[发明专利]一种岩石孔隙度计算方法

说明书

本发明提供一种岩石孔隙度计算方法，包括：基于成像系统获取岩石的孔壁图像，计算孔壁图像上每一个像素点距成像系统中心轴之间的距离；确定孔壁图像上每一个像素点的第一空间坐标；确定岩样范围，对每一个像素点的空间坐标重新赋值，得到对应的第二空间坐标；对所有像素点的空间坐标进行拟合，获取由所有像素点构成的空间曲面；基于空间曲面，计算岩样的总体积和岩样中的孔隙体积；计算岩石孔隙度。本发明对孔隙度的测量不依赖于岩心，解决了深部取心困难情况下岩石孔隙度的测量难题以及可快速实现孔隙度的测量，尤其可以实现整孔段孔隙度连续测量，为岩土工程设计提供更加丰富的参数。

技术领域

本发明涉及岩石勘探领域，更具体地，涉及一种岩石孔隙度计算方法。

背景技术

岩石孔隙度是岩石中所有孔隙空间体积之和与岩石总体积的比例，它是岩体质量评价、储层分类和渗流特性研究的重要岩石物理参数之一。目前岩石孔隙度主要还是通过岩心室内试验的方式获取，首先分别测得岩石的总体积和孔隙体积，再进行孔隙度大小的计算。但是通过岩心室内试验方式获取是一次只能获取一小段的岩石孔隙度，无法对全井段岩石孔隙度进行连续测量，并且在取心困难的深部工程中难以实现孔隙度的测量。

通过岩石图像来计算孔隙度的方法已经非常成熟。例如，通过光学显微镜等设备获取岩石薄片图像，进而就可以计算得到孔隙度，但是其仍然依赖于岩心。另外，通过测井图像也可以得到岩石孔隙度，并且还能获取其分布特征。但是值得注意的是，目前基于岩石图像而计算得到的孔隙度大多是岩石的面孔隙度，而非岩石力学领域所常用的体积孔隙度。尽管已经证明了岩石面孔隙度与体积孔隙度有一定的关系，但受岩石均质性和尺寸影响，现有基于岩石图像获取的孔隙度与真实体积孔隙度之间是有差异的。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种岩石孔隙度计算方法，基于获取的岩石孔壁图像，计算岩石孔隙度，对孔隙度的测量不依赖于岩心，解决了深部取心困难情况下岩石孔隙度的测量难题以及可快速实现孔隙度的测量。

本发明提供了一种岩石孔隙度计算方法，包括：在钻孔深入岩体内部时，基于成像系统获取岩石的孔壁图像，计算孔壁图像上每一个像素点距成像系统中心轴之间的距离；建立孔壁图像的空间坐标系，基于孔壁图像上每一个像素点距成像系统中心轴之间的距离，确定孔壁图像上每一个像素点的第一空间坐标，其中，孔壁图像的左上角为空间坐标系的原点，孔壁图像的宽度方向为x轴方向，孔壁图像的长度方向为y轴方向，像素点距钻孔壁面的距离方向为z轴方向；确定岩样范围，使得所有的岩样孔隙被包围为岩样范围内；对每一个像素点的空间坐标重新赋值，得到对应的第二空间坐标，使得重新赋值后的每一个像素点的第二空间坐标均被包含在岩样范围内；对所有像素点的空间坐标进行拟合，获取由所有像素点构成的空间曲面；基于所述空间曲面，计算岩样的总体积和岩样中的孔隙体积；根据岩样的总体积和岩样中的孔隙体积，计算岩石孔隙度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

可选的，所述成像系统为双锥面镜成像系统，所述基于成像系统获取岩石的孔壁图像，计算孔壁图像上每一个像素点距成像系统中心轴之间的距离，包括：

其中，R_i为第i个像素点与成像系统中心轴之间的距离，h为孔壁上任一测量点P在双锥面镜成像系统的上锥面镜反射点F₁与下锥面镜反射点F₂间的高程差；R₁、R₂分别为孔壁上任一测量点P在下锥面镜上的反射点F₂到成像中心轴的距离和上锥面镜上的反射点F₁到成像中心轴的距离；α₁、α₂分别为经下锥面镜的底端和上锥面镜的顶端进入成像部件中心的光线与成像中心轴的夹角；β₁、β₂分别为下、上锥面镜的底面内角。

可选的，所述建立孔壁图像的空间坐标系，确定孔壁图像上每一个像素点的第一空间坐标，包括：