CN103325118A - 一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的方法及装置，其中，该方法包括：对碳酸盐岩岩心原始图像进行数据化图像预处理；从预处理后的岩心图像中提取出岩心图像上的孔洞特征信息；根据所述孔洞特征信息并结合岩心孔洞几何参数获取碳酸盐岩孔洞地质参数。通过图像数字化处理提取碳酸盐岩岩心图像上的孔洞特征信息；结合岩心孔洞几何参数定量计算方法计算得到相关特征参数；最后统计分析岩心孔洞特征地质参数的计算结果，生产相应的孔洞分析报表并显示分析计算的结果，根据需要可以进行计算结果的存储；这样，可以很方便的对碳酸盐岩岩心表面孔洞进行特征提取和宏观微观的分析，获取相关地质特征参数，更好地研究和预测储层的分布情况。

Description

一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的方法及装置

技术领域

本发明涉及碳酸盐岩岩领域，特别涉及一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的方法及装置。

背景技术

目前，通过传统的碳酸盐岩岩心表面孔洞分析技术，可以提供大量直观的信息用于地层定性分析，并且能够从中提取参数用于定量分析储层。

对于现有技术来说，具有如下缺陷：

（1）传统的碳酸盐岩岩心表面孔洞分析技术多为人工描绘，效率低下在当今科技信息化发展的时代，不能很好的满足地质研究人员的工作需求。

（2）分析数据由于分析人员的不同也存在不同程度的差异。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，本发明提出一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的方法及装置，通过图像数字化处理技术及计算机技术，结合岩心孔洞几何参数定量计算方法对碳酸盐岩岩心表面孔洞特征进行剥离和参数计算，方便为石油地质勘探提供准确的直观的数据，提高地质研究人员的工作效率，以便更好地研究和预测储层的分布情况。

为实现上述目的，本发明提供了一种获取碳酸盐岩岩心孔洞地质参数的方法，该方法包括：

对碳酸盐岩岩心原始图像进行数据化图像预处理；

从预处理后的岩心图像中提取出岩心图像上的孔洞特征信息；

根据所述孔洞特征信息并结合岩心孔洞几何参数获取碳酸盐岩孔洞地质参数。

可选的，在本发明一实施例中，所述孔洞地质参数包括：孔洞面孔率、孔洞类型、孔洞填充情况、单个孔洞等效面积圆直径和平均孔洞等效面积圆直径。

可选的，在本发明一实施例中，所述孔洞面孔率按照下式获取：

$\mathrm{\φ}=\frac{1}{n}\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{\mathrm{pij}}/A_{\mathrm{pj}})\×100\%$

式中：φ表示面孔率，以百分数表示；A_pij表示第j个视域中第i个孔隙的面积，单位：um²；A_pj表示为第j个视域的面积，单位：um²；N表示为第j个视域的面积中的孔隙个数；n表示为视域个数。

可选的，在本发明一实施例中，所述单个孔洞等效面积圆直径按照下式获取：

$D_r=2\sqrt{A_3/\mathrm{\π}}$

式中：Dr表示为等效面积圆直径，单位：mm；A₃表示为孔洞面积，单位：mm²。

可选的，在本发明一实施例中，所述平均孔洞等效面积圆直径按照下式获取：

${\stackrel{\‾}{D}}_r=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\right)/n$

式中：D_i表示第i个孔洞的等效面积圆直径，单位：mm；n表示为孔洞个数。

可选的，在本发明一实施例中，所述孔洞填充情况分为：

未充填孔洞：充填＜10%；

轻微充填孔洞：10%≤充填＜35%；

半充填孔洞：35%≤充填＜65%；

基本充填孔洞：65%≤充填＜90%；

全充填孔洞：90%≤充填≤100%。

可选的，在本发明一实施例中，所述孔洞类型分为：

大洞：>10mm；

中洞：5mm～10mm；

小洞：1mm～4.9mm。

可选的，在本发明一实施例中，还包括：

对所述孔洞特征信息优化处理。

可选的，在本发明一实施例中，所述对碳酸盐岩岩心原始图像进行数据化图像预处理的方法为图像的色阶调整、图像曲线调节、图像亮度/对比度/灰度调整、图像亮度/色调/饱和度调整、图像滤波处理、图像锐化处理、图像平滑处理、图像模糊处理、图像边缘检测处理和图像底片效果处理当中的至少一种。

