数字岩芯数据处理方法研究与电特性计算

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1、分类号:P58410710-2015124033硕士学位论文数字岩芯数据处理方法研究与电特性计算王凡导师姓名职称靳钊副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称信息与通信工程论文提交日期2018年4月2日论文答辩日期2018年6月9日学位授予单位长安大学DataProcessingMethodforDigitalRockDatasetandComputationoftheEffectiveElectricalPropertiesAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：FanWangSuper

2、visor：ZhaoJinChang’anUniversity,Xi’an,China摘要研究储层岩石的等效电学参数有助于判断地下油气储藏分布和鉴别油水层，以数字化方法开展精确岩石模型的等效电学参数计算及评价工作对岩石物理理论、实验方法发展及电测井应用等都具有重要的意义。数字岩芯技术作为一种新兴的岩芯分析方法，已逐渐成为研究岩石等效电学参数的有效方法之一。本文基于数字岩芯及电磁仿真技术，系统性地开展了样本图像数据处理、三维岩石数值模型转化及其等效电学参数计算等工作，对砂岩、页岩等六种岩石样本进行计算和分析，并利用实验测量结果对数字化岩芯

3、分析方法的有效性和准确性进行了讨论。首先，以岩石样本的CT断层扫描图像为基础，通过分析CT扫描的成像原理判断产生的噪声类型并对其进行图像预处理；针对单峰和双峰两种灰度直方图分布类型，分别采用不同的图像分割方法以确定各自的最佳分割阈值，并据此计算岩石样本的孔隙度。其次，在数字岩芯图像数据的基础上进行岩石三维数值模型构建，针对以有限元算法为基础的电磁仿真软件特点设计实现了一种将岩芯二值化图像数据高效转换为三维数值化模型的方法；最后以脚本文件控制方式实现了HFSS电磁数值模拟软件对岩芯模型的网格化处理及等效电参数计算分析工作，并利用实验室样本

4、测量结果与岩芯数值化分析结果进行比较，二者的结果吻合度较高，进一步验证了本文所实现的岩芯数字化分析方法的有效性和准确性。这一套针对扫描岩芯图像的数据处理、数值模型转换以及电磁参数计算方法可应用于高效、精确分析不同类型数字岩芯的介电常数、电导率等电磁学特性，可为岩石物理、测井解释、储层评价等领域提供重要的参考依据。关键词：数字岩芯，孔隙度，岩石图像，电特性，电磁数值计算iiiAbstractThestudyoftheeffectiveelectricalpropertiesofreservoirrockscanbeusedtodeterm

5、inethedistributionofundergroundoilandgasstorageandtoidentifytheoilandwaterlayers.Theaccurateevaluationfortheeffectiveelectricalpropertiesofrockmodelsbydigitalmeansisofgreatsignificancefornotonlythetheoreticalrockphysics,butthedevelopmentofexperimentalmethods,andtheapplic

6、ationofelectricalloggingmethods.Asanewcoreanalysismethod,digitalrockcoretechnologyhasgraduallybecomeoneoftheeffectivemethodstostudytheeffectiveelectricalpropertiesofrock.Basedonthetechnologyofdigitalcoreandelectromagneticsimulation,thedataprocessingforsampleimagedataset,

7、thenumerical3Drockmodeltransformationandthecomputationoftheeffectiveelectricalpropertiesarecarriedoutsystematically.Furthermore,sixtypesofrocksamplesuchassandstoneandshaleareinvestigatedtodiscussthevalidityandaccuracyofthenumericalcoreanalysismethodbycomparingwiththeexpe

8、rimentalresults.First,basedontheCTtomographyimageofrocksamples,thetypeofnoisegeneratedbyanalyzingtheima