一种多孔岩石的三维几何模型构建方法及性能预测方法技术

本发明专利技术提供了一种多孔岩石的三维几何模型构建方法，包括以下步骤：选取岩石样本，使用

【技术实现步骤摘要】
一种多孔岩石的三维几何模型构建方法及性能预测方法


[0001]本专利技术涉及石油与天然气勘探开发
，具体涉及一种多孔岩石的三维几何模型构建方法及性能预测方法
。

技术介绍

[0002]岩石的力学特性是安全钻井
、
高效压裂等工程设计
、
实施的必要基础；岩石的结构特征是影响岩石力学特性的重要因素
。
因此，科学构建复杂结构岩石力学参数评价模型是岩石力学特性评价的前提与基础，对油气藏的安全高效勘探开发具有重要意义
。
[0003]自然岩石含有大量离散的
、
多尺度和不规则的孔隙，岩石的微结构不仅与岩石的孔隙率和渗透性有直接关系，而且与杨氏模量
、
泊松比
、
单轴压缩强度等有间接关系
。
但是，在传统的岩石数值模拟中，岩石中的微观结构往往被消除或简化，因此当岩石内部存在孔隙或微观结构表面粗糙时，会导致计算误差
。
这种简化的测量方法对岩石力力学性能的研究较为初浅，误差较大
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多孔岩石的三维几何模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.
选取岩石样本，使用
X
射线
CT
扫描仪获取岩石样本的内部扫描图像；
S2.
以步骤
S1
获取的
CT
图像为基础，基于全变分图像去噪模型，利用边缘检测算子获取自适应参数，从而去除
CT
扫描图像噪声，保留
CT
扫描图像的边缘轮廓及纹理信息；
S3.
以步骤
S1
获取的
CT
图像为基础，采用迭代自组织数据分析阈值分割算法对
CT
扫描图像进行阈值分割，以获得与真实岩石内部相符合，包含岩石机制与孔隙的二值化图像；
S4.
根据表面模型内的边界限定条件，以建立的表面模型为输入域，采用德洛内四面体算法，重构出岩石的四面体模型，即岩石有限元重构网格模型
。2.
根据权利要求1所述的一种多孔岩石的三维几何模型构建方法，其特征在于，所述步骤
S2
中利用边缘检测算子获取自适应参数
ξ
f
的表达式如下：式中：代表卷积算子，
d
θ
代表边缘检测算子，
d
θ
包括
d0、d
45
、d
90
和
d
135
；其余的边缘算子可以将
θ
∈
Θ
(
Θ
＝
{45
°
，
90
°
，
135
°
})
可旋转获得
。3.
根据权利要求2所述的一种多孔岩石的三维几何模型构建方法，其特征在于，所述步骤
S2
中
CT
扫描图像噪声的表达式如下：式中：
u
为原始图像；
F
为全变分图像去噪模型；
x∈
Ω
，
Ω
代表图像空间；
μ
>0
为正则化参数
。4.
根据权利要求1所述的一种多孔岩石的三维几何模型构建方法，其特征在于，所述步骤
S4
具体的算法流程如下：步骤1：确定以下初始控制参数：相似度函数
D
ij
(X
i
,X
j
)
，聚类中心数
k
，聚类中心数
N
c
，最少样本数
θ
N
，样本距离分布标准差
θ
S
，聚类中心最小距离
θ
C
，迭代运算次数
I
，聚类中心对数
L
；步骤2：执行以下循环
For i
＝
1:nFor j
＝
i:nM(i,j)
＝
||1i
‑
1j||endend
其中，1为像素的特征向量，
n
表示像素数目，
M
为储存各个像素点之间距离的矩阵；利用矩阵中所有像素点两两之间的平方距离的平均值，也就是平均聚类距离
ave
，求出
R1与
R2，其中
R1＝
a...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖南，陈俊清，赵智，刘启明，张帅康，黄昱翔，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：