[發(fā)明專利]一種基于CT掃描圖像的復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)開度分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111390243.7
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114037695A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋文輝;姚軍;張凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06K9/62;G06V10/764
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 李娜

本發(fā)明涉及一種基于CT掃描圖像的復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)開度分析方法，包括：對巖石樣本進行掃描，得到掃描后的巖石樣本三維圖像，并對其進行預(yù)處理，得到裂縫相和固體骨架相；基于裂縫相中各體素點與固體骨架相壁面的距離，得到裂縫相歐氏距離矩陣；去除裂縫相邊界體素，得到裂縫相居中軸線，并記錄裂縫相居中軸線上每一點的坐標(biāo)位置；基于裂縫相居中軸線上每一點的坐標(biāo)位置，在裂縫相歐式距離矩陣中得到對應(yīng)坐標(biāo)位置之間的歐氏距離，進而得到裂縫相開度分布值。本發(fā)明方法保留了復(fù)雜裂縫內(nèi)分支縫間的聯(lián)通性、平板狀延伸幾何結(jié)構(gòu)以及局部交叉形狀信息，克服了現(xiàn)有儲層參數(shù)分析方法對復(fù)雜裂縫開度分析不適用的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于CT掃描圖像的復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)開度分析方法。

背景技術(shù)

隨著我國常規(guī)中高滲油氣儲層勘探開發(fā)程度的不斷提高，低滲、特低滲油氣儲層高效開發(fā)得到廣泛重視。低滲、特低滲油氣儲層通常通過水力壓裂產(chǎn)生高導(dǎo)流能力的復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)以提高油氣流動能力。準(zhǔn)確表征裂縫開度對預(yù)測油氣產(chǎn)量，制定合理生產(chǎn)制度至關(guān)重要。目前儲層參數(shù)表征方法主要包括巖心物理實驗方法和數(shù)字圖像分析法。巖心物理實驗方法主要包括壓汞法、核磁共振方法以及氮氣吸附法，但巖心物理實驗方法測量得到的孔隙尺寸分布同時包含基巖系統(tǒng)和裂縫系統(tǒng)，無法單獨表征裂縫系統(tǒng)開度分布。數(shù)字圖像分析法主要通過CT掃描巖樣，得到巖樣數(shù)字圖像。通過對巖樣數(shù)字圖像二值化處理分割空隙相和固體骨架，基于空隙相提取孔隙網(wǎng)絡(luò)模型分析孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)。孔隙網(wǎng)絡(luò)模型將局部空隙空間簡化為一系列規(guī)則形狀的孔隙(圓形、正方形、三角形)，由于對空隙空間進行了規(guī)則化處理，因此準(zhǔn)確度較低。另一方面，孔隙網(wǎng)絡(luò)模型方法只能描述基巖多孔介質(zhì)內(nèi)局部孔隙尺寸，無法表征空隙空間多為平板狀延伸交叉的強非均質(zhì)性復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)開度。因此現(xiàn)有儲層孔隙結(jié)構(gòu)表征方法對巖石復(fù)雜裂縫開度計算不適用，亟需建立一套準(zhǔn)確快速的巖石復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)開度計算和分析方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了目前巖石孔隙結(jié)構(gòu)表征方法對復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)開度計算不適用，精度低的難題，本發(fā)明方法能夠準(zhǔn)確快速計算得到復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)開度分布，為裂縫性巖石結(jié)構(gòu)表征提供依據(jù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于CT掃描圖像的巖石復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)開度分析方法，包括：

對巖石樣本進行掃描，得到掃描后的巖石樣本三維圖像，并對所述三維圖像進行預(yù)處理，得到所述巖石樣本的裂縫相和固體骨架相；

基于所述裂縫相中各體素點與固體骨架相壁面的距離，得到裂縫相歐氏距離矩陣D'；

去除所述裂縫相邊界體素，得到裂縫相居中軸線，并記錄所述裂縫相居中軸線上每一點的坐標(biāo)位置；

基于所述裂縫相居中軸線上每一點的坐標(biāo)位置，通過所述裂縫相歐式距離矩陣D'中，得到對應(yīng)的所述坐標(biāo)位置之間的歐氏距離，進而得到裂縫相開度分布值A(chǔ)_per。

優(yōu)選地，對所述三維圖像進行二值化預(yù)處理操作，并采用閾值法進行計算：

其中，V_g(x，y，z)為掃描的巖石樣本三維圖像坐標(biāo)點(x，y，z)位置對應(yīng)的灰度值，T為用于分割裂縫相的給定閾值，V_b(x，y，z)為二值化后的巖石樣本圖像坐標(biāo)點(x，y，z)位置對應(yīng)的數(shù)值，固體骨架相區(qū)域為1，裂縫相區(qū)域為0，裂縫相區(qū)域?qū)?yīng)坐標(biāo)點標(biāo)記為x_f，y_f，z_f。

優(yōu)選地，通過裂縫相歐式距離稀疏矩陣D得到所述裂縫相中各體素點位置，進而得到所述裂縫相歐式距離矩陣D'。

優(yōu)選地，所述裂縫相中各體素點位置的計算方法如下式(2)所示：