[发明专利]微米尺度平面孔隙网络内气液驱替图像的饱和度获取方法

说明书

本发明公开了微米尺度平面孔隙网络内气液驱替图像的饱和度获取方法，获取平面孔隙网络模型图像，对该图像进行高斯滤波除去噪声、坐标划分得到黑白二值图像，然后对黑白二值图像中入口与出口区域裁剪统计校验图像中白色区域像素数，获得白色区域总面积，同时平面孔隙网络气相驱替形态图像入口与出口区域，并进行灰度阈值分割生成黑白二值待测图像；统计黑白二值待测图像中白色区域像素数获得白色区域总面积，对比校验图像与黑白二值待测图像，获得气液两相流动区域驱替形态图像从而计算得到气相饱和度和液相饱和度以及驱替流量，本发明测量结果稳定，鲁棒性强，本方法可高效、精确地处理大量图像数据，特别是对低驱替速度下的饱和度分析和驱替流量计算，更加便捷、有效。

技术领域

本发明属于油气藏强化开采领域，适用于二氧化碳地质封存领域的微尺度平面孔隙多孔介质中气液两相流动实验，具体涉及一种微米尺度平面孔隙网络内气液两相驱替图像的饱和度获取方法。

背景技术

平面孔隙网络中的气液两相驱替研究是获取天然多孔介质中气液两相驱替机理的主要手段。天然多孔介质中的气液两相驱替过程发生在众多的工业过程中，例如致密油气藏的气驱油、水驱气、二氧化碳的地质封存等过程。毛管力与流体饱和度的关系曲线，即毛管力曲线，是油气储层中不混溶两相渗流的基本特征。流体相对渗透率与其饱和度的关系曲线，即相对渗透率曲线，是研究不混溶流体渗流的基础。不混溶的流体在多孔介质中驱替渗流时，每种流体会占据一定的孔隙体积，多孔介质孔隙中任意一点P处m相流体的饱和度定义为P点周围的特征体V^*内的m相流体所占据的孔隙体积的百分比，即

其中是特征体V^*内的孔隙体积，是特征体V^*内的m相流体的体积，特征体内各相流体饱和度之和为1。若取特征体为整个多孔介质，则多孔介质内m流体的饱和度s_m为多孔介质孔隙V_p内m相流体所占据的孔隙体积的百分比，即

其中V_m是整个多孔介质孔隙内m相流体的体积，多孔介质内各相流体饱和度之和为1。毛管力曲线和相对渗透率曲线广泛应用于油气田开发参数计算、动态分析以及油藏数值模拟等，是油气田开发中的两个重要关系曲线。获得毛管力曲线和相对渗透率曲线的关键参数是确定各相流体的饱和度。

在微尺度平面孔隙网络中进行两相不混溶流体驱替实验是研究多孔介质渗流机理的常用方法。微米尺度平面孔隙网络内的渗流是小流量驱替工况，特别是进行准静态驱替实验时，此时难以通过实时测量各相流体的流量来确定孔隙内各相流体的体积，进一步地难以确定各相流体饱和度。油藏岩心样品中进行两相不混溶流体驱替实验时，往往先要测量多孔介质的孔隙度，再通过测量流经多孔介质的入口和出口流量之差来确定多孔介质内的流体的饱和度，该方法对多孔介质入口与出口处的流量传感器精度要求较高。以上方法不适用微米尺度的平面孔隙网络内的流体饱和度的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供微米尺度平面孔隙网络内气液驱替图像的饱和度获取方法，以克服现有技术的不足，本发明能够从平面孔隙网络气液两相驱替图像中识别出孔隙网络的固体区域、各流体流动区域、相界面，同时测量出各相流体流动区域的面积，各相流体的饱和度以及驱替流量。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

微米尺度平面孔隙网络内气液驱替图像的饱和度获取方法，包括以下步骤：

步骤一，获取平面孔隙网络模型图像，对该图像进行高斯滤波除去噪声后转化为灰度图像，对灰度图像进行坐标划分，并利用阈值分割方法将灰度图像转化像素尺寸为宽L_x和高L_y的黑白二值图像；

步骤二，裁剪黑白二值图像中入口与出口区域，保留中间孔隙网络区域，生成校验图像；