可选的，在本发明一实施例中，所述优化处理的步骤包括：对所述孔洞特征信息进行区域去噪处理、对孔洞特征区域内孔洞充填、对孔洞特征区域进行区域膨胀腐蚀处理、对孔洞特征区域进行边缘平滑处理。

可选的，在本发明一实施例中，还包括：

统计分析碳酸盐岩孔洞地质参数，生成相应的孔洞特征报表并将特征参数的计算结果显示出来。

为实现上述目的，本发明还提供了一种获取碳酸盐岩岩心孔洞地质参数的装置，包括：

图像预处理单元，用于对碳酸盐岩岩心原始图像进行数据化图像预处理；

提取孔洞特征信息单元，用于从预处理后的岩心图像中提取出岩心图像上的孔洞特征信息；

碳酸盐岩孔洞地质参数单元，用于根据所述孔洞特征信息并结合岩心孔洞几何参数获取碳酸盐岩孔洞地质参数。

可选的，在本发明一实施例中，所述孔洞地质参数包括：孔洞面孔率、孔洞类型、孔洞填充情况、单个孔洞等效面积圆直径和平均孔洞等效面积圆直径。

可选的，在本发明一实施例中，所述孔洞面孔率按照下式获取：

$\mathrm{\φ}=\frac{1}{n}\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{\mathrm{pij}}/A_{\mathrm{pj}})\×100\%$

式中：φ表示面孔率，以百分数表示；A_pij表示第j个视域中第i个孔隙的面积，单位：um²；A_pj表示为第j个视域的面积，单位：um²；N表示为第j个视域的面积中的孔隙个数；n表示为视域个数。

可选的，在本发明一实施例中，所述单个孔洞等效面积圆直径按照下式获取：

$D_r=2\sqrt{A_3/\mathrm{\π}}$

式中：Dr表示为等效面积圆直径，单位：mm；A₃表示为孔洞面积，单位：mm²。

可选的，在本发明一实施例中，所述平均孔洞等效面积圆直径按照下式获取：

${\stackrel{\‾}{D}}_r=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\right)/n$

式中：D_i表示第i个孔洞的等效面积圆直径，单位：mm；n表示为孔洞个数。

可选的，在本发明一实施例中，所述孔洞填充情况分为：

未充填孔洞：充填＜10%；

轻微充填孔洞：10%≤充填＜35%；

半充填孔洞：35%≤充填＜65%；

基本充填孔洞：65%≤充填＜90%；

全充填孔洞：90%≤充填≤100%。

可选的，在本发明一实施例中，所述孔洞类型分为：

大洞：>10mm；

中洞：5mm～10mm；

小洞：1mm～4.9mm。

可选的，在本发明一实施例中，还包括：

优化单元，用于对所述孔洞特征信息进行优化处理。

可选的，在本发明一实施例中，所述图像预处理单元采用方法为图像的色阶调整、图像曲线调节、图像亮度/对比度/灰度调整、图像亮度/色调/饱和度调整、图像滤波处理、图像锐化处理、图像平滑处理、图像模糊处理、图像边缘检测处理和图像底片效果处理当中的至少一种。

可选的，在本发明一实施例中，所述优化单元进一步用于对所述孔洞特征信息进行区域去噪处理、对孔洞特征区域内孔洞充填、对孔洞特征区域进行区域膨胀腐蚀处理、对孔洞特征区域进行边缘平滑处理。

可选的，在本发明一实施例中，还包括：

分析显示单元，用于统计分析碳酸盐岩孔洞地质参数，生成相应的孔洞特征报表并将特征参数的计算结果显示出来。

上述技术方案具有如下有益效果：通过图像数字化处理提取碳酸盐岩岩心图像上的孔洞特征信息；结合岩心孔洞几何参数定量计算方法计算得到相关特征参数；最后统计分析岩心孔洞特征地质参数的计算结果，生产相应的孔洞分析报表并显示分析计算的结果，根据需要可以进行计算结果的存储；这样，可以很方便的对碳酸盐岩岩心表面孔洞进行特征提取和宏观微观的分析，获取相关地质特征参数，更好地研究和预测储层的分布情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的方法流程图；

图2为像素点是否保留的例子图；

图3为本发明提出的一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的装置方框图之一；

图4为本发明提出的一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的装置方框图之二；

图5为本发明提出的一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的装置方框图之三；

图6为本发明实施例的获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的流程图；

图7为本发明实施例中岩心图像进行宏观微观分析前的图像预处理示意图；

图8是本发明实施例图像分割处理的实例图；

图9是本发明实施例图像区域去噪处理的实例图；

图10是本发明实施例图像数学形态及边缘平滑处理的实例图；

图11是本发明实施例对所述孔洞特征区域进行优化处理流程图；

图12是本发明实施例中对孔洞的地质特征参数结果后期处理图；

图13是本发明实施例中岩心孔洞分析报表图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提出了一种获取碳酸盐岩岩心孔洞地质参数的方法，该方法包括：

