一种基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，包括步骤：对支撑剂施加加载压力，获取压后的支撑剂；将所述支撑剂均匀铺置于平面，获取所述支撑剂的图像信息；对图像信息进行处理，统计图像信息中的支撑剂颗粒面积分布，根据所述支撑剂颗粒面积分部信息获取支撑剂颗粒半径分布情况；绘制支撑剂颗粒的归一化质量分数与归一化半径的级配曲线图，通过所述级配曲线图获取支撑剂破碎率。本发明专利技术提供了一种基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，能够快速便捷的获取支撑剂破碎率，为获取支撑剂破碎率提供了一种新途径。为获取支撑剂破碎率提供了一种新途径。为获取支撑剂破碎率提供了一种新途径。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法


[0001]本专利技术涉及水力压裂
，特别涉及一种基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法。

技术介绍

[0002]体积压裂改造技术逐渐成为深层低渗储层增产的重要技术手段，支撑剂能否在裂缝中保持长期高导流能力成为了研究热点。在高闭合应力的作用下，会导致支撑剂被压碎，产生细微颗粒，增加裂缝支撑剂堆迂曲度或者导致支撑剂重排，减小裂缝宽度，降低裂缝导流能力。因此，研究支撑剂在高闭合应力下破碎规律，明确最佳铺砂方式，对于增产改造具有重大意义。
[0003]支撑剂能否有效支撑决定了增产的最终效果，关于支撑剂破碎规律的研究也成为了研究重点，在现有技术中，一般采用筛选法与激光粒度仪测试法来获取支撑剂破碎率，但是其计算速度慢且测试费用较高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，以弥补现有技术中破碎率测试速度慢、测试费用高的缺陷。
[0005]本专利技术实施例的具体技术方案是：
[0006]一种基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0007](1)对支撑剂施加加载压力，获取压后的支撑剂；
[0008](2)将所述支撑剂均匀铺置于平面，获取所述支撑剂的图像信息；
[0009](3)对图像信息进行处理，统计图像信息中的支撑剂颗粒面积分布，根据所述支撑剂颗粒面积分部信息获取支撑剂颗粒半径分布情况；
[0010](4)绘制支撑剂颗粒的归一化质量分数与归一化半径的级配曲线图，通过所述级配曲线图获取支撑剂破碎率。
[0011]进一步地，所述步骤(1)中通过室内导流室进行支撑剂加载实验。
[0012]进一步地，所述步骤(1)中在所述导流室中通过采用光滑钢片模拟地层岩石面。
[0013]进一步地，所述步骤(1)中还包括：根据地层压力设置加载压力。
[0014]进一步地，将支撑剂置于黑色吸光背景中获取图像信息。
[0015]进一步地，获取不同角度的支撑剂图像信息。
[0016]进一步地，所述步骤(3)中还包括：
[0017]通过如下方法计算支撑剂颗粒半径：
[0018][0019]式中，r为支撑剂颗粒半径，mm；
[0020]S为支撑剂颗粒面积，mm2。
[0021]进一步地，所述步骤(4)中还包括：
[0022]通过如下方法计算归一化质量分数与归一化半径：
[0023][0024][0025]M：归一化质量分数；
[0026]m：半径为r的支撑剂颗粒对应的排序数；
[0027]m
max
：半径为r
max
的支撑剂颗粒对应的排序数；
[0028]R：归一化半径；
[0029]r
max
：支撑剂样品中的最大支撑剂颗粒半径，mm。
[0030]进一步地，所述步骤(4)中还包括；
[0031]绘制支撑剂未压情况以及压后情况的归一化质量分数与归一化半径的级配曲线图。
[0032]进一步地，所述步骤(4)中还包括，通过以下方法计算破碎率：
[0033][0034]S0为未压支撑剂归一化级配曲线与横纵坐标包围的面积；
[0035]S
i
为压后支撑剂归一化级配曲线与横纵坐标包围的面积；
[0036]B
i
为压后支撑剂破碎率。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，结合图像处理技术，能够快速便捷地获取支撑剂破碎率，为获取支撑剂破碎率提供了一种新途径。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术一个实施例中支撑剂加载测试示意图。
[0040]图2为本专利技术一个实施例中破碎后的支撑剂的图像信息。
