CN104751473A - 碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法及装置，其中，该方法包括：对直径大于全直径的碳酸岩样品进行毫米CT扫描，获得第一扫描图像；在碳酸岩样品上取直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第一柱塞样品，对该第一柱塞样品进行微米CT扫描，获得第二扫描图像；在第一柱塞样品上取直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第二柱塞样品，对第二柱塞样品进行纳米CT扫描，获得第三扫描图像；根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定碳酸岩样品的孔隙度以及不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式。该方案可以实现对碳酸岩多尺度孔洞特征进行定量、精细、可靠地分析。

Description

碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及碳酸岩储层微观结构研究技术领域，特别涉及一种碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法及装置。

背景技术

实践表明碳酸盐岩储层的孔洞、裂缝存在多尺度特性，大的洞穴可到几厘米，甚至更大，小的孔隙可到几个微米，甚至更小，表现出很强的非均质性。目前，对碳酸盐岩储层的孔、洞、缝微观结构特征研究的方法和认识较少，主要采用常规的铸体薄片、扫描电镜和压汞等手段，但是，这些手段都存在一些缺陷，使得不能定量、精细地对碳酸盐岩储层的孔、洞、缝微观结构进行可靠分析。

例如，基于铸体薄片和扫描电镜技术手段的储层研究中的微观分析技术。孔隙铸体薄片是将地下含油水岩石经洗油烘干，放到铸体仪中将带色的有机玻璃或环氧树脂通过真空灌注到岩石的孔隙裂缝中，再经高温高压固化、酸化去除岩石颗粒后，只保留孔隙骨架，对孔隙骨架表面镀模处理后放在显微镜下观察，可以直接观察岩心薄片中的面孔率、孔隙、喉道、孔喉配位数以及碎屑组分等微观形貌信息。此方法简单易行，成本低廉，是目前储层孔隙结构研究中的常用方法。但是，该分析方法存在以下缺陷：

1)利用铸体薄片图像求取储层孔隙度，需要专业技术人士去判读，对操作人员的技术水平经验依赖性大，铸体薄片的厚薄、平整度的差别会直接影响鉴定结果的好坏；而实际工作中，因操作人员、摄像参数设置等的不同，分析结果可能存在差别；

2)识别图像代表二维局部孔隙，代表性差。由于铸体薄片尺度太小，放大后的视域很小，而岩石的非均质性很强，因此，基于很小的视域很难对碳酸盐岩的微观结构做出评价；

3)铸体薄片在向岩石的孔隙裂缝灌注带色的有机玻璃或环氧树脂的过程中，对原来的孔隙及其内部的粘土矿物等会产生破坏，产生人工诱导孔隙和裂缝，使得形成的孔隙骨架反映不出真实的碳酸盐岩孔隙结构特征。

例如，基于压汞法的手段的储层研究中的微观分析技术。常规压汞法以毛细管束模型为基础，假设多孔介质由直径大小不同的毛细管束组成。将非润湿相的汞注入被抽空的岩样空间中去时，一定要克服岩石孔隙系统对汞的毛细管阻力。汞作为非润湿相，汞的注入过程中汞首先进入较大的孔隙喉道中；随着注入压力不断增加，汞即不断进入较小的孔隙。岩样的毛细管压力与孔径分布、孔隙体积分布、孔喉连通关系、孔隙度、渗透率及流体饱和度等都有关。因此，利用毛管曲线可以分析不同渗透率岩心的孔喉分布及渗透率贡献率分布特征，探讨渗透率、平均喉道半径、分选系数等孔隙结构参数。但是其也存在以下缺点：

1)压汞实验过程中，使用的汞有毒，会对人体和环境造成危害；

2)压汞实验时，汞的注入过程中会对原来的孔隙及其内部的粘土矿物等会产生破坏，使得反映不出真实的岩石孔隙结构特征，而且注入压力越高，这种影响越大。

发明内容

本发明实施例提供了一种碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法，以实现对碳酸岩多尺度孔洞特征进行定量、精细、可靠地分析。该方法包括：对直径大于全直径的碳酸岩样品进行毫米CT扫描，获得第一扫描图像；在所述碳酸岩样品上取直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第一柱塞样品，对该第一柱塞样品进行微米CT扫描，获得第二扫描图像；在所述第一柱塞样品上取直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第二柱塞样品，对该第二柱塞样品进行纳米CT扫描，获得第三扫描图像；对所述第一扫描图像、所述第二扫描图像和所述第三扫描图像进行二值化处理，根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定所述碳酸岩样品的孔隙度以及不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式，其中，在二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中，孔隙和孔洞的像素数相同，孔隙和孔洞的像素数与所述碳酸岩样品的颗粒的像素数不同。