步骤101）：对碳酸盐岩岩心原始图像进行数据化图像预处理；

步骤102）：从预处理后的岩心图像中提取出岩心图像上的孔洞特征信息；

对所述岩心预处理后的图像进行图像数字化分割提取，获取所述岩心孔洞特征信息。

使用分割阈值，将整幅的岩心图象分割为背景区域和前景区域。其中，该阈值是通过该岩心图像的直方图获取的，或者可以是基于以前获取的岩心图像所预先存储的。优选地，通过下式分割岩心图像。

步骤103）：根据所述孔洞特征信息并结合岩心孔洞几何参数获取碳酸盐岩孔洞地质参数。

岩心孔洞特征地质参数计算：

对所述碳酸盐岩岩心表面孔洞特征进行岩心孔洞几何参数定量计算，获取相关孔洞地质参数结果，孔洞地质特征参数结果包括孔洞面积、周长、径长、孔洞类型、填充物、填充情况、有效性评价及孔洞总个数、孔洞面孔率等相关统计参数。

（1）孔洞基本特征值（面积和周长）

（2）孔洞面孔率

孔洞面孔率按下式计算：

$\mathrm{\φ}=\frac{1}{n}\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{\mathrm{pij}}/A_{\mathrm{pj}})\×100\%$

式中：φ—面孔率，以百分数表示；

A_pij—第j个视域中第i个孔隙的面积，单位：um²；

A_pj—第j个视域的面积，单位：um²；

N—第j个视域的面积中的孔隙个数；

n—视域个数。

（3）单个孔洞等效面积圆直径

单个孔洞等效面积圆直径，按下式计算：

$D_r=2\sqrt{A_3/\mathrm{\π}}$

式中：

Dr—等效面积圆直径，单位：mm；

A3—孔洞面积，单位：mm²。

（4）平均孔洞等效面积圆直径

按下式计算：

${\stackrel{\‾}{D}}_r=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\right)/n$

式中：

D_i—第i个孔洞的等效面积圆直径，单位：mm；

n—孔洞个数。

（5）填充情况

填充情况主要分为：

1）未充填孔洞：充填＜10%；

2）轻微充填孔洞：10%≤充填＜35%；

3）半充填孔洞：35%≤充填＜65%；

4）基本充填孔洞：65%≤充填＜90%；

5）全充填孔洞：90%≤充填≤100%。

（6）孔洞的分类

按孔隙直径可分为三种：

1）大洞：>10mm；

2）中洞：5mm～10mm；

3）小洞：1mm～4.9mm。

可选的，在本发明一实施例中，还包括：

对所述孔洞特征信息优化处理。

可选的，在本发明一实施例中，所述对碳酸盐岩岩心原始图像进行数据化图像预处理的方法为图像的色阶调整、图像曲线调节、图像亮度/对比度/灰度调整、图像亮度/色调/饱和度调整、图像滤波处理、图像锐化处理、图像平滑处理、图像模糊处理、图像边缘检测处理和图像底片效果处理当中的至少一种。

1、图像色阶调整

统计所述岩心图像的红、绿、蓝各颜色的直方图，按照给定的参数计算红、蓝和蓝各颜色的上限值和下限值，并且根据计算出的红、绿和蓝各颜色的上限值和下限值，调整所述岩心图像的色阶。

2、图像亮度/对比度/灰度调整

（1）把图像颜色转化为亮度、对比度和灰度，根据所选亮度、对比度、灰度范围值生成和颜色相对应映射值索引；

（2）根据映射值索引偏移替换原有的颜色分量，例如亮度有一个域值范围（-100—100），目前值为20，当前把值调为50，整个亮度增加了30，偏移30替换原来的颜色分量。

