[发明专利]基于Micro-CT技术的储层岩心多组织模型构建方法

说明书

本发明涉及一种基于Micro‑CT技术的储层岩心多组织模型构建方法，该方法以岩心的Micro‑CT扫描图像为基础，通过图像处理、表面模型构建、四面体分割等方法，重构出岩心的四面体模型，然后建立多组织岩心的模型。本发明构建出的多组织模型能够有效还原储层岩心的结构，提高储层岩心多组织模型构建结果的准确性，为下一步对储层岩心多组织结构进行数值分析与模拟奠定基础，适用于结构复杂、细节较多的储层岩心的多组织模型构建。

技术领域

本发明涉及模型构建技术，具体地说，涉及一种基于储层岩心真实结构建立其三维实体模型的方法。

背景技术

储层岩石是一种天然非均质材料，可看作是由具有复杂几何形态的不同矿物颗粒、云母及裂纹等组成的非均质多组织复合材料。各组织的物理和力学性质存在很大的差异，各组织之间的相互作用直接影响了储层岩石的宏观力学特性和受力分布特征。普通岩石物理试验过程中，研究人员难以观测研究岩石内部裂缝扩展情况和确定各组织之间的受力情况。而通过构建储层岩石多组织模型，有助于研究人员对岩石破坏机理、裂缝扩展情况及岩石内各组织之间的相互作用等有更深入的研究。

目前，多组织建模技术在医学方面的应用较为广泛。国外从人体断层图像到多组织人体模型技术的研究开展的较早，其中最具代表性的是SimBio和GEMSS项目。目前已实现商业化的图像重建软件中，比较有代表性的有Amira和SimPleware等，两者均可以实现原始图像预处理、面网格生成、体网格生成及材料属性复制等功能。国内对于多组织建模软件关键技术的研究仍处于起步阶段。具有代表性的是清华大学的杨晓松提出的一种直接建立四面体网格的方法，通过医学图像的体数据的分类，直接建立四面体网格，并且可以生成具有自适应密度的多组织四面体模型。

多组织岩心建模不同于医学中的多组织，其表面结构极其粗糙，表面细节多，组织间的分界面复杂。现有医学方面的多组织建模方法针对人体器官，其组织表面较为平滑、连续，不适用于储层岩心，模型构建效果较差，构建出的多组织模型无法还原储层岩心的结构。在石油地质领域，Micro-CT技术主要用于岩心的快速无损检测，包括岩心的密度、孔隙度及饱和度变化等。目前也存在利用Micro-CT扫描图像对岩心模型进行三维重建，并用于物理参数计算的研究，进行岩心结构重建并进行数值分析的研究也已存在，但基于Micro-CT图像多组织岩心建模技术尚没有相关应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷和不足，提供了一种基于Micro-CT技术的储层岩心多组织模型构建方法，该方法构建的多组织模型能够很好的还原储层岩心组织的结构，提高储层岩心多组织模型构建结果的准确性。

根据本发明一实施例，提供了一种基于Micro-CT技术的储层岩心多组织模型构建方法，含有以下步骤：

(一)采用Micro-CT技术对储层岩心进行扫描，获得储层岩心的断面扫描图像；

(二)采用中值滤波算法对图像进行预处理，去除图像所含噪声；采用分水岭算法对滤波后的图像进行图像分割，并提取分割后图像的三维数据(x,y,z,gray)，其中x、y为像素在图像中的坐标，z为像素所在图像的序列号，gray为像素的灰度图像；

(三)根据步骤(二)中获得的图像三维数据，利用Marching Cubes算法生成储层岩心的表面模型；

(四)利用约束Delaunay四面体剖分算法，以步骤(三)中重构得到的储层岩心的表面模型为约束，生成储层岩心的四面体模型；

(五)对四面体模型顶点属性信息插值进行组织标记，找出与岩心的四面体模型顶点属性信息插值相对应的多组织体数据点，将组织标记信息复制插入至岩心的四面体模型中；经点对点的组织标记信息，得到一系列顶点带有组织标记的四面体单元，根据顶点的组织信息，对四面体单元进行组织标记；