在一个实施例中，在所述第一扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于0.5毫米，在所述第二扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于0.2微米小于0.5毫米，在所述第三扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于50纳米小于0.2微米。

在一个实施例中，根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定所述碳酸岩样品的孔隙度，包括：根据孔隙的像素数分别计算二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积，将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积相加得到所有孔隙的总面积；根据二值化处理后的第一扫描图像中孔隙的像素数和颗粒的像素数计算所述碳酸岩样品的CT图像面积；将所述所有孔隙的总面积与碳酸岩样品的CT图像面积的比值，确定为所述碳酸岩样品的孔隙度。

在一个实施例中，根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式，包括：将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔洞和孔隙的图形处理为轮廓图，其中，轮廓图是孔洞或孔隙的图形的轮廓线形成的封闭的图形；根据轮廓图的分布方式确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸盐样品上的分布方式。

在一个实施例中，根据轮廓图的分布方式确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式，包括：根据孔洞和孔隙的轮廓图，获取孔洞和孔隙的骨架图，骨架图是由线段组成的表示孔洞或孔隙的拓扑结构的图形；根据骨架图在碳酸岩样品的CT图像上的坐标，确定孔洞或孔隙在所述碳酸岩样品上的位置。

在一个实施例中，还包括：对于每个轮廓图，将轮廓图划分为多个图块，在每个图块中建立与图块边缘相切的椭圆，多个图块中椭圆的短轴方向相同；将每个图块短轴的长度与该图块面积相乘，得到每个图块的乘积，将多个图块的乘积相加，得到的和为与该轮廓图边缘相切的椭圆的短轴长度，确定为孔洞或孔隙的短轴长度。

本发明实施例还提供了一种碳酸岩多尺度孔洞特征的确定装置，以实现对碳酸岩多尺度孔洞特征进行定量、精细、可靠地分析。该装置包括：第一图像扫描模块，用于对直径大于全直径的碳酸岩样品进行毫米CT扫描，获得第一扫描图像；第二图像扫描模块，用于在所述碳酸岩样品上取直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第一柱塞样品，对该第一柱塞样品进行微米CT扫描，获得第二扫描图像；第三图像扫描模块，用于在所述第一柱塞样品上取直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第二柱塞样品，对该第二柱塞样品进行纳米CT扫描，获得第三扫描图像；确定模块，用于对所述第一扫描图像、所述第二扫描图像和所述第三扫描图像进行二值化处理，根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定所述碳酸岩样品的孔隙度以及不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式，其中，在二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中，孔隙和孔洞的像素数相同，孔隙和孔洞的像素数与所述碳酸岩样品的颗粒的像素数不同。

在一个实施例中，在所述第一扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于0.5毫米，在所述第二扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于0.2微米小于0.5毫米，在所述第三扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于50纳米小于0.2微米。

在一个实施例中，所述确定模块，包括：第一面积计算单元，用于根据孔隙的像素数分别计算二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积，将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积相加得到所有孔隙的总面积；第二面积计算单元，用于根据二值化处理后的第一扫描图像中孔隙的像素数和颗粒的像素数计算所述碳酸岩样品的CT图像面积；孔隙度确定单元，用于将所述所有孔隙的总面积与碳酸岩样品的CT图像面积的比值，确定为所述碳酸岩样品的孔隙度。

在一个实施例中，所述确定模块，还包括：轮廓图处理单元，用于将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔洞和孔隙的图形处理为轮廓图，其中，轮廓图是孔洞或孔隙的图形的轮廓线形成的封闭的图形；分布确定单元，用于根据轮廓图的分布方式确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸盐样品上的分布方式。

在一个实施例中，所述确定模块，还包括：骨架图处理单元，用于根据孔洞和孔隙的轮廓图，获取孔洞和孔隙的骨架图，骨架图是由线段组成的表示孔洞或孔隙的拓扑结构的图形；位置确定单元，用于根据骨架图在碳酸岩样品的CT图像上的坐标，确定孔洞或孔隙在所述碳酸岩样品上的位置。

