[发明专利]一种对岩芯样品进行CT扫描分析处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于岩石物理研究领域，具体涉及一种对岩芯样品进行CT扫描分析处理的方法。

背景技术

现有技术中，对于岩石的物理研究，有以下几种方法：

岩石薄片研究法：利用偏光显微镜对岩石薄片进行矿物成分及其光学特性的测定，通过该方法能够确定岩石中的矿物类别。此方法已被广泛应用于岩石组分研究，也形成了相关的行业标准(如岩石薄片鉴定，SY/T 5368-2000)；

计算机横断扫描技术(简称CT)：工业CT技术即工业计算机断层扫描成像技术，是80年代兴起并迅速发展的一项高新技术，能在无损条件下，测量计算出被测物断面的密度分布，并以计算机图像的形式，通过灰度变化反映出断面材质的密度变化，从而清晰直观地呈现出断面内部结构情况及材质组成。在石油行业，工业CT技术被用于油气藏的研究领域，并发展成为研究多孔介质特征的重要工具。在公开发表的文献中，也可查阅到通过CT扫描测量岩芯孔隙度(郑连清，1998)和饱和度(黄瑞瑶，1999)的相关资料；

岩石超声波速度测试技术：岩石声波速度是岩体质量评价的重要指标，测量声波速度的方法基本可以分为三类：共振法、脉冲法和干涉法。目前常用的测试方法是超声脉冲方法，采用超声-时间方法测试岩石的声波速度。该法主要利用弹性脉冲，即弹性波在固体介质中的传播时间来计算速度。具体方法如图1所示，即由发射探头发射一个中心频率为0.5MHz的超声脉冲，测量该脉冲透过岩样到达接收探头的纵、横波初至时间，扣除纵横波在发射探头和接收探头内的传播时间(即零时)，获得纵横波实际透过岩样的传播时间。根据该时间和岩样长度即可计算出超声波穿过岩样的纵横波速度。

声波在岩石中传播时会产生自然衰减，因此现有的岩石声波速度测试方法对岩芯的大小和形状都有比较严格的要求。在测试前必须要对岩芯进行切割和加工，并且能够进行测试的岩芯的大小与超声波的能量有密切关系。这样的测试方法对岩芯造成了不可逆转的破坏，限制了岩芯的重复使用，而石油行业的钻井岩芯通常取自地下数千米，成本极高。另外，超声测试是测试加工后的岩芯样品整体的速度值，而自然界的岩石是不均一的各向异性体，测试结果不能很好的展现岩芯的各向异性特征。

通常砂岩超声波速度的测试需要根据测试设备的要求，先将岩芯样品切割规则的形状(方形、圆柱形等)，才能进行速度测试。测试得到的速度数据的准确性收到声波探头与岩芯样品耦合程度、岩芯样品本身对超声波的衰减能力等因素的影响。这样的测试方法，破坏了钻井取得岩芯的完整，也将大量的人力和时间耗费在岩芯样品加工上。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种对岩芯样品进行CT扫描分析处理的方法，利用CT图像灰度值计算岩芯声波速度，避免破坏岩芯，实现对岩芯样品的重复使用，缩减钻井取芯的数量，节约取芯费用和岩芯加工的人力、物力消耗。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种对岩芯样品进行CT扫描分析处理的方法，所述方法首先鉴定岩芯样品的矿物成分和含量，然后对岩芯样品进行CT扫描，获得岩芯样品的三维灰度图像，再结合岩芯样品中的矿物成分和含量获得岩芯样品内部的密度值分布，再由密度值分布获得岩芯样品内部的矿物相分布，然后根据各个矿物相固有的声波速度值得到岩芯样品内部的声波速度值分布，最后根据得到的声波速度值分布得到岩芯样品的声波速度值，用于研究岩芯的各向异性特征。

所述方法包括以下步骤：

(1)在岩芯样品上取下一小块制作成岩石薄片；

(2)在显微镜下对步骤(1)得到的岩石薄片进行鉴定，确定其矿物成分和主要矿物的体积百分含量；

(3)对岩芯样品进行CT扫描，然后在计算机重构的三维灰度图像上确定需要计算速度的切面，并在该切面上找到亮度最高的矿物和亮度最低的孔隙，所述亮度最高的矿物即为标定矿物，读取亮度最高的矿物的的灰度值作为标定矿物灰度值，读取亮度最低的孔隙的灰度值作为孔隙灰度值；在切面上确定用于测试的测线的位置、方向和长度，并按照设定的间距在该测线上确定各个测点的位置，然后从三维灰度图像的数据中取出测线上各个测点的灰度值；