[发明专利]岩石内部微裂缝提取和刻画方法及系统

说明书

公开了一种岩石内部微裂缝提取和刻画方法及系统。该方法可以包括：针对岩样三维扫描数据体进行预处理，获得初始岩样三维扫描数据体；将初始岩样三维扫描数据体转化为地震数据体；根据地震数据体提取多个裂缝片，计算多个裂缝片的开度，实现裂缝刻画。本发明通过重构岩样内部的微裂缝的几何分布，提取的微裂缝能够真实反映岩样内部裂缝几何结构，且可直接应用于岩心尺度的离散裂缝建模及数值模拟，从而对相关的岩样渗流实验结果进行验证和分析，同时对于岩样内部微裂缝进行更加直观和详细的认识，尤其对于页岩、致密砂岩等储层内微观流动机理的研究具有重要意义。

技术领域

本发明涉及石油勘探开发技术领域，更具体地，涉及一种岩石内部微裂缝提取和刻画方法及系统。

背景技术

目前，岩样内微裂缝的成像分析和定量研究主要可以分成两类：

一是利用数理统计的方法，研究岩心柱中微裂缝的某些统计性质。在岩心二维照片或CT扫描获得的岩心三维数据体上，对岩心中天然微裂缝或人工压裂后形成的微裂缝的面积、倾角、面缝率、连通情况等进行计算机统计，进而提出数学表达式。并最终将其应用到微裂缝在储层中的体积密度、孔隙度预测，或对压裂效果的评估上。该类研究涉及的主要技术为图像数据处理(包括图像增强、锐化、去噪等)、岩心微裂缝的特征化提取(即区分裂缝像素点和基质像素点)，以及对裂缝数量、长度、宽度、间距的自动化计量。该类方法只能得到岩样中裂缝的统计性质，并不是对真实裂缝几何形态的准确刻画，因此无法对特定的一条(或几条)裂缝进行精确的几何表征。

二是根据岩心三维成像数据，直接重构出内部各条裂缝的几何形态。例如：根据人工压裂后的岩心裂缝图像，提取每条裂缝的倾角和面积，进而计算压后岩心的面缝率和裂缝倾角离散度，评估压裂效果，但该方法只能获得岩心中各裂缝大致的倾角和面积，无法精确刻画每条裂缝的几何形态；将CT扫描获得的基质孔隙结构，与根据裂缝形成机制人工生成的多组裂缝相叠加，形成“基质孔隙+裂缝孔隙”的裂缝性碳酸盐岩三维数字岩心，但该方法中的裂缝是人工随机生成的，并不是对岩心中真实裂缝的重构；在CT扫描图像的基础上，提取出属于裂缝的点云，再使用逆向工程软件获取裂缝形态，该方法获得的裂缝已经失去了在原岩心模型中的位置信息，必须通过人工的旋转和移动才能恢复到原始的位置；针对扫描获得的裂缝点云，使用移动立方体算法，重构出裂缝的包络面，但该方法获得的裂缝其实是构成这一裂缝的所有像素点的外包络面，并非一个几何意义上无厚度的面(真实裂缝的中轴面)，因此无法用于后续的离散裂缝数值模拟。

并且，以上两种方法的一个主要问题是只能获得一个岩心柱中所有微裂缝对应的点云的共同的外包络面，而无法将各条微裂缝区分开。因此，有必要开发一种基于三维扫描图像数据的岩石内部微裂缝提取和刻画方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种岩石内部微裂缝提取和刻画方法及系统，其能够通过重构岩样内部的微裂缝的几何分布，高精度、自动化地提取微裂缝，对于岩样内部微裂缝进行更加直观和详细的认识，尤其对于页岩、致密砂岩等储层内微观流动机理的研究具有重要意义。

根据本发明的一方面，提出了一种岩石内部微裂缝提取和刻画方法。所述方法可以包括：针对岩样三维扫描数据体进行预处理，获得初始岩样三维扫描数据体；将所述初始岩样三维扫描数据体转化为地震数据体；根据所述地震数据体提取多个裂缝片，计算所述多个裂缝片的开度，实现裂缝刻画。

优选地，所述针对岩样三维扫描数据体进行预处理，获得初始岩样三维扫描数据体包括：针对所述岩样三维扫描数据体去除扫描图像噪声与锐化、增强区域边界；针对所述岩样三维扫描数据体进行图像二值化处理，提取裂缝目标，获得所述初始岩样三维扫描数据体。

优选地，通过公式(1)进行图像二值化处理：