尋找孔隙結(jié)構(gòu)與天然儲層巖石,尤其是碳酸鹽巖,彈性性質(zhì)之間的準(zhǔn)確對應(yīng)關(guān)系一直是油氣工業(yè)界亟待解決的難點問題。本文從數(shù)字巖芯角度入手嘗試探究這一問題的解決方案。數(shù)字巖芯技術(shù)可以通過CT掃描成像來建立真實巖石模型,在這基礎(chǔ)上進(jìn)行彈性模擬將更加準(zhǔn)確。而數(shù)字巖芯技術(shù)在碳酸鹽巖應(yīng)用最為關(guān)鍵的一步是圖像處理建立準(zhǔn)確可信的數(shù)字巖芯模型。本文提出了一套適用于碳酸鹽巖的圖像處理流程來解決這一難題,并使用實驗室測試孔隙度驗證了模型的準(zhǔn)確性。數(shù)字巖芯彈性模擬方面,由于碳酸鹽巖非均質(zhì)性強且孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,以往無論是巖石物理理論預(yù)測還是直接數(shù)值模擬都難以與實驗室測試數(shù)據(jù)一一對應(yīng)上。本文嘗試在數(shù)字巖芯模擬數(shù)據(jù)點組成的趨勢線與實測數(shù)據(jù)規(guī)律進(jìn)行對比驗證。發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與實驗室某一圍壓下超聲數(shù)據(jù)擬合性良好,驗證了碳酸鹽巖數(shù)字巖芯模擬工作的有效性。利用數(shù)字巖芯模擬數(shù)據(jù),本文借助一個適用于碳酸鹽巖的巖石物理模型--孫氏模型反演得到能定量反映孔隙類型對彈性影響的結(jié)構(gòu)柔度因子γ。經(jīng)過γ可定量地將模擬數(shù)據(jù)劃分為三類,每一類代表著巖石主要含某一特定孔隙類型。在此基礎(chǔ)上可得到擬合度更好的彈性參數(shù)隨孔隙度變化關(guān)系。這項技術(shù)具有提高疊前地震反... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MicroXCT-400實物圖

第2章X射線CT成像原理-8-圖2.2MicroXCT-400儀器內(nèi)部圖Fig.2.2MicroXCT-400instrumentPlansX射線CT掃描成像技術(shù)，顧名思義就是以X射線為輻射源來穿透所掃描樣品，由于是X射線其在穿透樣品時會發(fā)生能量衰減，而人們使用接收器來接收這些衰減不一的信號，最后通過一系列層析成像反演手段將這些二維衰減圖像重建成三維圖像完成樣品的掃描成像。圖2.1與圖2.2展示了X射線CT設(shè)備外部結(jié)構(gòu)與內(nèi)部組成。圖2.3Micro-X-CT掃描原理圖Fig.2.3Micro-X-CTscanschematics現(xiàn)階段實驗室常用的是X射線微米CT掃描儀，其原理圖如圖2.3所示。由于要構(gòu)建樣品的三維結(jié)構(gòu)，因此樣品需要每旋轉(zhuǎn)一個角度完成一次掃描成像，當(dāng)樣品旋轉(zhuǎn)了三百六十度后，即完成掃描過程。Beer定律給出了X射線穿過樣品后射線強度I的數(shù)學(xué)表達(dá)式：0dIIe=(2.1)XYX射線源樣品接收器Z

第3章圖像處理及孔隙結(jié)構(gòu)提取-16-根據(jù)Witkin的圖像空間代表性理論，Perona和Malik提出了各向異性擴散(AnisotropyDiffusion)濾波，以下簡稱AD濾波[47-48]。AD能克服線性平滑濾波帶來的不理想結(jié)果，例如模糊或錯位圖像上的相邊緣，AD已成為圖像平滑，邊緣檢測，圖像分割和圖像增強中非常有用的工具。只要正確地確定或估計其一些關(guān)鍵參數(shù)，AD濾波可以在保留圖像中的區(qū)域邊界和小結(jié)構(gòu)的同時成功地平滑噪聲。傳導(dǎo)函數(shù)，梯度閾值參數(shù)和停止參數(shù)形成一套參數(shù)，這些參數(shù)決定了擴散的進(jìn)行過程和擴散程度。過高估計其中任何一個參數(shù)都會導(dǎo)致過度模糊的結(jié)果，而過低估計其中任何一個參數(shù)則會使圖像中的噪聲得不到濾除。因此，通過評估目標(biāo)圖像噪聲屬性和邊緣質(zhì)量，并在迭代過程的每個步驟中以最佳和自動的方式確定所有參數(shù)來進(jìn)行各向異性擴散濾波是至關(guān)重要的。本文提出了一種自動選擇的停止條件，該停止條件考慮了所保留邊緣的品質(zhì)，而不僅僅滿足于只實現(xiàn)圖像的平滑。圖3.7各向異性擴散濾波算法流程圖Fig.3.7Flowchartofanisotropicdiffusionfilteringalgorithm各向異性擴散方程最基本的方程式如下(,,){[(,,)](,,)}IxytdivgIxytIxytt=(3.1)上式t為擴散步長，I(x,y,0)為初始圖像，I(x,y,t)步長為t時的圖像梯度函數(shù)，g(.)是傳導(dǎo)函數(shù)。傳導(dǎo)函數(shù)需要滿足條件0lim()1xgx→=以便擴散在均質(zhì)區(qū)域內(nèi)最大化，而lim()0xgx→=以便擴散在邊緣處停止。Perona和Malik在提出AD濾波時給出擴散函數(shù)：21()exp[]xgxK=(3.2)221()1+()gxxK=(3.3)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮分形特征的巖心掃描圖像合理分割方法[J]. 張磊,姚軍,王鋒,高瑩,楊永飛,魏微,張琦,張建光.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2015(24)
[2]合理分割巖心微觀結(jié)構(gòu)圖像的新方法[J]. 趙秀才,姚軍,房克榮.  中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(01)



本文編號：3248863