3、图像亮度/色调/饱和度调整

（1）将图像RGB转换成亮度、色调和饱和度的位数据；

（2）通过所选亮度、色调和饱和度的范围值，根据亮度、色调和饱和度的位数据进行计算替换原有的颜色分量。

4、图像滤波

对所获取的岩心图像进行滤波，以去除岩心图像中的噪声。可以采用现有的适当的滤波算法，对所述岩心图像进行滤波。优选地，可以采用中值滤波算法对岩心图像进行滤波。中值滤波算法是取滤波窗口内的最大值和最小值之间的中值作为被滤波像素的值。在滤波窗口为5的情况下，对第N个像素滤波时，取第N-2、N-1、N、N+1和N+2个五个像素中的最大值和最小值的中值，作为第N个像素的值。对于各图像中第1个像素，取第1个像素、第2个像素、第3个像素，这三个像素中的最大值和最小值之间的中值，作为第1个像素的滤波后的值，而对于第2个像素，取第1个像素、第2个像素、第3个像素和第4个像素，这四个像素的值中的最大值和最小值之间的中值，作为第2个像素的滤波后的值。对于像素倒数第2个像素，例如第M个像素，取第M-2、第M-1、第M和第M+1四个像素的值中的最大值和最小值之间的中值，作为第M个像素的滤波后的值；而对于像素最后一个像素，第M+1个像素，取第M-1、第M和第M+1三个像素的值中的最大值和最小值之间的中值，作为第M+1个像素的滤波后的值。

通过滤波在尽量保留图像细节特征的条件下，在一定程度上抑制了岩心图像的噪声，可以提高后续图像处理和分析的有效性和可靠性。

5、图像锐化

图像锐化可以补偿图像的轮廓，增强图像的边缘及灰度跳变的部分，使图像变得清晰，过平滑的图像变得模糊的根本原因是因为图像受到了平均或积分运算，因此可以通过对图像进行逆运算（如微分运算）来使图像变的清晰。可以采现有的或以后开发的图像锐化技术对岩心图像进行锐化。

6、图像平滑

可以采用现有的或以后开发的图像平滑技术来对岩心图像进行平滑。通过图像平滑，可以突出岩心图像中的宽大区域、低频成分和主干部分，并且抑制图像噪声和干扰高频成分，使得图像亮度平缓渐变，减小突变梯度，改善图像质量。

7、图像模糊

可以采用现有的或以后开发的图像模糊技术来对岩心图像进行模糊。

8、图像边缘检测

（1）滤波：边缘检测主要基于导数计算，受噪声影响。但滤波器在降低噪声的同时也导致边缘强度的损失；

（2）增强：增强算法将领域中灰度有显著变化的点突出显示。一般通过计算梯度幅值完成；

（3）检测：但在有些图像中梯度幅值较大的并不是边缘点；

（4）定位：精确确定边缘的位置。

9、图像底片效果

将彩色岩心图像转换成具有相应灰度级的单色图像。

上述图像预处理方法在岩心孔洞分析系统中属于可选项，并非每一步都需要操作。

可选的，在本发明一实施例中，所述优化处理的步骤包括：对所述孔洞特征信息进行区域去噪处理、对孔洞特征区域内孔洞充填、对孔洞特征区域进行区域膨胀腐蚀处理、对孔洞特征区域进行边缘平滑处理。

1、区域去噪

根据所选去噪阈值对图像区域进行去除，排除干扰。

（1）统计图像某一颜色值的各区域像素点之和。

（2）根据所选去噪阈值与各区域像素点之和进行对比，去除那些在指定范围内的区域。

2、图像数学形态处理

（1）区域膨胀

区域膨胀是把预定的结构元素B平移到图像中的像素a之后得到图像Ba，如果图像Ba中的任意一个像素与要被膨胀的区域重叠，则把该像素a属于膨胀后的区域中的一个像素。

膨胀(dilation)可以看做是腐蚀的对偶运算，其定义是：把结构元素B平移a后得到Ba，若Ba击中X，我们记下这个a点。所有满足上述条件的a点组成的集合称做X被B膨胀的结果。用公式表示为： $D\left(X\right)=\left\{a\right|\mathrm{Ba}\↑X\}=X\⊕B$

