[发明专利]通过数字成像来识别岩石结构的几何特性

说明书

建立了一种用于确定岩石质地的几何参数的岩石样本图像处理的工作流程。使用Hoshen‑Kopelman多簇标记算法和分水岭分割识别各个孔隙和颗粒。已分开的单元利用椭圆拟合，并且获得拟合椭圆的孔隙/颗粒尺寸分布、长宽比和定向。这些信息在使用质地模型的介电响应的解释和正演建模中是特别有价值的。选择利用高分辨率共焦显微术的岩石样本图像来测试该工作流程并且分析结果。

优先权要求

本申请要求于2018年6月29日提交的美国临时申请号62,691,765和于2018年10月22日提交的美国专利申请No.16/167,066的优先权，其内容由此通过引用并入。

技术领域

本公开涉及用于多孔介质、特别是岩石和地下地层材料的表征的方法、系统和装置。

背景技术

数字成像(或数字图像采集)是创建例如物理场景或对象的内部结构的摄影图像。数字成像还可以包括这样的图像的处理、压缩、存储、打印和显示。数字成像可以通过电磁辐射或其他波的类型进行分类，它们穿过对象或从对象反射时的可变的衰减传递构成图像的信息。这种信息通过例如图像传感器转换成，由输出图像的计算机处理的数字信号。例如，可见光介质允许利用各种数字相机的数字摄影术，例如，数字视频摄影术。其他示例介质包括X射线、伽马射线、声波、以及无线电波。数字X射线成像，例如，数字无线电摄影术；荧光术；以及计算断层摄影术(CT)是使用X射线的数字成像的示例。数字伽马射线成像数字闪烁摄影术、单光子发射计算断层摄影术(SPECT)、以及正电子发射断层摄影术(PET)是使用伽马射线的数字成像的示例。超声摄影术，例如，医疗超声摄影术和声呐，是使用声波的数字成像的示例。雷达是使用无线电波的数字成像的示例。此外，通过软件和图像编辑(例如，处理)，数字成像使其自身很好地适用于图像分析。

发明内容

本公开描述了用于执行岩石样本表征的方法和系统，包括计算机实现的方法、计算机程序产品和计算机系统。所产生的信息更逼真，因此提供了更高的准确性。所述信息支持为更好的地层表征建立的包括含油气的多孔介质的数值模型。

在一般的实施方式中，接收描绘来自储层的岩石样本的图像。将图像二值化成第一群体(population)和第二群体两者，以使第一群体表示岩石样本中的空白空间，第二群体表示岩石样本中的固体基质。基于第一群体和第二群体来计算岩石样本的孔隙度。所述孔隙度包括对岩石样本中的空白空间的测量值。当所计算的孔隙度与测量值相比满足阈值时，基于第一群体和第二群体来生成岩石样本的二进制图像。基于对所述二进制图像的粒子分析，确定岩石样本的空白空间和固体基质的几何特性。基于岩石样本的空白空间和固体基质的几何特性，生成岩石样本的数字模型。根据岩石样本的数字模型来确定储层的生产率。

实施方式包括：用于提高岩石表征和建立用于帮助表征多孔介质的数值模型的可靠性和准确性的过程。与定性地描述孔隙/颗粒系统的传统的薄断面分析相比，由所描述的系统提供的数字图像分析允许，通过基于岩石样本图像识别岩石结构的简化的和代表性的几何信息的岩石样本的定量表征。

本说明书的主题的一个或更多个实施方式的细节在附图和之后的说明书中阐述。通过说明书、附图和权利要求书，所述主题的其他特征、方面和优点将变得明显。

附图说明

图1描绘了用于通过生成岩石样本的数字模型来确定岩石样本或岩心样本的岩石质地的几何参数的示例成像过程的流程图。

图2描绘了可以通过所描述的过程生成的示例数字岩石模型。

图3A-图3C描绘了通过调整阈值来获得满意的二进制图像来将灰度图像分割成二进制图像。

图4A-图4B描绘了以分水岭分割(watershedding)将灰度图像变成用于分开颗粒粒子的二值黑白图像。

图5描绘了示出对二进制图像应用Hoshen-Kopelman算法进行多簇标记的图像。