[发明专利]一种双能CT指数识别岩心矿物和纹层的方法及装置

说明书

本发明公开了一种双能CT指数识别岩心矿物和纹层的方法及装置，包括以下步骤：在高能和低能下分别对岩心样品进行扫描，分别得到高能CT切片图像和低能CT切片图像以及各自对应的吸收系数；定义双能CT指数：计算每张切片图像的双能CT指数，得到所有CT切片图像的双能CT指数；按岩心样品的深度方向建立深度与所有CT切片图像的双能CT指数的关系图，取相邻的峰和谷之间的拐点作为分界线对矿物进行划分：所述分界线到相邻的峰的范围为一类矿物，该分界线到相邻的谷的范围为另一类矿物，同时，按划分的矿物刻画纹层。本发明解决岩心肉眼无法识别不同矿物和纹层的问题，同时实现米至百米尺度、亚毫米级分辨率的矿物和纹层识别和分析。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发和地质工程领域，具体涉及一种双能CT指数识别岩心矿物和纹层的方法及装置。

背景技术

构成岩石的矿物及其空间分布反应岩石形成的历史、决定岩石的宏观和微观性质。其中一种空间分布结构是沉积岩在沉积和成岩等作用下形成的各种类型的层状结构。纹层结构是组成层理的最基本的最小单位，内部没有任何肉眼可见的层。除了目前常规油气储层之外，页岩油和页岩气等非常规油气储层中纹层的存在直接导致储层和岩相储集具有很强的非均质性，而这种非均质性导致物性的非均质性，直接影响地质评价和工程压裂层段的选择。纹层结构的划分是评价沉积历史、地质评价和工程可压裂性的基础。因此，沉积岩纹层结构和矿物识别，对油气资源的勘探与开发具有十分重要的意义。

目前针对油气勘探领域的储层纹层识别主要有间接法和直接观察法。测井技术通过各种参数来识别，具有快速优势，但分辨率在厘米级，不能识别毫米级纹层。野外露头观察和钻井岩心观察需要人工肉眼感官对样品表面进行观察、判断纹层，不同人可能给出不同结果。光学薄片和电镜在分辨率上有优势，但如果想在全井段上百米岩心连续识别，就变得不可能。实现米至百米尺度下高分辨岩石纹理的识别需要创新技术，此项技术的突破能更好地科学评价和指导常规和非常规油气的勘探开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种双能CT指数识别岩心矿物和纹层的方法及装置，解决岩心肉眼无法识别不同矿物和纹层的问题，同时实现米至百米尺度、亚毫米级分辨率的矿物和纹层识别和分析。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双能CT指数识别岩心矿物和纹层的方法，包括以下步骤：

S1、利用双能CT扫描装置，在高能和低能下分别对岩心样品进行扫描，分别得到若干高能CT切片图像和若干低能CT切片图像以及各自对应的高能吸收系数和低能吸收系数；

S2、定义双能CT指数DEI：

其中，u_H、u_L分别为高能吸收系数和低能吸收系数，u_water为水的CT吸收系数，常数α为康普顿修正系数；

S3、利用公式(1)，计算每张高能CT切片图像和低能CT切片图像的双能CT指数，得到所有CT切片图像的双能CT指数；

S4、按岩心样品的深度方向建立深度与所有CT切片图像的双能CT指数的关系图，在关系图中，取相邻的峰和谷之间的拐点作为分界线对矿物进行划分：所述分界线到相邻的峰的范围为一类矿物，该分界线到相邻的谷的范围为另一类矿物，同时，按划分的矿物刻画纹层。

作为本发明的进一步改进，在双能CT扫描装置中，高能扫描电压为100-320KV，低能扫描电压为30-100KV。

作为本发明的进一步改进，在利用双能CT扫描装置进行扫描之前，将X-射线能够穿透的岩心样品装上扫描床，并校正岩心样品在扫描床上的位置，选取CT参数，所述参数包括扫描电压、电流、岩心样品长度方向上扫描分辨率及分辨率间距，其中，所述分辨率间距的设置能够使得岩心样品在其长度方向上，每米得到一百张以上的高能CT切片图像或低能CT切片图像。