（2）区域腐蚀

所述区域腐蚀是把预定的结构元素B平移动到图像中的像素b之后得到图像Bb，如果图像Ba中的所有像素与要被腐蚀的区域重叠，则该像素b属于腐蚀后的区域中的一个像素。

把结构元素B平移a后得到Ba，若Ba包含于X，我们记下这个a点，所有满足上述条件的a点组成的集合称做X被B腐蚀(Erosion)的结果。用公式表示为：

（3）区域细化

所述区域细化是根据所述前景区域中各像素的八个相邻像素的是属于所述前景区域还是所述背景区域来判断该像素是否保留在所述前景区域中。

通过区域细化，得到与原来物体区域形状近似的、由简单的弧或曲线组成的图形。这些细线处于物体的中轴附近，便于描述和抽取图像特定区域的特征。细化过程中要根据每个像素点的八个相邻点的情况来判断该点是否可以剔除或保留。下面我们给几个例子来说明如何判断当前像素点是否该保留或剔除。如图2所示，像素点是否保留的例子图。图2给出了当前需要处理的像素点在不同的八邻域条件下的情况，可以看出：(1)不能删，因为它是个内部点，我们要求的是骨架，如果连内部点也删了，骨架也会被掏空的；（2）不能删，和（1）是同样的道理；（3）可以删，这样的点不是骨架；（4）不能删，因为删掉后，原来相连的部分断开了；（5）可以删，这样的点不是骨架；（6）不能删，因为它是直线的端点，如果这样的点删了，那么最后整个直线也被删了，剩不下什么；（7）不能删，因为孤立点的骨架就是它自身。

总结一下，有如下的判据：1.内部点不能删除；2.孤立点不能删除；3.直线端点不能删除；4.如果P是边界点，去掉P后，如果连通分量不增加，则P可以删除。我们可以根据上述的判据，事先做出一张表，从0到255共有256个元素，每个元素要么是0，要么是1。我们根据某点（当然是要处理的黑色点了）的八个相邻点的情况查表，若表中的元素是1，则表示该点可删，否则保留。查表的方法是，设白点为1，黑点为0；左上方点对应一个8位数的第一位（最低位），正上方点对应第二位，右上方点对应的第三位，左邻点对应第四位，右邻点对应第五位，左下方点对应第六位，正下方点对应第七位，右下方点对应的第八位，按这样组成的8位数去查表即可。例如上面的例子中(1)对应表中的第0项，该项应该为0；（2）对应37，该项应该为0；（3）对应173，该项应该为1；（4）对应231，该项应该为0；（5）对应237，该项应该为1；（6）对应254，该项应该为0；（7）对应255，该项应该为0。仔细考虑当前像素点的各种八邻域的情况，我们可以得到一个细化操作查找表，该表在下面的细化算法中详细介绍。

为了避免分裂物体，细化的过程分为两个步骤，第一步是正常的腐蚀操作，但是它是有条件的，也就是说那些被标记的可除去的像素点并不立即消去；在第二步中，只将那些消除后并不破坏连通性的点消除，否则的话保留这些边界点。以上的步骤是在一个3x3邻域内运算，可以通过查表实现细化的操作。算法的实现步骤如下：

1）定义一个查找表和一个3x3模板：

erasetable[256]={0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,

                0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,

                1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,1,1,0,0,

                0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

                1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,1,1,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,

                0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,

                1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,1,1,

                1,1,0,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,

                1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,

                0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,1,1,1,0,0,

                1,1,0,0,1,1,1,0,1,1,0,0,1,0,0,0}；

1	2	4
			128	256	8
64	32	16

2）对二值图像从上到下、从左到右进行扫描；该过程结束后再对图像进行从左到右，从上到下的扫描；如果图像中当前像素点的灰度值为"0"，且其左右（第一次扫描过程考虑左右像素点）或上下（第二次扫描过程考虑上下两个像素点）两个像素点中有任意一个为"255"则转至步骤三，否则回转到步骤二；

3）该像素点为中心的3x3区域内的各个像素值和定义的模板中的权值进行卷积求和，得到表2.1.1中的查找索引值k；

4）根据这个索引值k得到表里相应的数据，如果为"1"，那么该像素点的灰度值设为"255"，如果为"0"，则该像素点的灰度值为"0"。

5）图像从头至尾扫描二遍后，如果该次扫描修改了图像中的点，则跳转至步骤二，开始新的一轮扫描。否则图像细化结束。

（4）区域边缘平滑

通过边缘平滑处理，可以滤除岩心图像中各区域形状边界上的细小的曲折，并抹掉岩心图像上的细小杂点，同时可以不降低岩心图像上颜色变化的陡峭性。由突变的颜色形成的边界在经过区域边缘平滑后还是突变颜色的边界，不模糊化。该区域边缘平滑步骤包括以下步骤：

