[发明专利]基于变差函数及孔隙度的多孔介质表征单元体确定方法

说明书

一种基于变差函数及孔隙度的多孔介质表征单元体确定方法，涉及图像处理技术领域，所解决的是确定表征单元体的技术问题。该方法先根据多孔介质体的三维结构图，绘制多孔介质体的孔隙在三维直角坐标系中的变差函数曲线；再根据多孔介质体的三维结构图的分辨率，计算出变差函数曲线的变程在三个坐标轴上的长度，并以该三个长度为长、宽、高构建一个长方体模板；然后将该长方体模板在多孔介质体的三维结构图内部遍历，根据长方体模板内所包含的多孔介质的孔隙度与多孔介质体的整体孔隙度的差值来确定实际的表征单元体。本发明提供的方法，可广泛应用于油气勘探开发和地质分析等一些工程和科学领域。

技术领域

本发明涉及图像处理技术，特别是涉及一种基于变差函数及孔隙度的多孔介质表征单元体确定方法的技术。

背景技术

多孔介质流体传输问题所涉及的研究范围包括分子水平、微观水平和宏观水平三类。基于分子水平和微观水平上的研究都有局限性。因此，宏观方法(基于宏观水平)以其无需知道流体分子和介质详细信息的优势被更广泛的应用于工程实际中。宏观方法假设多孔介质中的流体和固体都是连续介质，并假设它们在空间各点都是连续分布的，流体与固体介质之间可以发生相互作用。在构造相应的数学模型时，需要在宏观水平上对多孔介质内某一点的参数进行统计平均，真实的参数值通常取为对应的一定范围内的平均值。这种对应的平均范围被称作为表征单元体(Representative Elementary Volume)，简称REV。

REV是多孔介质流体传输问题中的一个非常重要的概念。与孔隙尺度相比，REV尺度相对要大很多。对于均质多孔介质，选择不同的多孔介质尺寸对最终平均值的影响可能不是很明显。然而，对于非均质多孔介质而言，所获得的多孔介质的参数平均值往往会随多孔介质尺寸不同而发生变化，现有的REV确定方法对于非均质多孔介质的效果较差，所选取的REV的基本参数会随空间的变化产生较大的变动。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种对非均质多孔介质效果好，所选取的表征单元体的基本参数变动小的基于变差函数及孔隙度的多孔介质表征单元体确定方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种基于变差函数及孔隙度的多孔介质表征单元体确定方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)获取多孔介质体的三维结构图，并定义一个三维直角坐标系，再根据多孔介质体的三维结构图，绘制多孔介质体的孔隙在该坐标系中的变差函数曲线；

2)根据多孔介质体的三维结构图的分辨率，计算出多孔介质体的孔隙的变差函数曲线的变程在三维直角坐标系的三个坐标轴上的长度Lx、Ly、Lz，并以该三个长度Lx、Ly、Lz为长、宽、高构建一个长方体模板；

3)预先设定一个阈值θ，并将步骤2)所构建的长方体模板在多孔介质体的三维结构图内部遍历；

设长方体模板在多孔介质体的三维结构图内部遍历时，长方体模板内所包含的多孔介质的孔隙度为φ2，设多孔介质体的整体孔隙度为φ1；孔隙度是指多孔介质中的孔隙的体积与多孔介质体的体积的比值；

如果有|φ1-φ2|θ，则将长方体模板内所包含的多孔介质作为实际的表征单元体。

本发明提供的基于变差函数及孔隙度的多孔介质表征单元体确定方法，利用变差函数能够反映变量在某个方向上空间结构变化的相关性和变异性的能力，确定表征单元体的大小，对非均质多孔介质的表征单元体的确定具有较好的效果，所选取的表征单元体的基本参数变动小，有利于对于多孔介质流体传输问题的研究。

附图说明

图1是变差函数曲线的示意图；

图2是实验用的砂岩体在三维直角坐标系的三个坐标轴的变差函数曲线图。

具体实施方式