碳酸盐岩微观结构的确定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及碳酸盐岩储层微观结构研宄技术领域，特别涉及一种碳酸盐岩微观结 构的确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 目前，对碳酸盐岩储层的孔、洞、缝微观结构特征研宄的方法和认识较少，主要采 用常规的铸体薄片、扫描电镜和压汞等手段，但是，这些手段都存在一些缺陷，使得不能定 量地对碳酸盐岩储层的孔、洞、缝微观结构进行可靠分析。
[0003] 例如，基于铸体薄片和扫描电镜技术手段的储层研宄中的微观分析技术。孔隙铸 体薄片是将地下含油水岩石经洗油烘干，放到铸体仪中将带色的有机玻璃或环氧树脂通过 真空灌注到岩石的孔隙裂缝中，再经高温高压固化、酸化去除岩石颗粒后，只保留孔隙骨 架，对孔隙骨架表面镀模处理后放在显微镜下观察，可以直接观察岩心薄片中的面孔率、孔 隙、喉道、孔喉配位数以及碎肩组分等微观形貌信息。此方法简单易行，成本低廉，是目前储 层孔隙结构研宄中的常用方法。但是，该分析方法存在以下缺陷：
[0004] 1)利用铸体薄片图像求取储层孔隙度，需要专业技术人士去判读，对操作人员的 技术水平经验依赖性大，铸体薄片的厚薄、平整度的差别会直接影响鉴定结果的好坏；而实 际工作中，因操作人员、摄像参数设置等的不同，分析结果可能存在差别；
[0005] 2)识别图像代表二维局部孔隙，代表性差。由于铸体薄片尺度太小，放大后的视 域很小，而岩石的非均质性很强，因此，基于很小的视域很难对碳酸盐岩的微观结构做出评 价；
[0006] 3)铸体薄片在向岩石的孔隙裂缝灌注带色的有机玻璃或环氧树脂的过程中，对原 来的孔隙及其内部的粘土矿物等会产生破坏，产生人工诱导孔隙和裂缝，使得形成的孔隙 骨架反映不出真实的碳酸盐岩孔隙结构特征。
[0007] 例如，基于压汞法的手段的储层研宄中的微观分析技术。常规压汞法以毛细管束 模型为基础，假设多孔介质由直径大小不同的毛细管束组成。将非润湿相的汞注入被抽空 的岩样空间中去时，一定要克服岩石孔隙系统对汞的毛细管阻力。汞作为非润湿相，汞的注 入过程中汞首先进入较大的孔隙喉道中；随着注入压力不断增加，汞即不断进入较小的孔 隙。岩样的毛细管压力与孔径分布、孔隙体积分布、孔喉连通关系、孔隙度、渗透率及流体 饱和度等都有关。因此，利用毛管曲线可以分析不同渗透率岩心的孔喉分布及渗透率贡献 率分布特征，探讨渗透率、平均喉道半径、分选系数等孔隙结构参数。但是其也存在以下缺 占.
[0008] 1)压汞实验过程中，使用的汞有毒，会对人体和环境造成危害；
[0009] 2)压汞实验时，汞的注入过程中会对原来的孔隙及其内部的粘土矿物等会产生破 坏，使得反映不出真实的岩石孔隙结构特征，而且注入压力越高，这种影响越大。
【发明内容】
[0010] 本发明实施例提供了一种碳酸盐岩微观结构的确定方法，以实现对碳酸盐岩储层 的微观结构进行定量、可靠地分析。该方法包括：获取碳酸盐岩样本的电子计算机X射线 断层扫描CT图像，并对CT图像进行二值化处理，经二值化处理的图像中碳酸盐岩样本的孔 隙的像素数与碳酸盐岩样本的颗粒的像素数不同；根据孔隙的像素数计算所有孔隙的总面 积，根据孔隙的像素数和颗粒的像素数计算所述碳酸盐岩样本的CT图像面积；将孔隙的总 面积与碳酸盐岩样本的CT图像面积的比值，确定为孔隙度。
[0011] 在一个实施例中，还包括：将经二值化处理的图像中孔洞和孔隙的图形处理为轮 廓图，其中，轮廓图是孔洞或孔隙的图形的轮廓线形成的封闭的图形，经二值化处理的图像 中孔洞的像素数与孔隙的像素数相同；根据轮廓图的分布方式确定孔洞和孔隙在碳酸盐岩 样本上的分布方式。
[0012] 在一个实施例中，还包括：对于每个轮廓图，将轮廓图划分为多个图块，在每个图 块中建立与图块边缘相切的椭圆，多个图块中椭圆的短轴方向相同；将每个图块短轴的长 度与该图块面积相乘，得到每个图块的乘积，将多个图块的乘积相加，得到的和为与该轮廓 图边缘相切的椭圆的短轴长度，确定为孔洞或孔隙的短轴长度。
