[发明专利]一种基于CT图像的渗透率预测方法

摘要

本发明属于石油、地质科学技术领域，提供了一种基于CT图像的渗透率预测方法。CT扫描：利用工业X射线CT对实际岩石样品进行扫描，得到实际岩石样品的数字岩芯图像并对图像进行裁剪；将数字岩芯图像二值化，得到数字岩芯图像的骨架和孔隙；确定数字岩芯图像的表征单元体积；渗流模拟：绝对渗透率值和相对渗透率值即为实际岩石渗透率的预测值。本发明的渗透率预测方法过程简单，很容易实现不同地质条件下岩石渗透率的多次测量。测量方法可对具有各向异性的岩石的渗透率进行准确预测。测量结果可以直接作为数值模拟的输入参数，测量方法适用于任何气‐液‐固或液‐液‐固三相或多相体系的岩石渗透率预测。本发明也可推广到岩石其它物性的预测。

主权项

一种基于CT图像的渗透率预测方法，其特征在于，步骤如下：(1)CT扫描利用工业X射线CT对实际岩石样品进行扫描，得到实际岩石样品的数字岩芯图像并对图像进行裁剪；将数字岩芯图像二值化，得到数字岩芯图像的骨架和孔隙；(2)确定数字岩芯图像的表征单元体积1)从1％岩芯体积开始对数字岩芯图像随机选取至少10个1％岩芯体积的子体积，计算每个子体积的孔隙度并记录；然后以2％岩芯体积的速率逐步同步扩大每个子体积并记录新得到子体积的孔隙度，直到所有子体积的孔隙度相对大小都大于95％为止，记录此时子体积的体积V1；其中，子体积的孔隙度计算公式为：φ为孔隙度，sum_pore为子体积孔隙像素点总数，sum_grain为子体积骨架像素点总数；2)从1％岩芯体积开始对数字岩芯图像随机选取至少10个1％岩芯体积的子体积，计算每个子体积的分形维数并记录；然后以2％岩芯体积的速率逐步同步扩大每个子体积并记录新得到子体积的分形维数，直到所有子体积的分形维数相对大小都大于95％为止，记录此时子体积的体积V2；其中，子体积的分形维数利用计盒算法，使用基于3D图像的分形盒维数算法得出；3)从1％岩芯体积开始对数字岩芯图像随机选取至少10个1％岩芯体积的子体积，计算每个子体积的渗透率张量并记录；然后以2％岩芯体积的速率逐步同步扩大每个子体积并记录新得到子体积的渗透率张量，直到所有子体积的渗透率张量其矩阵对应值相对大小都大于90％为止，记录此时子体积的体积V3；其中，子体积的渗透率张量基于广义达西定律和质量守恒方程，利用有限元计算得到；4)比较V1,V2和V3，其中的最大体积就是表征单元体积；(3)渗流模拟根据步骤4)确定的表征单元体积从数字岩芯图像中随机选取表征单元体积，利用渗透率计算模型对表征单元体积进行渗流过程数值模拟，得到表征单元体积的绝对渗透率和相对渗透率，绝对渗透率值和相对渗透率值即为实际岩石渗透率的预测值。