一种考虑凹凸性的岩石孔隙网络模型的孔喉截面构造方法

摘要

本发明公开了图像处理技术领域中一种考虑凹凸性的岩石孔隙网络模型的孔喉截面构造方法，其主要步骤包括：基于CT技术扫描真实岩心并进行三维重建；对三维岩心进行孔喉分割，将所有孔喉进行编号排序，统计孔喉几何参数信息；利用数值实验得到四边形最大内角和形状因子的关系；根据凹凸性、形状因子确定四边形最大内角；从该角顶点出发做对角线，将最大内角分为两部分并且确定对角线长度；建立截面非线性特征方程，利用牛顿迭代法求解四边形边长；检验特征方程是否有正解且符合物理意义，否则重新构造，直至所有孔喉截面全部构造完毕。该方法充分考虑了多孔介质截面的凹凸性、水力半径的等价性，提高了孔隙网络模型表征真实多孔介质的精确性，从而能准确预测多孔介质渗流参数。

主权项

一种考虑凹凸性的岩石孔隙网络模型的孔喉截面构造方法，其特征在于以下步骤：(1)利用CT成像技术对岩心进行扫描，然后基于CT切片图像利用移动立方体法对岩心进行三维重建；(2)利用细化算法对三维数字岩心进行孔喉分割，将所有孔喉编号并排序，依次为1，2，3···N_max，同时初始化N使得N＝1，其中N_max代表孔喉最大个数，N代表孔喉排序序号；统计每个孔喉截面周长P、面积A、形状因子G及孔喉半径r_in；(3)利用数值实验随机构建包括凹四边形及凸四边形在内的M个四边形，M取值为5000；画出M个四边形最大内角和形状因子的散点关系图，在形状因子一定的条件下，最大内角存在取值范围，其最大值和最小值对应的散点组成的轮廓曲线称之为孔喉截面最大内角极值曲线，拟合该曲线得到最大内角极值与形状因子之间的函数表达式即最大内角极值曲线表达式；(4)采用无因次水力半径H判断第N个孔喉截面的凹凸性，然后根据最大内角极值曲线表达式计算最大内角极值，最终确定一个四边形最大内角β₄；(5)利用一条从角β₄顶点出发的对角线l₀将β₄分为角α₁和角α₂两部分，同时根据对角线范围限定公式确定该对角线长度；(6)利用四边形表征第N个孔喉截面形状，已知由第N个孔喉截面参数确定的四边形最大内角β₄、从角β₄顶点出发的对角线长度l₀及该对角线将β₄所劈分成的角α₁和角α₂，建立以四边形的四条边长为未知数的孔喉截面非线性特征方程；利用牛顿迭代法求解四边形参数，其中每条边长的迭代初值选为孔喉截面周长的四分之一，迭代结束条件为迭代前后绝对值之差小于10^‑5或者迭代次数大于1000；(7)检验孔喉截面非线性特征方程的解，若方程无正解或内角和不等于360°，返回步骤(5)；若方程有符合物理意义的解且N<N_max，执行N＝N+1，并转至步骤(4)，否则构造结束。