【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于深海油气田勘探开发，尤其涉及一种基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法。
技术介绍
1、海洋油气储层岩石在形成过程中通常经历极其复杂的物理、化学和生物作用，造成岩石具有广泛复杂的微观孔隙结构特征。这些孔隙结构反过来进一步影响控制深海油气储层岩石的宏观物理性质，例如力学、电学、渗透性、吸附性和弹性。微观孔隙结构与宏观物理属性之间的关系及其影响机理研究是油气田勘探开发的基础地球物理资料。数字岩石物理是一项新兴技术，已成为研究岩石物理特性的有力工具。在数字岩石物理技术中，数字岩心建模是研究的第一步和重要平台。构建数字岩心的方法通常分为两类：物理实验法和数值模拟法。物理实验法基于高精度实验设备扫描真实岩石，以建立数字岩心，主要包括x射线计算机断层扫描、聚焦离子束，以及一系列薄片的组合。该方法通常非常昂贵和耗时，并且不能提供孔隙结构定量变化的数字岩心。这些实际问题是开展数值方法建立数字岩心的驱动力，另一方面，数值模拟技术为重建储层岩石的孔隙尺度结构特征提供了一种灵活的方法，主要包括模拟退火法、马尔科夫链-蒙特卡洛法、过程法和深度学习法。多样化可控孔隙结构模型的构建对于理解孔隙结构与物理属性关系机理是至关重要的。因此，有必要构建具有广泛孔隙结构的数字岩石模型。然而，通过现有的数值建模方法重建特定孔隙结构模型仍面临挑战。
2、过程法是建立颗粒沉积和模拟重建岩石的方法，该方法的核心思想是基于计算机模拟地质过程实现岩石的最终结果。重建过程包括沉积、压实和成岩三个主要步骤。数学形态学是一种功能强大的数字图像
3、现有技术问题：物理实验法通常非常昂贵和耗时，面临岩石取芯困难，建模分辨率限制，并且不能提供孔隙结构定量变化的数字岩心等问题。现有数值模拟法在构建定量可控的孔隙结构特征数字岩心模型方面存在不足。现有方法建立的模型在获取性、成本、适用性、结果可控性等方面存在一定不足。由于多孔介质孔隙空间具有广泛复杂性，以及数字化模型的数据非常大，要想实现骨架沿孔隙空间特定位置的胶结识别，往往存在巨大困难。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，将过程法与数学形态学法相结合的方法，以过程法建立的模型为初始模型，运用数学形态学算法对三维数字岩心图像进行处理，从而最大程度的建立不同类型孔隙结构逐渐变化的数字岩心模型。构建这些复杂孔隙结构数字岩心模型是开展岩石孔隙结构演化规律和岩石物理属性研究的前提条件。该方法结合了过程法和数学形态学法的优点，基于过程法实现颗粒沉积模型的构建，过程法具有建模参数易获取，建模过程简单方便的优势；数学形态学法能够更快地处理二值化图像，通过模拟胶结过程构建孔隙结构多样化的数字岩心模型，具有更快的建模速度和节省时间。该建模方法能够根据研究需要，通过控制数学形态学算法参数，构建大量具有不同孔隙结构特征的数字岩心模型。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，包括：
3、基于过程法，通过模拟沉积岩石形成过程，构建颗粒沉积模型；
4、对所述颗粒沉积模型中不同的孔隙结构特征进行数学形态学算法处理，形成孔隙结构数字岩心模型；
5、对所述孔隙结构数字岩心模型中预设位置进行胶结模拟处理，并在胶结位置上逐渐增加胶结物厚度，形成最终的数字岩心模型。
6、可选地，所述沉积岩石形成过程包括：沉积过程、压实过程和成岩过程。
7、可选地，模拟所述沉积岩石形成过程包括：
8、利用不同粒径和形状的颗粒在沉积区域范围内逐个稳定沉积以模拟所述沉积过程；
9、在垂向上对不同位置颗粒执行不同程度的向下移动以实现所述压实过程；
10、对颗粒表面进行胶结物生长和溶蚀处理以模拟所述成岩过程，实现所述颗粒沉积模型构建。
11、可选地，对所述颗粒沉积模型中不同的孔隙结构特征进行数学形态学算法处理包括：
12、基于膨胀算法，能够模拟胶结物在固体骨架颗粒表面所有方向等厚度均匀生长；
13、基于闭算法，能够实现胶结物优先沿着预设小孔隙空间进行生长；
14、基于膨胀算法-闭算法+颗粒沉积模型，实现胶结物优先沿着预设大孔隙空间进行生长；
15、基于1-闭算法+颗粒沉积模型，实现胶结物在大孔隙中直接生成，不需要沿着颗粒表面胶结。
16、通过这些运算形成不同孔隙结构的数字岩心模型。
17、可选地，所述孔隙结构数字岩心模型中预设位置包括四类；
18、第一类胶结位置为沿所述颗粒沉积模型中所有颗粒的表面，方向为同向均匀膨胀，模拟胶结物在颗粒表面上均匀固结；
19、第二类胶结位置为沿着预设小孔隙空间确定为胶结位置，即只有这些位置发生胶结作用，骨架其它表面位置不进行胶结模拟；
20、第三类胶结位置为沿着大孔隙空间进行胶结生长；
21、第四类胶结位置为在预设大孔隙中直接生成胶结物，不需要沿着颗粒表面胶结。
22、可选地，在胶结位置上逐渐增加胶结物厚度包括：
23、基于膨胀算法并改变结构元素集合，实现定量控制胶结物胶结厚度，以模拟岩石中胶结物的生长。
24、可选地，所述膨胀算法为：
25、
26、其中， a表示沉积颗粒模型图像集合， b表示结构元素集合，表示空集合， a⊕ b表示 a被 b膨胀， b x表示集合b被平移 x距离， x表示平移距离。
27、可选地，所述闭算法为：
28、
29、其中，表示 a被 b闭运算，表示腐蚀运算。
30、本专利技术具有以下有益效果：
31、本专利技术通过数学形态学法模拟岩石胶结过程，构建孔隙结构多样化的数字岩心模型。针对初始模型，基于过程法实现颗粒沉积模型的构建，过程法具有建模参数易获取，建模过程简单方便的优势。对颗粒沉积模型进行二值化处理，数学形态学法能够更快地处理二值化图像，通过模拟胶结过程构建孔隙结构多样化的数字岩心模型，具有更快的建模速度和节省时间。根据研究需要，通过控制数学形态学算法参数，构建大量具有不同类型孔隙结构特征的数字岩心模型。
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1.一种基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，其特征在于，所述沉积岩石形成过程包括：沉积过程、压实过程和成岩过程。
3.根据权利要求2所述的基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，其特征在于，模拟所述沉积岩石形成过程包括：
4.根据权利要求1所述的基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，其特征在于，在胶结位置上逐渐增加胶结物厚度包括：
5.根据权利要求1所述的基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，其特征在于，所述膨胀算法为：
6.根据权利要求1所述的基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，其特征在于，所述闭算法为：
【技术特征摘要】
1.一种基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，其特征在于，所述沉积岩石形成过程包括：沉积过程、压实过程和成岩过程。
3.根据权利要求2所述的基于过程法和数学形态学法混合的多孔岩石数字岩心重构方法，其特征在于，模拟所述沉积岩石形成过程包括：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：李小彬，石颖，马汝鹏，宋利伟，胡美艳，蒙超，
申请(专利权)人：东北石油大学三亚海洋油气研究院，
类型：发明
国别省市：
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