[發明專利]一種三維礦物模型建立的方法

在審

• 申請號: 202210660468.8
• 申請日: 2022-06-13
• 公開（公告）號: CN115078422A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 田亞;劉麗紅;張遠銀;韓淼
• 申請（專利權）人: 中國地質調查局油氣資源調查中心
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明提供了一種三維礦物模型的建立方法，包括：選擇巖石樣品，放入CT掃描儀中獲取X射線CT掃描獲取圖像，進行三維重構生成三維巖石模型；將巖石樣品制備成巖石薄片樣品進行礦物成分定量分析，獲取礦物分布的二維圖像；在三維巖石模型中尋找與礦物分布的二維圖像相同的圖像，對所述三維巖石模型中的相同礦物顆粒進行標定，確定不同灰度值代表的礦物成分，根據所述標定區域的灰度值在所述三維巖石模型中選擇相同灰度值的區域進行標定進行礦物成分填充，礦物成分填充完善后，三維礦物模型建立。本發明建立了標準孔隙和各主要礦物的多元三維礦物模型，從而更好地進行儲層表征和巖石參數模擬，為后期儲層評價和有利勘探區選取提供了依據。

所屬領域

本發明涉及油氣儲層評價方向，具體涉及一種三維礦物模型的建立方法。

背景技術

目前，三維巖石模型的建立多為二元巖石模型，即僅將礦物顆粒和孔隙結構進行了區分，對于三維的礦物模型，尚無有效的手段。對于三維巖石模型，現有的建模手段包括物理重建法和隨機建模法：

物理重建法：該方法主要通過獲取巖石樣品的不同切片，通過X射線CT掃描和聚焦離子束-掃描電鏡等手段獲取巖石樣品的二維圖像，隨后采用特定的算法對二維圖像進行三維重構，建立三維巖石模型。該方法的優點在于獲取的為真實巖石特征，且掃描精度覆蓋廣，可建立微米-納米級別的三維巖石模型，同時基于X射線CT掃描方法建立三維巖石模型時，對于巖石樣品完全無損，掃描完后可開展其它類型的實驗。該方法的缺點主要在于圖像獲取成本高，耗時長。

數字重建法：該方法是對儲層巖石特征進行不同參數的統計后，根據不同參數進行約束，利用數值模擬的方法建立三維數字巖石模型，比較常見的方法包括高斯隨機場法、模擬退火法、順序指示模擬法、多點地質統計法和地質過程法等。該方法的優勢在于建模時間短，且根據需求可隨時調整參數，更靈活地獲取數字巖石模型，缺點在于建立的模型可能和實際巖石相差較大，從而影響后續的參數模擬。

發明內容

本發明解決了常規三維巖石模型的建立僅能表征孔隙和固體礦物顆粒的二元模型的問題，建立了標準孔隙和各主要礦物的多元三維礦物模型，從而更好地進行儲層表征和巖石參數模擬，為后期儲層評價和有利勘探區選取提供了依據。

一種三維礦物模型的建立方法，包括如下步驟：

步驟100、構建三維巖石模型：選擇巖石樣品，放入CT掃描儀中進行X射線CT掃描，獲取X射線CT掃描圖像，對獲取的所述X射線CT掃描圖像進行三維重構，生成三維巖石模型；

步驟200、礦物成分定量分析：將已完成X射線CT掃描的所述巖石樣品，制備成巖石薄片樣品進行礦物成分定量分析，獲取礦物分布的二維圖像；

步驟300、三維礦物模型建立：在所述三維巖石模型中尋找與所述礦物分布的二維圖像相同的圖像，利用所述礦物分布的二維圖像，對所述三維巖石模型中的相同礦物顆粒標定為標定區域，完成礦物分布的配準后，確定不同灰度值代表的成分，根據所述標定區域的灰度值在所述三維巖石模型中選擇相同灰度值的區域進行標定，依據不同灰度值代表的成分對所述標定區域進行成分填充，成分填充完善后，三維礦物模型建立。

在一些申請實施方式中，步驟100中對獲取的所述X射線CT掃描圖像進行三維重構的過程中，選擇無偽像的X射線CT掃描圖像進行三維重構。

在一些申請實施方式中，步驟200中所述巖石薄片樣品的制備包括切割、注膠、機械研磨、氬離子拋光和鍍膜。

在一些申請實施方式中，制備一個或多個所述巖石薄片樣品。

在一些申請實施方式中，步驟300中配準的具體過程為：在生成所述三維巖石模型的X射線CT掃描圖像中，利用所述礦物分布的二維圖像，對不同灰度和形態的顆粒進行成分標定，記為標定區域，確定所述三維巖石模型上不同顆粒的礦物成分，進而確定生成所述三維巖石模型上相同灰度值的區域為相同礦物成分。