[发明专利]基于CT和数字岩心三维重构的油砂渗流性能测试方法

权利要求书

1.一种基于CT和数字岩心三维重构的油砂渗流性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：使用CT扫描仪扫描油砂岩心试件，得到油砂岩心试件的灰度图像；

步骤B：将油砂岩心试件的灰度图像剪裁，且让灰度图像的油砂岩心试件充满整个画面，对灰度图像进行非局部均值滤波处理，得到去噪后清晰的油砂岩心试件的滤波图像；

步骤C：对油砂岩心试件的滤波图像进行三重介质阈值分割，分别表征出孔隙、沥青质和颗粒的灰度切片；

步骤D：利用孔隙、沥青质和颗粒的灰度切片重构出三维数字岩心模型，然后选取结构单元的孔隙网络，不同的孔隙网络的体积不同，分别以沥青质和颗粒为基质和仅颗粒为基质建模；

对比不同体积的孔隙结构的参数，该参数包括孔隙总数、喉道总数、孔隙半径、喉道半径、孔隙配位数、喉道长度和孔隙体积，通过对比分析三维数字岩心中不同边长立方体是否会具有相同的孔隙度，找到孔隙结构参数基本相同的最小孔隙网络模型，作为代表体积单元；

步骤E：对上述体积单元求取代表体积单元沿着轴向方向的绝对渗透率K_a。

2.如权利要求1所述的油砂渗流性能测试方法，其特征在于，所述步骤C包括以下步骤：

步骤C1：从油砂岩心试件的灰度图像中划分出岩石骨架和孔隙；

步骤C2：获取岩心实际测试孔隙度；将通过滤波获得的孔隙度与实测孔隙度含量对比调整阈值；将通过滤波获得的孔隙度与岩心实际测试孔隙度进行对比，若两者一致，则将该阈值作为孔隙介质灰度阈值的划分标准，将孔隙与骨架分割出来；

步骤C3：将岩石骨架进一步分割，获得颗粒和沥青质分割图像；

步骤C4：获取实测样品沥青质含量；将获得的沥青质分割图像与实测样品沥青质含量进行对比，若两者一致，则将该阈值作为沥青质介质灰度阈值的划分标准，将沥青质与颗粒分割出来。

3.如权利要求1所述的油砂渗流性能测试方法，其特征在于，所述步骤E包括以下步骤：

步骤E1：利用有限体积法求解Navier-Stokes方程组，得到压力分布；

式中，ρ为流体密度，kg/m³；为流速的时间倒数，m/s；为流体流速，m/s；t为时间，s；为流速的空间倒数，m/s；为模型中各点的压力的空间倒数，Pa；μ为流动流体的动力粘度，Pa·s；

其中，

模型流体入口为定流量边界：

式中，q₀为通过油砂样品入口的总流量，m³/s；A为流体经过油砂样品入口的截面积，m²；

流体出口为定压边界：

P＝P₀ (式3)

式中，P为模型出口处的压力，Pa；P₀为标准大气压101.325kPa；

步骤E2：根据压力分布的结果，应用达西定律计算出沿着轴向方向的绝对渗透率K_a，其中达西定律表达式为：