碳酸岩多尺度孔洞特征的确定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及碳酸岩储层微观结构研宄技术领域，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】
[0002]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、缝微观结构特征研宄的方法和认识较少，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。
[0003]例如，基于铸体薄片和扫描电镜技术手段的储层研宄中的微观分析技术。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、孔喉配位数以及碎肩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宄中的常用方法。但是，该分析方法存在以下缺陷:
[0004]I)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；
[0005]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；
[0006]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。
[0007]例如，基于压汞法的手段的储层研宄中的微观分析技术。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占.V.
[0008]I)压汞实验过程中，使用的汞有毒，会对人体和环境造成危害；
[0009]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】
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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