1）将参加滤波的m个N维向量，看作N维空问中的m个点。求出这些点的平均值所代表的点E．我们将E点称作这一组点的重心。

2）找出xi—各点中距离重心E最远的一个。称作P点。

3）找出xi一各点中在直线PE上的投影距离P最远的一个，称作Q点。

4）从参加滤波的数据中淘汰掉P点和Q点代表的两个数据。

重复上述①--④的操作，每次都以上次淘汰后剩下的数据作为新的参加滤波的数据．直到只剩下一个数据为止，“距离重心最远的点”就是使(xi一E)·(xi—E)取值最大的点，而“在直线PE上的投影距离P最远的点”就是使(P—E)·(—E)取值最小(绝对值最大的负值)的xt点。这里用·号表示内积，即对应坐标的乘积之和。实际程序中就可以按此公式计算。

3、区域孔洞填充

根据所选区域填充阈值进行指定区域内孔洞的填充处理。

在区域孔洞填充步骤对于岩心图像中、所包括的像素数量小于孔洞阈值的孔洞进行填充。在孔洞填充步骤中，从要被填充的孔洞中的任一像素出发，利用八连通域技术或四连通域技术，将该要被填充的孔洞内的像素填充为与该孔洞的边界相同的颜色。

具体而言，孔洞填充可以采用种子填充算，即从要被填充的孔洞内的任一像素开始，由内向外逐个像素地用该孔洞的边界的颜色填充该孔洞内的像素，直到填充了被填充孔洞内的所有像素为止。而在种子填充算法中，通常可以采用四连通技或八连通技术。所谓八连技术是指通过上、下、左、右、左上、左下、右上和右下八个方向到达区域内的任意像素。所谓四连通技术是指通过上、下、左和右四个方向到达区域内的任意像素。

可选的，在本发明一实施例中，还包括：

统计分析碳酸盐岩孔洞地质参数，生成相应的孔洞特征报表并将特征参数的计算结果显示出来。根据用户需要可以对相关孔洞的地质特征参数结果进行保存。

如图3所示，为本发明提出的一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的装置方框图之一。包括：

图像预处理单元301，用于对碳酸盐岩岩心原始图像进行数据化图像预处理；

提取孔洞特征信息单元302，用于从预处理后的岩心图像中提取出岩心图像上的孔洞特征信息；

碳酸盐岩孔洞地质参数单元303，用于根据所述孔洞特征信息并结合岩心孔洞几何参数获取碳酸盐岩孔洞地质参数。

如图4所示，为本发明提出的一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的装置方框图之二。还包括：

优化单元304，用于对所述孔洞特征信息进行优化处理。

可选的，在本发明一实施例中，所述图像预处理单元301采用方法为图像的色阶调整、图像曲线调节、图像亮度/对比度/灰度调整、图像亮度/色调/饱和度调整、图像滤波处理、图像锐化处理、图像平滑处理、图像模糊处理、图像边缘检测处理和图像底片效果处理当中的至少一种。

可选的，在本发明一实施例中，所述优化单元304进一步用于对所述孔洞特征信息进行区域去噪处理、对孔洞特征区域内孔洞充填、对孔洞特征区域进行区域膨胀腐蚀处理、对孔洞特征区域进行边缘平滑处理。

如图5所示，为本发明提出的一种获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的装置方框图之三。还包括：

分析显示单元305，用于统计分析碳酸盐岩孔洞地质参数，生成相应的孔洞特征报表并将特征参数的计算结果显示出来。

实施例：

在Windows2003环境和Microsoft Visual C++ 6.0环境实现了上述发明的内容，开发了相应程序模块。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

如图6所示，实施例的获取碳酸盐岩岩心孔洞特征参数的流程图，该方法包括；

步骤A：碳酸盐岩岩心图像宏观微观分析前的数字化图像预处理；

步骤B：对预处理后的岩心图像进行分割提取处理，获取岩心图像上的孔洞特征信息；

步骤C：根据图像上孔洞的分布的实际情况进行孔洞特征信息的添加、修改及删除等优化处理；

步骤D：对岩心图像上孔洞特征信息进行分析计算，获取相关特征地质参数；

步骤E：生成相应的孔洞分析报表并将特征参数的计算结果显示出来；

步骤F：可以根据需要将获取的孔洞特征参数的计算结果以一定的格式保存在存储设备上。

由上述实施例可知，通过对岩心图像的数字化图像预处理，获取预处理后的岩心图像；并根据数字化图像分割提取方法获取碳酸盐岩岩心图像上的孔洞特征信息；运用数字化图像编辑方法编辑调整孔洞特征信息；通过岩心宏观微观分析计算方法获取孔洞相关地质特征参数；并生成相应的孔洞分析报表并将特征参数的计算结果显示出来；可以根据需要将获取的孔洞地质特征参数的计算结果以一定的格式保存在存储设备上。更好地研究和预测地层的状态及油气储存分布情况。

