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专利号: 2022115547082
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于随机生长法的页岩基质数字岩心重构方法,其特征在于,包括:S1:分别获取岩心样品在一个平行层理方向上和两个垂直层理方向上的若干个岩心薄片,确定岩心薄片上的若干个点位,通过扫描电镜分别获取每个岩心薄片上每个点位的包括大视域图片、中视域图片和小视域图片的原始图片集合;

所述S1包括:

S11:获取岩心样品并且分别对岩心样品在一个平行层理方向和两个垂直层理方向依次进行线切割和氩离子抛光的操作处理,得到对照于岩心样品时主要延伸面呈互相垂直的三个呈片状的岩心薄片;

S12:基于预设取点规则,确定岩心薄片上的若干个点位;

S13:通过扫描电镜分别获取每个岩心薄片上每个点位的包括大视域图片、中视域图片和小视域图片的原始图片集合,所述中视域图片来源于所述大视域图片,所述小视域图片来源于所述中视域图片;

S2:获取原始图片集合中每张图片的关于孔隙和喉道的图片特征概率分布集合,以及根据预设的放大处理规则对图片特征概率分布集合中的每张图片进行相应的放大处理,得到岩心样品的样品特征概率分布集合;

所述图片特征概率分布集合包括:孔隙直径概率分布、形状因子概率分布、喉道直径概率分布、喉道长度概率分布、迂曲度概率分布和孔喉配位数概率分布的图片特征概率分布集合;

S3:构建用于数字岩心重构的三维数组,根据样品特征概率分布集合以及基于随机生长法在三维数组上相应地确定数字岩心的孔隙形态和喉道形态以及喉道的数量和生长方向,得到数字岩心模型;

所述S3包括:

S31:构建用于数字岩心重构的800×800×800三维数组,对每个表示矿物的数组元素进行初始赋值,初始赋值为1,每个数组元素表示一个像素,精度为12nm;

以及,在所述三维数组中随机选定一个位置为孔隙生长起点;

S32:基于随机生长法确定转换规则,以及基于转换规则并且根据孔喉配位数概率分布确定喉道在平行层理方向和垂直层理方向的数量和生长方向,以及根据喉道直径概率分布、迂曲度概率分布和喉道长度概率分布确定喉道形态,以及根据孔隙直径概率分布和形状因子概率分布确定孔隙形态;

S33:重复所述S32,重复构建喉道和孔隙,直至孔隙确定功能位置达到所述三维数组的边界,得到数字岩心模型以及相应的孔隙特征参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于随机生长法的页岩基质数字岩心重构方法,其特征在于,所述大视域图片的图片规格包括:图片大小为49.7×49.7μm,图片精度为0.048μm;

所述中视域图片的图片规格包括:图片大小为24.9×24.9μm,图片精度为精度0.024μm;

所述小视域图片的图片规格包括:图片大小为12.4×12.4μm,图片精度为精度0.012μm。

3.根据权利要求2所述的一种基于随机生长法的页岩基质数字岩心重构方法,其特征在于,每个所述岩心薄片上点位的取点数量为至少五个;

以及,所述S2包括:

S21:预处理所述原始图片集合,得到基于点位的二值化图片集合;

S22:确定二值化图片集合中每张图片的关于孔隙和喉道的图片特征概率分布集合;

S23:整合每个点位的大视域图片、中视域图片和小视域图片中的孔隙参照位置,得到基于点位的孔隙确定位置,以及根据预设的放大处理规则对图片原始图片集合中的每张图片进行相应的放大处理,得到放大图片集合;

S24:根据放大图片集合和图片特征概率分布集合,得到岩心样品的样品特征概率分布集合;

S25:整合来源于平行层理方向的一个岩心薄片上的五个点位的点位特征概率分布集合,以及整合来源于垂直层理方向的两个岩心薄片上的十个点位的点位特征概率分布集合,确定岩心样品的样品特征概率分布集合。

4.根据权利要求3所述的一种基于随机生长法的页岩基质数字岩心重构方法,其特征在于,在所述S23中预设的放大处理规则包括:基于大视域图片,相应地确定包括大于0.048μm直径的孔隙参照位置的大视域集合;

基于中视域图片,相应地确定包括大于0.024μm直径的孔隙参照位置的中视域集合;

基于小视域图片,相应地确定包括大于0.012μm直径的孔隙参照位置的小视域集合;

基于相对位置重合择一保留的确认原则,对比大视域集合、中视域集合和小视域集合中相对位置重合的孔隙参照位置并且相应地进行择一保留,得到得到基于点位的孔隙确定位置。

5.根据权利要求3所述的一种基于随机生长法的页岩基质数字岩心重构方法,其特征在于,所述S3还包括:S34:获取岩心样品的孔隙特征参数概率分布,比较数字岩心模型的孔隙特征参数概率分布和岩心样品的孔隙特征参数概率分布,如果误差大于5%,以50的幅度增大所述三维数组的边长,重复所述S32,直至数字岩心模型的隙特征参数概率分布和岩心样品的孔隙特征参数概率分布之间的误差小于5%。

6.根据权利要求5所述的一种基于随机生长法的页岩基质数字岩心重构方法,其特征在于,所述转换规则包括:转换参数概率分布为累积概率分布,采用随机生成函数生成0‑100之间的随机数,确定随机数所在的累积概率区间相对应的参数值,以及选定参数值为要重构的孔隙的特征参数值。