[0013] 在一个实施例中，还包括：将每个图块长轴的长度与该图块面积相乘，得到每个图 块的乘积，将多个图块的乘积相加，得到的和为与该轮廓图边缘相切的椭圆的长轴长度；根 据轮廓图的长轴长度与短轴长度的大小关系，确定孔洞或孔隙的图形形态。
[0014] 在一个实施例中，还包括：根据孔洞和孔隙的轮廓图，获取孔洞和孔隙的骨架图， 骨架图是由线段组成的表示孔洞或孔隙的拓扑结构的图形；根据骨架图在碳酸盐岩样本的 CT图像上的坐标，确定孔洞或孔隙在碳酸盐岩样本上的位置。
[0015] 本发明实施例还提供了一种碳酸盐岩微观结构的确定装置，以实现对碳酸盐岩储 层的微观结构进行定量、可靠地分析。该装置包括：图像处理模块，用于获取碳酸盐岩样本 的电子计算机X射线断层扫描CT图像，并对CT图像进行二值化处理，经二值化处理的图像 中碳酸盐岩样本的孔隙的像素数与碳酸盐岩样本的颗粒的像素数不同；面积计算模块，用 于根据孔隙的像素数计算所有孔隙的总面积，根据孔隙的像素数和颗粒的像素数计算所述 碳酸盐岩样本的CT图像面积；孔隙度确定模块，用于将孔隙的总面积与碳酸盐岩样本的CT 图像面积的比值，确定为孔隙度。
[0016] 在一个实施例中，所述装置还包括：轮廓图处理模块，用于将经二值化处理的图像 中孔洞和孔隙的图形处理为轮廓图，其中，轮廓图是孔洞或孔隙的图形的轮廓线形成的封 闭的图形，经二值化处理的图像中孔洞的像素数与孔隙的像素数相同；分布方式确定模块， 用于根据轮廓图的分布方式确定孔洞和孔隙在碳酸盐岩样本上的分布方式。
[0017] 在一个实施例中，还包括：图块划分模块，用于对于每个轮廓图，将轮廓图划分为 多个图块，在每个图块中建立与图块边缘相切的椭圆形，多个图块中椭圆的短轴方向相同； 短轴确定模块，将每个图块短轴的长度与该图块面积相乘，得到每个图块的乘积，将多个图 块的乘积相加，得到的和为与该轮廓图边缘相切的椭圆的短轴长度，确定为孔洞或孔隙的 短轴长度。
[0018] 在一个实施例中，还包括：长轴确定模块，用于将每个图块长轴的长度与该图块面 积相乘，得到每个图块的乘积，将多个图块的乘积相加，得到的和为与该轮廓图边缘相切的 椭圆的长轴长度；图形形态确定模块，用于根据轮廓图的长轴长度与短轴长度的大小关系， 确定孔洞或孔隙的图形形态。
[0019] 在一个实施例中，还包括：骨架图处理模块，用于根据孔洞和孔隙的轮廓图，获取 孔洞和孔隙的骨架图，其中，骨架图是由线段组成的表示孔洞或孔隙的拓扑结构的图形；位 置确定模块，用于根据骨架图在碳酸盐岩样本的CT图像上的坐标，确定孔洞或孔隙在碳酸 盐岩样本上的位置。
[0020] 在本发明实施例中，通过对碳酸盐岩样本进行CT扫描，获取碳酸盐岩样本的CT图 像，并对CT图像进行二值化处理，基于经二值化处理的图像中孔隙的像素数与颗粒的像素 数不同，来计算孔隙的总面积和碳酸盐岩样本的CT图像面积，进而可以基于孔隙的总面积 与碳酸盐岩样本的CT图像面积确定孔隙度。由于采用碳酸盐岩样本的CT图像来确定孔隙 度，与现有技术中铸体薄片、扫描电镜和压汞等手段相比，可以避免对原来的孔隙及其内部 的粘土矿物等造成破坏，以反映真实的碳酸盐岩孔隙结构特征；避免对操作人员技术水平 的依赖，避免操作过程中使用汞等有害物质；也可以得到碳酸盐岩样本整体的CT图像，提 高CT图像的代表性；同时，基于碳酸盐岩样本的CT图像，可以定量地计算孔隙的面积和碳 酸盐岩样本的CT图像面积，进而可以准确、可靠地计算碳酸盐岩样本的孔隙度，有利于对 碳酸盐岩储层的微观结构进行定量、可靠的分析。
【附图说明】
[0021] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明的限定。在附图中：
[0022] 图1是本发明实施例提供的一种碳酸盐岩微观结构的确定方法的流程图；
[0023] 图2是本发明实施例提供的一种孔洞和孔隙的轮廓图的示意图；
[0024] 图3是本发明实施例提供的一种孔洞和孔隙的分类示意图；
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