[发明专利]一种基于拓扑结构的页岩裂缝网络连通性表征方法

权利要求书

1.一种基于拓扑结构的页岩裂缝网络连通性表征方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过CT设备发送超声波,超声波遇裂缝产生回波，超声波仪接收回波收集采样数据；

S2：提取条纹背景噪声，重建裂缝图像；

S3：1、通过拓扑模型建立岩石裂缝网络体系模型

(1)通过统计模块统计不同类型节点数、计算裂缝数、分支数以及裂缝、分支平均连接点数；

(2)拓扑模块接收统计数据，并建立拓扑模型；

(3)通过拓扑模型建立表征岩石裂缝网络的体系模型。

2、通过三维图像建立岩石裂缝网络提醒模型；

(1)对三维表面进行重建和预处理；

(2)对三角网格执行K-均值聚类；

(3)提取网格连通分量，将网格连通分量从三角网格类中剔除；

(4)对三角网格构成的面结构进行三维模型孔洞修补；

(5)对裂缝进行判定，提取裂缝信息，建立裂缝网络的体系模型；

S4：通过显示设备显示裂缝网络的体系模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于拓扑结构的页岩裂缝网络连通性表征方法，其特征在于，所述步骤S2中误差函数的计算公式如下：

Δx_i＝x[s_i+Δs(i)]-x(s_i)≈x(s_i)·Δs(i)

采样数据为x，传感器到景物的距离为s，采样次数为i，传感器与景物偏移量为Δs，偏差值为Δx。

3.根据权利要求1所述的一种基于拓扑结构的页岩裂缝网络连通性表征方法，其特征在于，所述步骤S3中，对三维表面进行重建和预处理包括以下步骤：

S1：通过将CT图像二值化，利用二值序列图构建相应的三维岩石孔隙模型；

S2：对三维模型作连通标记，并对连通分量单独进行后续裂缝识别工作；

S3：通过对每个连通分量进行表面重建，将点云数据转化为三角网络模型数据；

S4：对三角网格模型进行平滑处理，并使裂缝表面的向量方向趋于一致,并简化三角网格模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于拓扑结构的页岩裂缝网络连通性表征方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过将岩石裂缝转换为拓扑结构，并划分I、X和Y节点，岩石裂缝数N_L的公式：

岩石分支数N_B的公式：

岩石裂缝的平均连接点数C_L公式：

C_L＝4(N_Y+N_X)/(N_I+N_Y)

岩石分支的平均连接点数C_B公式：

C_B＝(6N_Y+8N_X)/(N_I+3N_Y+4N_X)。

5.根据权利要求1所述的一种基于拓扑结构的页岩裂缝网络连通性表征方法，其特征在于，所述步骤S3中K-均值聚类的公式：

聚变中心变化幅度值为第k次迭代结束时聚类中心向量的三个坐标值。