[0041]图3为本专利技术一个实施例中处理前后的支撑剂提取样图。
[0042]图4为本专利技术一个实施例中归一化质量分数与归一化半径的级配曲线图。
具体实施方式
[0043]结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制。在本专利技术的教导下，技术人员可以构想基于本专利技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本专利技术的范围。
[0044]一种基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，包括以下步骤:
[0045](1)对支撑剂施加加载压力，获取压后的支撑剂。
[0046]取一定质量的支撑剂样品，放置在烘干室中进行烘干，消除支撑剂中的水分，保证支撑剂的干燥。同时根据标准导流室的接触面积，计算出不同铺砂浓度所需的支撑剂质量，待支撑剂烘干完成后，利用电子天平称取相应质量的支撑剂样品。
[0047]在称取支撑剂样品后，需要对支撑剂进行加载实验。在一个实施例中，可以选取导流室进行加载实验测试，在组装导流室时，如图1所示，可以在支撑剂上下铺置光滑的钢片，利用光滑的钢片起到模拟地层岩石面的作用，防止粗糙接触面对实验产生影响，导致实验结果出现误差。
[0048]为了模拟地层不用应力情况下的支撑剂破碎率情况，本领域技术人员可以根据实际情况设置加载压力，在一个实施例中，通过逐步记载压力6.9MPa、13.8MPa、20.7MPa、34.5MPa、48.3MPa、69.0MPa，分别测量不同情况下的破碎率情况。此外，本领域技术人员也可以通过比较不同闭合应力、不同粒径规格、不同粒径组合、不同铺置浓度、不同铺置方式(例如均匀铺置和非均质铺置)的支撑剂的破碎情况，分析其破碎的规律，指导支撑剂铺置规律的研究。
[0049](2)将所述支撑剂均匀铺置于平面，获取所述支撑剂的图像信息。
[0050]为了提高支撑剂的图像效果，可以在黑色吸光纸上划定指定范围，方便后续图像处理时设置标尺。根据划定的范围面积，计算出铺置单层支撑剂所需要的质量，再用电子天平在破碎支撑剂堆中量取所需要的支撑剂质量，为消除取样的随机性，采用统计学中随机取样方法，为了减小随机误差，可以反复多次取样，再取得平均值。
[0051]将所取支撑剂均匀铺置到指定范围内，用细小的毛刷或钢片将支撑剂颗粒均匀铺开，然后通过摄像装置获取支撑剂的图片信息，如图2所示。
[0052](3)对图像信息进行处理，统计图像信息中的支撑剂颗粒面积分布，根据所述支撑剂颗粒面积分部信息获取支撑剂颗粒半径分布情况。
[0053]在获取支撑剂图片信息后，通过将支撑剂图片转换为灰度图片，对图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)对支撑剂施加加载压力，获取压后的支撑剂；(2)将所述支撑剂均匀铺置于平面，获取所述支撑剂的图像信息；(3)对图像信息进行处理，统计图像信息中的支撑剂颗粒面积分布，根据所述支撑剂颗粒面积分部信息获取支撑剂颗粒半径分布情况；(4)绘制支撑剂颗粒的归一化质量分数与归一化半径的级配曲线图，通过所述级配曲线图获取支撑剂破碎率。2.如权利要求1所述的基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，所述步骤(1)中通过室内导流室进行支撑剂加载实验。3.如权利要求2所述的基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，所述步骤(1)中在所述导流室中通过采用光滑钢片模拟地层岩石面。4.如权利要求1所述的基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，所述步骤(1)中还包括：根据地层压力设置加载压力。5.如权利要求1所述的基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，所述步骤(2)中还包括：将支撑剂置于黑色吸光背景中获取图像信息。6.如权利要求5所述的基于图像处理的受压支撑剂破碎率计算方法，所述步骤(2)中还包括：获取不同角度的支撑剂图像信息。7.如权利要求1所述的基于图像处理的受压支撑剂破碎...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彧轩，伍连松，陈沧海，郭建春，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：