在一个实施例中，还包括：图块划分模块，用于对于每个轮廓图，将轮廓图划分为多个图块，在每个图块中建立与图块边缘相切的椭圆，多个图块中椭圆的短轴方向相同；轴长确定模块，用于将每个图块短轴的长度与该图块面积相乘，得到每个图块的乘积，将多个图块的乘积相加，得到的和为与该轮廓图边缘相切的椭圆的短轴长度，确定为孔洞或孔隙的短轴长度。

在本发明实施例中，通过对碳酸岩样品进行毫米CT扫描，在获得的第一扫描图像中可以显示直径为毫米级的孔隙和孔洞的分布情况，在进一步对直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的样品部分进行微米CT扫描，在获得的第二扫描图像中可以显示直径为微米级的孔隙和孔洞的分布情况，为了更精细地确定孔隙和孔洞的分布情况，对直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的样品部分进行纳米CT扫描，在获得的第三扫描图像中可以显示直径为纳米级的孔隙和孔洞的分布情况，最终将获得的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像综合起来，可以精确、定量得分析不同直径尺度的孔隙和孔洞在碳酸岩样品上的分布，进而可以实现对碳酸岩多尺度孔洞特征进行定量、精细、可靠地分析，使得有助于为碳酸盐岩储层的储层评价、地质建模，油藏的有效驱替和调堵、压裂酸化改造等提供明确的各种尺度的孔洞分布特征及其连通关系和改造效果的评价，为油田开发与增产提供有力的基础和清晰地认识。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种孔洞和孔隙的轮廓图的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种孔洞和孔隙的骨架图的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种孔洞和孔隙的轮廓图和骨架图重叠的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种毫米级孔洞和孔隙分布情况的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种碳酸岩多尺度孔洞特征的确定装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明实施例中，提供了一种碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101：对直径大于全直径的碳酸岩样品进行毫米CT扫描，获得第一扫描图像；

步骤102：在所述碳酸岩样品上取直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第一柱塞样品，对该第一柱塞样品进行微米CT扫描，获得第二扫描图像；

步骤103：在所述第一柱塞样品上取直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第二柱塞样品，对该第二柱塞样品进行纳米CT扫描，获得第三扫描图像；

步骤104：对所述第一扫描图像、所述第二扫描图像和所述第三扫描图像进行二值化处理，根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定所述碳酸岩样品的孔隙度以及不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式，其中，在二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中，孔隙和孔洞的像素数相同，孔隙和孔洞的像素数与所述碳酸岩样品的颗粒的像素数不同。

由图1所示的流程可知，在本发明实施例中，通过对碳酸岩样品进行毫米CT扫描，在获得的第一扫描图像中可以显示直径为毫米级的孔隙和孔洞的分布情况，在进一步对直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的样品部分进行微米CT扫描，在获得的第二扫描图像中可以显示直径为微米级的孔隙和孔洞的分布情况，为了更精细地确定孔隙和孔洞的分布情况，对直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的样品部分进行纳米CT扫描，在获得的第三扫描图像中可以显示直径为纳米级的孔隙和孔洞的分布情况，最终将获得的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像综合起来，可以精确、定量得分析不同直径尺度的孔隙和孔洞在碳酸岩样品上的分布，进而可以实现对碳酸岩多尺度孔洞特征进行定量、精细、可靠地分析，使得有助于为碳酸盐岩储层的储层评价、地质建模，油藏的有效驱替和调堵、压裂酸化改造等提供明确的各种尺度的孔洞分布特征及其连通关系和改造效果的评价，为油田开发与增产提供有力的基础和清晰地认识。

具体实施时，上述碳酸岩样品可以是碳酸盐岩样品、碳酸砂岩样品或者是碳酸页岩样品。

具体实施时，为了可以精细地分析不同直径的孔隙和孔洞的分布情况，在本实施例中，在对碳酸岩样品进行毫米CT扫描时，可以采用高能毫米CT仪器，其最小分辨率为0.05毫米，这样在获得的第一扫描图像中可以识别毫米级的孔洞和孔隙，例如，在第一扫描图像中可以识别直径大于等于0.5毫米的孔隙和孔洞；为了进一步观察微米级直径的孔隙和孔洞，在碳酸岩样品上取直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第一柱塞样品，该第一柱塞样品的直径可以为φ25毫米，对第一柱塞样品进行微米CT扫描时，以采用微米CT仪器，其最小分辨率为0.5微米，这样在获得的第二扫描图像中可以识别微米级的孔洞和孔隙，例如，在第二扫描图像中可以识别直径大于等于0.2微米小于0.5毫米的孔隙和孔洞；类似的，在第一柱塞样品上取直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第二柱塞样品，进行微米CT扫描，可以采用纳米CT仪器进行扫描，在获得的第三扫描图像中可以识别直径大于等于50纳米小于0.2微米的孔隙和孔洞。

