[发明专利]天然气水合物藏储层孔隙骨骼结构的提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气水合物藏储层特性研究领域，特别涉及基于Micro‐CT技术和孔隙网络模型提取技术的天然气水合物藏储层孔隙骨骼结构提取的方法。

背景技术

随着传统化石能源的储量急剧减少，世界各国对新能源的利用与发展给予了特别的重视。其中，天然气水合物作为一种新型高效、储量大的能源，被世界普遍认为具有广阔的开发前景。而且美国、日本等国均已经在各自海域发现并开采出天然气水合物。但是目前对天然气水合物藏储层结构都还没有一个具体的认识，导致对天然气水合物的生成及渗流特性还存在不确定性。

随着CT断层成像技术的不断完善，以及数字图像处理、计算机图形学技术的发展，使得我们可以用非破坏性的手段直接获得天然气水合物藏储层岩心的三维图像，从而得到天然气水合物藏储层岩心的数字岩心。

目前，采用的过程模拟法、模拟退火法建立的岩心孔隙网络模型已被重构出来，但均与真实岩心在孔隙喉道的形状特征方面存在差异。本发明采用的是英国帝国理工大学，孔隙网络模型研究小组研发的“孔隙网络模型提取方法”。研究小组成员之一的董虎有论文：CT图像处理和孔隙网络提取（MICRO‐CT IMAGING AND PORE NETWORK EXTRACTION），对此有详细述。该方法应用了“最大球体算法”思想，通过C++编程语言编程得到，其特点是易于实现，且岩心的几何和拓扑结构与理论上的相当吻合，其运算方法也同样适用于天然气水合物藏储层特性后续研究。

发明内容

本发明克服已有技术的不足，针对天然气水合物藏储层特性研究缺少基础模型的情形，提供了一种天然气水合物藏储层孔隙骨骼结构提取方法。其运用了Micro‐CT技术、严谨完善的图像处理技术以及孔隙网络模型提取技术，生成孔隙骨骼的几何和拓扑结构与理论上的相当吻合，适用于天然气水合物藏储层特性后续研究。

一种天然气水合物藏储层孔隙骨骼结构提取方法，包括以下步骤：

（1）使用Micro-CT技术对天然气水合物藏储层岩心进行扫描，获得天然气水合物藏储层岩心微观三维微孔结构图像和三维空间位置密度信息的断面图像。

（2）在Micro‐CT图像数据中选取代表天然气水合物藏储层特性的区域，所谓特性区域，即所选区域图像的灰度直方图与原图像的灰度直方图之间的相关系数在90%以上；对所选区域图像采用中值滤波的方法，去除噪音，然后利用储层岩心骨骼与孔隙密度不同的原理，进行阈值处理，生成0/1二值化数据图像，0代表孔隙，1代表骨骼，形成图像区域的三维数据。

（3）应用“孔隙网络模型提取程序”，将所选取图像区域的三维数据、Micro-CT拍摄分辨率和由步骤（2）得到的0/1二值化数据图像作为程序的输入数据，运行该程序，生成天然气水合物藏储层岩心孔隙骨骼特性参数，该组特性参数包括孔隙配位数、孔隙半径、孔隙形状因子、孔隙体积、喉道体积、喉道有效长度、喉道半径和喉道形状因子以及其他性质参数，即得到天然气水合物藏储层孔隙骨骼结构。为了能更加直观的描述天然气水合物藏储层岩心孔隙骨骼结构，则由这些特性参数生成天然气水合物藏储层岩心三维模型。

本发明应用于天然气水合物藏储层特性研究过程中，为今后模拟渗流特性、天然气水合物在储层中生成与分解特性，提供了模型基础。具有如下特点：

（1）结合Micro‐CT技术对天然气水合物藏储层岩心进行扫描，保留了岩心的完整性，为今后的模拟特性研究的可靠性提供了有效保证。

（2）该发明提供了一种鉴定所选区域图像可以代表原图像特性的评价标准。利用该标准可以提高截选图像的准确度和可靠性，保证应用所选区域建立的孔隙骨骼模型可以代表原天然气水合物藏储层岩心孔隙骨骼特性。应用图像处理软件处理CT图像数据，并采用中值滤波的方法，有效去除噪音，为进一步的阈值处理提供了良好基础。

（3）本文采用英国帝国理工大学孔隙网络科研小组，提供的“孔隙网络模型提取程序”。可以得到与真实天然气水合物藏储层岩心几何和拓扑结构十分相似的孔隙骨骼模型，为今后的模拟特性研究的可靠性提供了进一步有效保证。

（4）借助建模软件，生成孔隙网络天然气水合物藏储层三维球杆模型，可以更直观的展现天然气水合物藏储层孔隙骨骼结构。

附图说明

图1是模拟天然气水合物藏储层填砂岩心微观三维微孔结构图像。

图2是模拟天然气水合物藏储层填砂岩心三维空间位置密度信息的断面图像。

图3是可以代表模拟天然气水合物藏储层填砂岩心特性的截选区域。

图4是原图像与所选图像的灰度直方图。图中：1为原图像