[發(fā)明專(zhuān)利]基于變差函數(shù)及孔隙度的多孔介質(zhì)表征單元體確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710944216.7
• 申請(qǐng)日: 2017-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107784169B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張挺
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 上海申匯專(zhuān)利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

一種基于變差函數(shù)及孔隙度的多孔介質(zhì)表征單元體確定方法，涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是確定表征單元體的技術(shù)問(wèn)題。該方法先根據(jù)多孔介質(zhì)體的三維結(jié)構(gòu)圖，繪制多孔介質(zhì)體的孔隙在三維直角坐標(biāo)系中的變差函數(shù)曲線；再根據(jù)多孔介質(zhì)體的三維結(jié)構(gòu)圖的分辨率，計(jì)算出變差函數(shù)曲線的變程在三個(gè)坐標(biāo)軸上的長(zhǎng)度，并以該三個(gè)長(zhǎng)度為長(zhǎng)、寬、高構(gòu)建一個(gè)長(zhǎng)方體模板；然后將該長(zhǎng)方體模板在多孔介質(zhì)體的三維結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部遍歷，根據(jù)長(zhǎng)方體模板內(nèi)所包含的多孔介質(zhì)的孔隙度與多孔介質(zhì)體的整體孔隙度的差值來(lái)確定實(shí)際的表征單元體。本發(fā)明提供的方法，可廣泛應(yīng)用于油氣勘探開(kāi)發(fā)和地質(zhì)分析等一些工程和科學(xué)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，特別是涉及一種基于變差函數(shù)及孔隙度的多孔介質(zhì)表征單元體確定方法的技術(shù)。

背景技術(shù)

多孔介質(zhì)流體傳輸問(wèn)題所涉及的研究范圍包括分子水平、微觀水平和宏觀水平三類(lèi)。基于分子水平和微觀水平上的研究都有局限性。因此，宏觀方法(基于宏觀水平)以其無(wú)需知道流體分子和介質(zhì)詳細(xì)信息的優(yōu)勢(shì)被更廣泛的應(yīng)用于工程實(shí)際中。宏觀方法假設(shè)多孔介質(zhì)中的流體和固體都是連續(xù)介質(zhì)，并假設(shè)它們?cè)诳臻g各點(diǎn)都是連續(xù)分布的，流體與固體介質(zhì)之間可以發(fā)生相互作用。在構(gòu)造相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型時(shí)，需要在宏觀水平上對(duì)多孔介質(zhì)內(nèi)某一點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，真實(shí)的參數(shù)值通常取為對(duì)應(yīng)的一定范圍內(nèi)的平均值。這種對(duì)應(yīng)的平均范圍被稱(chēng)作為表征單元體(Representative Elementary Volume)，簡(jiǎn)稱(chēng)REV。

REV是多孔介質(zhì)流體傳輸問(wèn)題中的一個(gè)非常重要的概念。與孔隙尺度相比，REV尺度相對(duì)要大很多。對(duì)于均質(zhì)多孔介質(zhì)，選擇不同的多孔介質(zhì)尺寸對(duì)最終平均值的影響可能不是很明顯。然而，對(duì)于非均質(zhì)多孔介質(zhì)而言，所獲得的多孔介質(zhì)的參數(shù)平均值往往會(huì)隨多孔介質(zhì)尺寸不同而發(fā)生變化，現(xiàn)有的REV確定方法對(duì)于非均質(zhì)多孔介質(zhì)的效果較差，所選取的REV的基本參數(shù)會(huì)隨空間的變化產(chǎn)生較大的變動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)非均質(zhì)多孔介質(zhì)效果好，所選取的表征單元體的基本參數(shù)變動(dòng)小的基于變差函數(shù)及孔隙度的多孔介質(zhì)表征單元體確定方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的一種基于變差函數(shù)及孔隙度的多孔介質(zhì)表征單元體確定方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)獲取多孔介質(zhì)體的三維結(jié)構(gòu)圖，并定義一個(gè)三維直角坐標(biāo)系，再根據(jù)多孔介質(zhì)體的三維結(jié)構(gòu)圖，繪制多孔介質(zhì)體的孔隙在該坐標(biāo)系中的變差函數(shù)曲線；

2)根據(jù)多孔介質(zhì)體的三維結(jié)構(gòu)圖的分辨率，計(jì)算出多孔介質(zhì)體的孔隙的變差函數(shù)曲線的變程在三維直角坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸上的長(zhǎng)度Lx、Ly、Lz，并以該三個(gè)長(zhǎng)度Lx、Ly、Lz為長(zhǎng)、寬、高構(gòu)建一個(gè)長(zhǎng)方體模板；

3)預(yù)先設(shè)定一個(gè)閾值θ，并將步驟2)所構(gòu)建的長(zhǎng)方體模板在多孔介質(zhì)體的三維結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部遍歷；

設(shè)長(zhǎng)方體模板在多孔介質(zhì)體的三維結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部遍歷時(shí)，長(zhǎng)方體模板內(nèi)所包含的多孔介質(zhì)的孔隙度為φ2，設(shè)多孔介質(zhì)體的整體孔隙度為φ1；孔隙度是指多孔介質(zhì)中的孔隙的體積與多孔介質(zhì)體的體積的比值；

如果有|φ1-φ2|θ，則將長(zhǎng)方體模板內(nèi)所包含的多孔介質(zhì)作為實(shí)際的表征單元體。

本發(fā)明提供的基于變差函數(shù)及孔隙度的多孔介質(zhì)表征單元體確定方法，利用變差函數(shù)能夠反映變量在某個(gè)方向上空間結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)性和變異性的能力，確定表征單元體的大小，對(duì)非均質(zhì)多孔介質(zhì)的表征單元體的確定具有較好的效果，所選取的表征單元體的基本參數(shù)變動(dòng)小，有利于對(duì)于多孔介質(zhì)流體傳輸問(wèn)題的研究。

附圖說(shuō)明

圖1是變差函數(shù)曲線的示意圖；

圖2是實(shí)驗(yàn)用的砂巖體在三維直角坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸的變差函數(shù)曲線圖。

具體實(shí)施方式