具体实施时，可以基于二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，精确地确定所述碳酸岩样品的孔隙度，例如，根据孔隙的像素数分别计算二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积，将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积相加得到所有孔隙的总面积；然后，根据二值化处理后的第一扫描图像中孔隙的像素数和颗粒的像素数计算所述碳酸岩样品的CT图像面积，最后，将所有孔隙的总面积与碳酸岩样品的CT图像面积的比值，确定为所述碳酸岩样品的孔隙度。

具体实施时，还可以基于二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式。例如，将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔洞和孔隙的图形处理为轮廓图，如图2所示(如图2中所示的不规则图形即为孔洞或孔隙的轮廓图)，轮廓图是孔洞或孔隙的图形的轮廓线形成的封闭的图形；根据轮廓图的分布方式确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式。

具体实施时，为了确定孔洞和孔隙在碳酸岩样品上的具体位置，在本实施例中，根据孔洞和孔隙的轮廓图，获取孔洞和孔隙的骨架图(如图3、4所示)，骨架图是由线段组成的表示孔洞或孔隙的拓扑结构的图形；根据骨架图在碳酸岩样品的CT图像上的坐标，确定孔洞或孔隙在碳酸岩样品上的位置。具体的，在扫描碳酸岩样品获得CT图像时，建立碳酸岩样品上的位置与CT图像坐标的对应关系，根据骨架图在碳酸岩样品的CT图像上的坐标，确定孔洞或孔隙在碳酸岩样品上的位置。

具体实施时，为了定量地确定不同尺度的孔洞和孔隙的大小，在本实施例中，对于每个轮廓图，将轮廓图划分为多个图块，在每个图块中建立与图块边缘相切的椭圆形，多个图块中椭圆的短轴方向相同；将每个图块短轴的长度与该图块面积相乘，得到每个图块的乘积，将多个图块的乘积相加，得到的和为与该轮廓图边缘相切的椭圆的短轴长度，确定为孔洞或孔隙的短轴长度。具体的，确定了孔洞或孔隙的短轴长度后，即可以确定孔洞或孔隙的直径大小，进而可以统计出第一扫描图像、第二扫描图像以及第三扫描图像中不同直径孔洞或孔隙的分布率，例如，如图5所示的在第一扫描图像中毫米级的不同直径孔洞或孔隙的分布率。

具体的，还可以定量地确定孔洞和孔隙的形态，在本实施例中，将每个图块长轴的长度与该图块面积相乘，得到每个图块的乘积，将多个图块的乘积相加，得到的和为与该轮廓图边缘相切的椭圆的长轴长度；根据轮廓图的长轴长度与短轴长度的大小关系，确定孔洞或孔隙的图形形态。例如，当轮廓图的长轴长度大于短轴长度，则轮廓图的图形为椭圆，轮廓图对应的孔洞或孔隙的形态为椭圆；当轮廓图的长轴长度等于短轴长度，则轮廓图的图形为圆形，轮廓图对应的孔洞或孔隙的形态为圆形。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种碳酸岩多尺度孔洞特征的确定装置，如下面的实施例所述。由于碳酸岩多尺度孔洞特征的确定装置解决问题的原理与碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法相似，因此碳酸岩多尺度孔洞特征的确定装置的实施可以参见碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图6是本发明实施例的碳酸岩多尺度孔洞特征的确定装置的一种结构框图，如图6所示，包括：第一图像扫描模块601、第二图像扫描模块602、第三图像扫描模块603和确定模块604，下面对该结构进行说明。

第一图像扫描模块601，用于对直径大于全直径的碳酸岩样品进行毫米CT扫描，获得第一扫描图像；

第二图像扫描模块602，与第一图像扫描模块601连接，用于在所述碳酸岩样品上取直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第一柱塞样品，对该第一柱塞样品进行微米CT扫描，获得第二扫描图像；

