樣的縱橫波速度。

聲波在巖石中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生自然衰減，因此現(xiàn)有的巖石聲波速度測(cè)試方法對(duì)巖芯的大小和形狀都有比較嚴(yán)格的要求。在測(cè)試前必須要對(duì)巖芯進(jìn)行切割和加工，并且能夠進(jìn)行測(cè)試的巖芯的大小與超聲波的能量有密切關(guān)系。這樣的測(cè)試方法對(duì)巖芯造成了不可逆轉(zhuǎn)的破壞，限制了巖芯的重復(fù)使用，而石油行業(yè)的鉆井巖芯通常取自地下數(shù)千米，成本極高。另外，超聲測(cè)試是測(cè)試加工后的巖芯樣品整體的速度值，而自然界的巖石是不均一的各向異性體，測(cè)試結(jié)果不能很好的展現(xiàn)巖芯的各向異性特征。

通常砂巖超聲波速度的測(cè)試需要根據(jù)測(cè)試設(shè)備的要求，先將巖芯樣品切割規(guī)則的形狀(方形、圓柱形等)，才能進(jìn)行速度測(cè)試。測(cè)試得到的速度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性收到聲波探頭與巖芯樣品耦合程度、巖芯樣品本身對(duì)超聲波的衰減能力等因素的影響。這樣的測(cè)試方法，破壞了鉆井取得巖芯的完整，也將大量的人力和時(shí)間耗費(fèi)在巖芯樣品加工上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種對(duì)巖芯樣品進(jìn)行CT掃描分析處理的方法，利用CT圖像灰度值計(jì)算巖芯聲波速度，避免破壞巖芯，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖芯樣品的重復(fù)使用，縮減鉆井取芯的數(shù)量，節(jié)約取芯費(fèi)用和巖芯加工的人力、物力消耗。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種對(duì)巖芯樣品進(jìn)行CT掃描分析處理的方法，所述方法首先鑒定巖芯樣品的礦物成分和含量，然后對(duì)巖芯樣品進(jìn)行CT掃描，獲得巖芯樣品的三維灰度圖像，再結(jié)合巖芯樣品中的礦物成分和含量獲得巖芯樣品內(nèi)部的密度值分布，再由密度值分布獲得巖芯樣品內(nèi)部的礦物相分布，然后根據(jù)各個(gè)礦物相固有的聲波速度值得到巖芯樣品內(nèi)部的聲波速度值分布，最后根據(jù)得到的聲波速度值分布得到巖芯樣品的聲波速度值，用于研究巖芯的各向異性特征。

所述方法包括以下步驟：

(1)在巖芯樣品上取下一小塊制作成巖石薄片；

(2)在顯微鏡下對(duì)步驟(1)得到的巖石薄片進(jìn)行鑒定，確定其礦物成分和主要礦物的體積百分含量；

(3)對(duì)巖芯樣品進(jìn)行CT掃描，然后在計(jì)算機(jī)重構(gòu)的三維灰度圖像上確定需要計(jì)算速度的切面，并在該切面上找到亮度最高的礦物和亮度最低的孔隙，所述亮度最高的礦物即為標(biāo)定礦物，讀取亮度最高的礦物的的灰度值作為標(biāo)定礦物灰度值，讀取亮度最低的孔隙的灰度值作為孔隙灰度值；在切面上確定用于測(cè)試的測(cè)線的位置、方向和長(zhǎng)度，并按照設(shè)定的間距在該測(cè)線上確定各個(gè)測(cè)點(diǎn)的位置，然后從三維灰度圖像的數(shù)據(jù)中取出測(cè)線上各個(gè)測(cè)點(diǎn)的灰度值；