[发明专利]一种定量评价粗糙裂缝酸刻蚀后粗糙程度变化的方法

摘要

本发明公开了一种定量评价粗糙裂缝酸刻蚀后粗糙程度变化的方法，依次包括下列步骤：（1）对酸刻蚀前的粗糙岩板进行激光扫描，获取粗糙裂缝形貌3D数据并剔除噪点数据，然后计算酸刻蚀前裂缝面的二维分形维数；（2）对步骤（1）中的粗糙岩板开展酸刻蚀物理模拟实验，采用激光扫描仪获取酸刻蚀后的裂缝形貌3D数据并剔除噪点数据，然后计算酸刻蚀后裂缝面的二维分形维数；（3）根据步骤（1）和步骤（2）中酸刻蚀前后裂缝面分形维数的变化量判定粗糙水力裂缝酸刻蚀后粗糙程度变化。本发明能够定量表征粗糙水力裂缝酸刻蚀后在酸液不同流动方向上的粗糙程度变化，为酸液在粗糙水力裂缝中的流动规律研究提供准确可靠的基础参数和理论依据。

主权项

1.一种定量评价粗糙裂缝酸刻蚀后粗糙程度变化的方法，依次包括下列步骤：(1)对酸刻蚀前的粗糙岩板进行激光扫描，获取粗糙裂缝形貌3D数据并剔除噪点数据，然后计算酸刻蚀前裂缝面的二维分形维数，过程如下：1)在粗糙岩板表面均匀喷上一层显影剂，使用3D激光扫描仪对粗糙岩板表面进行扫描，得到描述裂缝面的3D点云数据，进行成像，将明显偏离岩板几何尺寸范围的点视为噪点，并剔除掉；2)设岩板长度方向为x方向，岩板宽度方向为y方向，按照下式计算酸刻蚀前两岩板在岩板长度方向的平均分形维数以及岩板宽度方向的平均分形维数式中：为岩板长度方向的平均分形维数，无因次；为岩板宽度方向的平均分形维数；i,j分别为x方向，y方向节点位置；为y方向第j条曲线分形维数；为x方向第i条曲线分形维数；n为岩板宽度等分份数；m为岩板长度等分份数；(2)对步骤(1)中的粗糙岩板开展酸刻蚀物理模拟实验，采用激光扫描仪获取酸刻蚀后的裂缝形貌3D数据并剔除噪点数据，然后计算酸刻蚀后裂缝面的二维分形维数；(3)根据步骤(1)和步骤(2)中酸刻蚀前后裂缝面分形维数的变化量判定粗糙水力裂缝酸刻蚀后粗糙程度变化，过程如下：1)设酸液流动方向为岩板长度方向，即x方向，酸液流动方向的法向方向为岩板宽度方向，即y方向，计算酸刻蚀前后酸液流动方向、酸液流动方向的法向方向平均分形维数的变化量：式中：分别为酸刻蚀前后岩板长度方向、岩板宽度方向平均分形维数变化量；分别为酸刻蚀后岩板长度方向、岩板宽度方向的平均分形维数；2)判定粗糙水力裂缝酸刻蚀后粗糙程度变化：①当时，酸刻蚀后酸液流动方向、酸液流动方向的法向方向裂缝粗糙程度均升高，表明酸液主要加深了整个粗糙岩板的凹坑部分，增加了粗糙程度；②当时，酸刻蚀后酸液流动方向粗糙程度升高，酸液流动方向的法向方向裂缝粗糙程度降低，表明在酸液流动方向上，酸液主要加深了凹坑部分，粗糙程度增加；在酸液流动方向的法向方向，酸液主要削平了尖点部分，粗糙程度降低；③当时，酸刻蚀后酸液流动方向粗糙程度降低，酸液流动方向的法向方向裂缝粗糙程度增加，表明在酸液流动方向上，酸液主要削平了尖点部分，粗糙程度降低；在酸液流动方向的法向方向，酸液主要加深了凹坑部分，粗糙程度增加；④当时，酸刻蚀后酸液流动方向、酸液流动方向的法向方向裂缝粗糙程度均降低，表明酸液主要削平了整个粗糙岩板的尖点部分，粗糙程度降低。