第三图像扫描模块603，与第二图像扫描模块602连接，用于在所述第一柱塞样品上取直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第二柱塞样品，对该第二柱塞样品进行纳米CT扫描，获得第三扫描图像；

确定模块604，与第三图像扫描模块603连接，用于对所述第一扫描图像、所述第二扫描图像和所述第三扫描图像进行二值化处理，根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定所述碳酸岩样品的孔隙度以及不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式，其中，在二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中，孔隙和孔洞的像素数相同，孔隙和孔洞的像素数与所述碳酸岩样品的颗粒的像素数不同。

在一个实施例中，在所述第一扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于0.5毫米，在所述第二扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于0.2微米小于0.5毫米，在所述第三扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于50纳米小于0.2微米。

在一个实施例中，所述确定模块，包括：第一面积计算单元，用于根据孔隙的像素数分别计算二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积，将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积相加得到所有孔隙的总面积；第二面积计算单元，用于根据二值化处理后的第一扫描图像中孔隙的像素数和颗粒的像素数计算所述碳酸岩样品的CT图像面积；孔隙度确定单元，与第二面积计算单元和第一面积计算单元连接，用于将所述所有孔隙的总面积与碳酸岩样品的CT图像面积的比值，确定为所述碳酸岩样品的孔隙度。

在一个实施例中，所述确定模块，还包括：轮廓图处理单元，用于将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔洞和孔隙的图形处理为轮廓图，其中，轮廓图是孔洞或孔隙的图形的轮廓线形成的封闭的图形；分布确定单元，与轮廓图处理单元连接，用于根据轮廓图的分布方式确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸盐样品上的分布方式。

在一个实施例中，所述确定模块，还包括：骨架图处理单元，用于根据孔洞和孔隙的轮廓图，获取孔洞和孔隙的骨架图，骨架图是由线段组成的表示孔洞或孔隙的拓扑结构的图形；位置确定单元，与骨架图处理单元连接，用于根据骨架图在碳酸岩样品的CT图像上的坐标，确定孔洞或孔隙在所述碳酸岩样品上的位置。

在一个实施例中，还包括：图块划分模块，用于对于每个轮廓图，将轮廓图划分为多个图块，在每个图块中建立与图块边缘相切的椭圆，多个图块中椭圆的短轴方向相同；轴长确定模块，与图块划分模块连接，用于将每个图块短轴的长度与该图块面积相乘，得到每个图块的乘积，将多个图块的乘积相加，得到的和为与该轮廓图边缘相切的椭圆的短轴长度，确定为孔洞或孔隙的短轴长度。

在本发明实施例中，通过对碳酸岩样品进行毫米CT扫描，在获得的第一扫描图像中可以显示直径为毫米级的孔隙和孔洞的分布情况，在进一步对直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的样品部分进行微米CT扫描，在获得的第二扫描图像中可以显示直径为微米级的孔隙和孔洞的分布情况，为了更精细地确定孔隙和孔洞的分布情况，对直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的样品部分进行纳米CT扫描，在获得的第三扫描图像中可以显示直径为纳米级的孔隙和孔洞的分布情况，最终将获得的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像综合起来，可以精确、定量得分析不同直径尺度的孔隙和孔洞在碳酸岩样品上的分布，进而可以实现对碳酸岩多尺度孔洞特征进行定量、精细、可靠地分析，使得有助于为碳酸盐岩储层的储层评价、地质建模，油藏的有效驱替和调堵、压裂酸化改造等提供明确的各种尺度的孔洞分布特征及其连通关系和改造效果的评价，为油田开发与增产提供有力的基础和清晰地认识。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法，其特征在于，包括：

对直径大于全直径的碳酸岩样品进行毫米CT扫描，获得第一扫描图像；

在所述碳酸岩样品上取直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第一柱塞样品，对该第一柱塞样品进行微米CT扫描，获得第二扫描图像；

在所述第一柱塞样品上取直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第二柱塞样品，对该第二柱塞样品进行纳米CT扫描，获得第三扫描图像；

对所述第一扫描图像、所述第二扫描图像和所述第三扫描图像进行二值化处理，根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定所述碳酸岩样品的孔隙度以及不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式，其中，在二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中，孔隙和孔洞的像素数相同，孔隙和孔洞的像素数与所述碳酸岩样品的颗粒的像素数不同。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于0.5毫米，在所述第二扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于0.2微米小于0.5毫米，在所述第三扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于50纳米小于0.2微米。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定所述碳酸岩样品的孔隙度，包括：

