[发明专利]一种基于CT扫描图像的复杂裂缝网络开度分析方法

说明书

本发明涉及一种基于CT扫描图像的复杂裂缝网络开度分析方法，包括：对岩石样本进行扫描，得到扫描后的岩石样本三维图像，并对其进行预处理，得到裂缝相和固体骨架相；基于裂缝相中各体素点与固体骨架相壁面的距离，得到裂缝相欧氏距离矩阵；去除裂缝相边界体素，得到裂缝相居中轴线，并记录裂缝相居中轴线上每一点的坐标位置；基于裂缝相居中轴线上每一点的坐标位置，在裂缝相欧式距离矩阵中得到对应坐标位置之间的欧氏距离，进而得到裂缝相开度分布值。本发明方法保留了复杂裂缝内分支缝间的联通性、平板状延伸几何结构以及局部交叉形状信息，克服了现有储层参数分析方法对复杂裂缝开度分析不适用的缺陷。

技术领域

本发明涉及油气开发技术领域，特别是涉及一种基于CT扫描图像的复杂裂缝网络开度分析方法。

背景技术

随着我国常规中高渗油气储层勘探开发程度的不断提高，低渗、特低渗油气储层高效开发得到广泛重视。低渗、特低渗油气储层通常通过水力压裂产生高导流能力的复杂裂缝网络以提高油气流动能力。准确表征裂缝开度对预测油气产量，制定合理生产制度至关重要。目前储层参数表征方法主要包括岩心物理实验方法和数字图像分析法。岩心物理实验方法主要包括压汞法、核磁共振方法以及氮气吸附法，但岩心物理实验方法测量得到的孔隙尺寸分布同时包含基岩系统和裂缝系统，无法单独表征裂缝系统开度分布。数字图像分析法主要通过CT扫描岩样，得到岩样数字图像。通过对岩样数字图像二值化处理分割空隙相和固体骨架，基于空隙相提取孔隙网络模型分析孔隙结构参数。孔隙网络模型将局部空隙空间简化为一系列规则形状的孔隙(圆形、正方形、三角形)，由于对空隙空间进行了规则化处理，因此准确度较低。另一方面，孔隙网络模型方法只能描述基岩多孔介质内局部孔隙尺寸，无法表征空隙空间多为平板状延伸交叉的强非均质性复杂裂缝网络开度。因此现有储层孔隙结构表征方法对岩石复杂裂缝开度计算不适用，亟需建立一套准确快速的岩石复杂裂缝网络开度计算和分析方法。

发明内容

本发明解决了目前岩石孔隙结构表征方法对复杂裂缝网络开度计算不适用，精度低的难题，本发明方法能够准确快速计算得到复杂裂缝网络开度分布，为裂缝性岩石结构表征提供依据。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于CT扫描图像的岩石复杂网络开度分析方法，包括：

对岩石样本进行扫描，得到扫描后的岩石样本三维图像，并对所述三维图像进行预处理，得到所述岩石样本的裂缝相和固体骨架相；

基于所述裂缝相中各体素点与固体骨架相壁面的距离，得到裂缝相欧氏距离矩阵D'；

去除所述裂缝相边界体素，得到裂缝相居中轴线，并记录所述裂缝相居中轴线上每一点的坐标位置；

基于所述裂缝相居中轴线上每一点的坐标位置，通过所述裂缝相欧式距离矩阵D'中，得到对应的所述坐标位置之间的欧氏距离，进而得到裂缝相开度分布值A_per。

优选地，对所述三维图像进行二值化预处理操作，并采用阈值法进行计算：

其中，V_g(x，y，z)为扫描的岩石样本三维图像坐标点(x，y，z)位置对应的灰度值，T为用于分割裂缝相的给定阈值，V_b(x，y，z)为二值化后的岩石样本图像坐标点(x，y，z)位置对应的数值，固体骨架相区域为1，裂缝相区域为0，裂缝相区域对应坐标点标记为x_f，y_f，z_f。

优选地，通过裂缝相欧式距离稀疏矩阵D得到所述裂缝相中各体素点位置，进而得到所述裂缝相欧式距离矩阵D'。

优选地，所述裂缝相中各体素点位置的计算方法如下式(2)所示：