本发明实施例对岩心图像进行宏观微观分析前的图像预处理。如图7所示，在本实施例中，对于岩心图像宏观微观分析前的数字化图像预处理，例如图像色阶调整、图像亮度灰度对比度调整、图像滤波等，但不限于此，并且步骤之间也没有先后之分，可以根据岩心图像的实际情况确定相应的处理方式；

由上述实施例可知，通过岩心数字化图像预处理对岩心图像进行宏观微观分析前的图像预处理操作。该数字化图像预处理操作包括十种图像处理方法，可以根据岩心图像的实际情况来进行相应的选择。获取预处理后的岩心图像，更好地研究和预测地层的状态及油气储存分布情况。

在图8中，（a）左边图像为预处理后的岩心图像；（b）右边图像为图像分割提取孔洞特征区域之后的图像。在图9中，（a）左边图像为图像分割提取孔洞特征区域之后的图像，（b）右边图像为图像区域去噪处理后的图像；在图10中，（a）左边图像为图像区域去噪处理后的图像，（b）右边图像为图像膨胀、腐蚀及边缘平滑处理后的图像。

由上述实施例可知，通过数字化图像分割提前处理对预处理后的岩心图像进行孔洞特征区域进行图像数字化分割提取，获取所述孔洞特征信息。更好地研究和预测地层的状态及油气储存分布情况。

对所述孔洞特征区域进行优化处理，使得所述孔洞特征区域达到宏观微观特征参数分析计算前的最好效果。如图11所示，该方法包括：

步骤1，根据需要（孔洞形态自动识别较差）进行相关形状的绘制和填充；

步骤2，根据需要进行单个孔洞特征区域的膨胀腐蚀处理；

步骤3，根据需要（自动填充不符合孔洞实际特征时）进行孔洞特征区域的局部增加、删除处理；

步骤4，根据需要运用直线分割对孔洞特征区域进行分离开来。

在本实施例中，步骤3并不限于在步骤2之后执行，也可与步骤2同时执行，或者在步骤2之前执行，可根据实际情况确定具体的实施方式。而且步骤2到步骤3也可以重复多次，直到岩心图像上的孔洞特征区域提取的效果满意为止。

由上述实施例可知，通过数字化图像编辑处理对图像数字化分割提取的孔洞特征区域进行相应的调整，使得孔洞特征提取的更加准确，更好地研究和预测地层的状态及油气储存分布情况。

接下来，结合岩心孔洞几何参数定量计算方法进行岩心孔洞特征地质参数的分析计算，获取相关地质特征参数结果。如下表1中数据显示，对于裂缝、裂缝-孔洞型的碳酸盐岩储层的裂缝特征的剥离和参数的定量化应用效果良好。

表1 塔中86井孔洞定量剥离计算参数

根据孔洞相关的地质特征参数结果生成相应的报表并显示其地质特征参数结果，并根据用户需要可以对孔洞的地质特征参数结果进行保存。如图12所示，该方法包括：

步骤1，岩心孔洞分析报表的生成；

步骤2，岩心孔洞分析报表的显示；如图13所示。

步骤3，岩心孔洞地质特征参数结果的保存。

在本实施例中，步骤3根据用户需要可以选择性的操作。

由上述实施例可知，通过岩心孔洞分析报表的生成与显示，更好的反映了岩心相关地质特征参数结果，并根据用户需要可以对相关特征物的地质特征参数结果进行保存，更好地研究和预测地层的状态及油气储存分布情况。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种获取碳酸盐岩岩心孔洞地质参数的方法，其特征在于，该方法包括：

对碳酸盐岩岩心原始图像进行数据化图像预处理；

从预处理后的岩心图像中提取出岩心图像上的孔洞特征信息；

根据所述孔洞特征信息并结合岩心孔洞几何参数获取碳酸盐岩孔洞地质参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔洞地质参数包括：孔洞面孔率、孔洞类型、孔洞填充情况、单个孔洞等效面积圆直径和平均孔洞等效面积圆直径。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述孔洞面孔率按照下式获取：

$\mathrm{\φ}=\frac{1}{n}\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{\mathrm{pij}}/A_{\mathrm{pj}})\×100\%$

式中：φ表示面孔率，以百分数表示；A_pij表示第j个视域中第i个孔隙的面积，单位：um²；A_pj表示为第j个视域的面积，单位：um²；N表示为第j个视域的面积中的孔隙个数；n表示为视域个数。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单个孔洞等效面积圆直径按照下式获取：