根据孔隙的像素数分别计算二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积，将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积相加得到所有孔隙的总面积；

根据二值化处理后的第一扫描图像中孔隙的像素数和颗粒的像素数计算所述碳酸岩样品的CT图像面积；

将所述所有孔隙的总面积与碳酸岩样品的CT图像面积的比值，确定为所述碳酸岩样品的孔隙度。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式，包括：

将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔洞和孔隙的图形处理为轮廓图，其中，轮廓图是孔洞或孔隙的图形的轮廓线形成的封闭的图形；

根据轮廓图的分布方式确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸盐样品上的分布方式。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据轮廓图的分布方式确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式，包括：

根据孔洞和孔隙的轮廓图，获取孔洞和孔隙的骨架图，骨架图是由线段组成的表示孔洞或孔隙的拓扑结构的图形；

根据骨架图在碳酸岩样品的CT图像上的坐标，确定孔洞或孔隙在所述碳酸岩样品上的位置。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

对于每个轮廓图，将轮廓图划分为多个图块，在每个图块中建立与图块边缘相切的椭圆，多个图块中椭圆的短轴方向相同；

将每个图块短轴的长度与该图块面积相乘，得到每个图块的乘积，将多个图块的乘积相加，得到的和为与该轮廓图边缘相切的椭圆的短轴长度，确定为孔洞或孔隙的短轴长度。

7.一种碳酸岩多尺度孔洞特征的确定装置，其特征在于，包括：

第一图像扫描模块，用于对直径大于全直径的碳酸岩样品进行毫米CT扫描，获得第一扫描图像；

第二图像扫描模块，用于在所述碳酸岩样品上取直径为微米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第一柱塞样品，对该第一柱塞样品进行微米CT扫描，获得第二扫描图像；

第三图像扫描模块，用于在所述第一柱塞样品上取直径为纳米级的孔隙或孔洞分布密集的部分作为第二柱塞样品，对该第二柱塞样品进行纳米CT扫描，获得第三扫描图像；

确定模块，用于对所述第一扫描图像、所述第二扫描图像和所述第三扫描图像进行二值化处理，根据二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像，确定所述碳酸岩样品的孔隙度以及不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸岩样品上的分布方式，其中，在二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中，孔隙和孔洞的像素数相同，孔隙和孔洞的像素数与所述碳酸岩样品的颗粒的像素数不同。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述第一扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于0.5毫米，在所述第二扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于0.2微米小于0.5毫米，在所述第三扫描图像中，孔隙或孔洞的直径大于等于50纳米小于0.2微米。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述确定模块，包括：

第一面积计算单元，用于根据孔隙的像素数分别计算二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积，将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔隙的面积相加得到所有孔隙的总面积；

第二面积计算单元，用于根据二值化处理后的第一扫描图像中孔隙的像素数和颗粒的像素数计算所述碳酸岩样品的CT图像面积；

孔隙度确定单元，用于将所述所有孔隙的总面积与碳酸岩样品的CT图像面积的比值，确定为所述碳酸岩样品的孔隙度。

10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述确定模块，还包括：

轮廓图处理单元，用于将二值化处理后的第一扫描图像、第二扫描图像和第三扫描图像中孔洞和孔隙的图形处理为轮廓图，其中，轮廓图是孔洞或孔隙的图形的轮廓线形成的封闭的图形；

分布确定单元，用于根据轮廓图的分布方式确定不同直径的孔隙和孔洞在所述碳酸盐样品上的分布方式。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块，还包括：

骨架图处理单元，用于根据孔洞和孔隙的轮廓图，获取孔洞和孔隙的骨架图，骨架图是由线段组成的表示孔洞或孔隙的拓扑结构的图形；

位置确定单元，用于根据骨架图在碳酸岩样品的CT图像上的坐标，确定孔洞或孔隙在所述碳酸岩样品上的位置。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

图块划分模块，用于对于每个轮廓图，将轮廓图划分为多个图块，在每个图块中建立与图块边缘相切的椭圆，多个图块中椭圆的短轴方向相同；

轴长确定模块，用于将每个图块短轴的长度与该图块面积相乘，得到每个图块的乘积，将多个图块的乘积相加，得到的和为与该轮廓图边缘相切的椭圆的短轴长度，确定为孔洞或孔隙的短轴长度。