[发明专利]一种结合中轴点和最大内切球的孔隙网络模型构建方法

说明书

本发明公开一种结合中轴点和最大内切球的孔隙网络模型构建方法，包括如下步骤：步骤1.基于岩心CT扫描二值化图像采用MC算法构建岩心孔隙空间表面模型；步骤2.采用LKC算法提取孔隙空间表面模型的中轴点；步骤3.采用PowerCrust算法提取孔隙空间最大内切球；步骤4.结合中轴点和最大内切球提取中轴内切球；步骤5.识别中轴内切球中的主球、从球和公共从球以定义孔隙和喉道，最终完成孔隙网络模型的构建。

技术领域

本公开属于数字岩心建模技术领域，具体地说是涉及一种结合中轴点和最大内切球的孔隙网络模型构建方法。

背景技术

随着社会经济的迅速发展，人类对石油和天然气的需求量日渐增多，为了提高油气藏中石油和天然气的采收率，除了在宏观尺度进行理论研究和技术开发外，还需要进行微观尺度的研究，深入其主要存储空间—岩心孔隙空间内部，因此，研究一种可以体现数字岩心孔隙空间拓扑特征的，由球体和柱体简化孔隙和喉道的几何模型构建方法是非常必要的。

现有孔隙网络模型可分为规则拓扑孔隙网络模型和真实拓扑孔隙网络模型。

规则拓扑模型的特点是孔隙和喉道分布规则，具有结构简单、容易构建等优点，但同时该模型连通性较差、无法还原真实岩心结构。而真实拓扑孔隙网络模型是指基于真实岩心二维图像构建的孔隙网络模型。构建方法主要包括多向扫描法、Voronoi多面体法、居中轴线法及最大球算法。

其中，多向扫描法通过对岩心孔隙空间进行各个方向切片、扫描来寻找孔隙和喉道，具有操作简单、计算结果较为准确的优点，但是该方法对孔隙的定义并不明确。

Voronoi多面体法通过记录其顶点为孔隙，顶点间的连线为喉道，统计孔喉相关参数获得岩心孔隙网络模型。但是，此方法只能构建以成岩过程模拟方法建立的岩心模型，适用范围较小。

居中轴线法通过燃烧算法找到孔隙空间的居中轴线，并将其表示为喉道，居中轴线的交点表示为孔隙，从而近似得到等价拓扑结构的孔隙网络模型。此方法虽然可以较准确地保留整个岩心孔隙空间的基本拓扑结构特征和形态特征，但由于生成的居中轴线节点过多，使孔隙识别结果存在不确定性。

最大球算法通过寻找孔隙空间中的任意体素点的最大内切球，并用该局部最大内切球来表示孔隙，连接此局部最大内切球的所有最小球体表示喉道。此算法构建的孔隙网络模型可有效进行孔隙的准确识别，但其生成的喉道长度比实际喉道长度偏长，因此也具有一定的局限性。

发明内容

针对背景技术中存在的问题,为克服现有技术的不足,本发明公开一种结合中轴点与最大内切球的孔隙网络模型构建方法，有效反映了孔隙空间几何拓扑特性,渗流模拟效率更高,准确性更好。

结合中轴点和最大内切球的孔隙网络模型构建方法包括如下步骤：

步骤1.基于岩心CT扫描序列图像，首先经过图像处理得到二值化图像后形成数字岩心，然后采用MC算法构建孔隙空间表面模型。

步骤2.基于步骤1中所构建的孔隙空间表面模型，采用LKC算法提取孔隙空间中轴点。

步骤3.基于步骤1中所构建的孔隙空间表面模型，采用PowerCrust算法提取孔隙空间最大内切球。

步骤4.结合中轴点和最大内切球完成孔隙网络模型的构建。

进一步地，所述步骤1中采用MC算法构建孔隙空间表面模型过程为：首先，读入数字岩心所有的体数据放入集合P；其次，取集合P中相邻上下两层相近的8个点作为立方体的顶点，并将其灰度值依次与等值面阈值进行比较，如果某条边两个顶点的灰度值分别小于和大于给定阈值，则可确定等值点；然后，确定等值面与立方体的相交方式；最后，采用线性插值法计算等值面的位置坐标和法向量，并得到孔隙空间表面模型。