$D_r=2\sqrt{A_3/\mathrm{\π}}$

式中：Dr表示为等效面积圆直径，单位：mm；A₃表示为孔洞面积，单位：mm²。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平均孔洞等效面积圆直径按照下式获取：

${\stackrel{\‾}{D}}_r=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\right)/n$

式中：D_i表示第i个孔洞的等效面积圆直径，单位：mm；n表示为孔洞个数。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述孔洞填充情况分为：

未充填孔洞：充填＜10%；

轻微充填孔洞：10%≤充填＜35%；

半充填孔洞：35%≤充填＜65%；

基本充填孔洞：65%≤充填＜90%；

全充填孔洞：90%≤充填≤100%。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述孔洞类型分为：

大洞：>10mm；

中洞：5mm～10mm；

小洞：1mm～4.9mm。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述孔洞特征信息进行优化处理。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对碳酸盐岩岩心原始图像进行数据化图像预处理的方法为图像的色阶调整、图像曲线调节、图像亮度/对比度/灰度调整、图像亮度/色调/饱和度调整、图像滤波处理、图像锐化处理、图像平滑处理、图像模糊处理、图像边缘检测处理和图像底片效果处理当中的至少一种。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述优化处理的步骤包括：对所述孔洞特征信息进行区域去噪处理、对孔洞特征区域内孔洞充填、对孔洞特征区域进行区域膨胀腐蚀处理、对孔洞特征区域进行边缘平滑处理。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

统计分析碳酸盐岩孔洞地质参数，生成相应的孔洞特征报表并将特征参数的计算结果显示出来。

12.一种获取碳酸盐岩岩心孔洞地质参数的装置，其特征在于，包括：

图像预处理单元，用于对碳酸盐岩岩心原始图像进行数据化图像预处理；

提取孔洞特征信息单元，用于从预处理后的岩心图像中提取出岩心图像上的孔洞特征信息；

碳酸盐岩孔洞地质参数单元，用于根据所述孔洞特征信息并结合岩心孔洞几何参数获取碳酸盐岩孔洞地质参数。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述孔洞地质参数包括：孔洞面孔率、孔洞类型、孔洞填充情况、单个孔洞等效面积圆直径和平均孔洞等效面积圆直径。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述孔洞面孔率按照下式获取：

$\mathrm{\φ}=\frac{1}{n}\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{\mathrm{pij}}/A_{\mathrm{pj}})\×100\%$

式中：φ表示面孔率，以百分数表示；A_pij表示第j个视域中第i个孔隙的面积，单位：um²；A_pj表示为第j个视域的面积，单位：um²；N表示为第j个视域的面积中的孔隙个数；n表示为视域个数。

15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述单个孔洞等效面积圆直径按照下式获取：

$D_r=2\sqrt{A_3/\mathrm{\π}}$

式中：Dr表示为等效面积圆直径，单位：mm；A₃表示为孔洞面积，单位：mm²。

16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述平均孔洞等效面积圆直径按照下式获取：

${\stackrel{\‾}{D}}_r=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\right)/n$

式中：D_i表示第i个孔洞的等效面积圆直径，单位：mm；n表示为孔洞个数。

17.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述孔洞填充情况分为：

未充填孔洞：充填＜10%；

轻微充填孔洞：10%≤充填＜35%；

半充填孔洞：35%≤充填＜65%；

基本充填孔洞：65%≤充填＜90%；

全充填孔洞：90%≤充填≤100%。

18.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述孔洞类型分为：

大洞：>10mm；

中洞：5mm～10mm；

小洞：1mm～4.9mm。

19.如权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：

优化单元，用于对所述孔洞特征信息进行优化处理。

20.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述图像预处理单元采用方法为图像的色阶调整、图像曲线调节、图像亮度/对比度/灰度调整、图像亮度/色调/饱和度调整、图像滤波处理、图像锐化处理、图像平滑处理、图像模糊处理、图像边缘检测处理和图像底片效果处理当中的至少一种。

21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述优化单元进一步用于对所述孔洞特征信息进行区域去噪处理、对孔洞特征区域内孔洞充填、对孔洞特征区域进行区域膨胀腐蚀处理、对孔洞特征区域进行边缘平滑处理。

22.如权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：

分析显示单元，用于统计分析碳酸盐岩孔洞地质参数，生成相应的孔洞特征报表并将特征参数的计算结果显示出来。

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