[发明专利]一种测试压裂支撑剂圆球度的方法

摘要

本发明公开了一种测试压裂支撑剂圆球度的方法，属于油气田开发技术领域，本发明采用体视显微镜完成数据采集工作，节省了人力，自动化程度高；采用原始定义测试方式，以圆度初始定义为出发点计算颗粒圆球度，测试精度高；借助混合编程数据处理技术，提高了计算速度和精度；克服了不同分辨率颗粒圆球度差距大的问题；解决了现有技术测试数量少、速度慢、精度低等缺点，提高了支撑剂颗粒的检测水平；有力地支持了现场压裂技术的开展。

主权项

1.一种测试压裂支撑剂圆球度的方法，其特征在于：采用体视显微镜，包括如下步骤：步骤1：通过体视显微镜对多粒支撑剂颗粒进行图像采集，并对采集的图像初步预处理，根据图像特征判断支撑剂颗粒的类型；若：判断结果是支撑剂颗粒为石英砂类支撑剂颗粒，则执行步骤2；或判断结果是支撑剂颗粒为陶瓷类支撑剂颗粒，则执行步骤3；步骤2：通过计算支撑剂颗粒的轮廓上所有角点处的内切圆半径，计算支撑剂颗粒的圆度；通过计算支撑剂颗粒的轮廓的长轴、短轴，计算支撑剂颗粒的球度，具体包括如下步骤：步骤2.1：图像预处理：去噪、二值化，并获取轮廓点集；采用自动阈值法将图像二值化，使用二维中值滤波法去除图像噪声，从预处理完成的图像中获取单一支撑剂颗粒的轮廓，并记录轮廓点；步骤2.2：曲线平滑处理；步骤2.3：角点判定；步骤2.4：计算圆度；具体包括：步骤2.4.1：计算角点内切圆半径，具体包括如下步骤：步骤2.4.1.1：设定点集合假设轮廓线上共有点P1、P2、P3……Pn，假设计算过程中使用到的点集合为P1、P2、P3……Pn、Pn+1……Pn+n/2，其中Pn+1＝P1，Pn+2＝P2……Pn+n/2＝Pn/2；步骤2.4.1.2：角点内切圆拟合使用非线性最小二乘法对点集进行拟合，拟合出的曲线以误差的平方和最小为准则，记录拟合圆的半径和圆心；步骤2.4.1.3：角点内切圆判定计算拟合圆的圆心到轮廓上点的距离与拟合圆半径的比值，判断此处拟合圆是否为内切圆；若：判断结果是此处拟合圆不为内切圆，则删除最后一个点，继续对剩余的点集拟合判定，直至剩余2个点为止；若无满足条件的内切圆，则删除第一个点，继续对剩余的点集拟合判定，直至剩余2个点为止；记录所有满足条件的内切圆半径集合{rm}，其中，m为满足上述条件的内切圆个数；步骤2.4.2：计算角点最大内切圆半径，具体包括如下步骤：步骤2.4.2.1：根据轮廓点集构造泰森多边形；步骤2.4.2.2：判定获取轮廓内的泰森多边形顶点集合；步骤2.4.2.3：计算顶点集合中的每一个点到轮廓点的最短距离；步骤2.4.2 .4：查找最短距离中的最小值，即为最大内切圆半径rmax；步骤2.4.3：根据公式(1)计算圆度；其中，rm—角点内切圆半径；rmax—最大内切圆半径；m—内切圆个数；步骤2.5：计算球度；步骤3：通过计算支撑剂颗粒的周长、面积以及最小外接圆的半径，计算支撑剂颗粒的圆度和球度，具体包括如下步骤：步骤3.1：图像预处理：去噪、二值化；步骤3.2：图像闭处理，消除尖锐角；通过设置结构元素消除轮廓线上的凸起，使轮廓线更光滑；步骤3.3：曲线平滑处理；步骤3.4：计算支撑剂颗粒的周长、面积以及最小外接圆的半径；步骤3.5：根据公式(3)计算圆度，根据公式(4)计算球度；其中，P为支撑剂颗粒的周长、S为支撑剂颗粒的面积、R为最小外接圆的半径。