一种压裂支撑剂球度的评价方法与流程

本发明涉及一种油气储层改造技术，具体地说是一种压裂支撑剂球度的评价方法。

背景技术：

1、压裂是储层改造最常用的技术手段之一；水力压裂采用高压将压裂液、支撑剂等注入储层，产生人工裂缝，增强储层导流能力，极大降低了页岩油、页岩气等非常规油气资源开发难度；压裂后，支撑剂铺置在裂缝中，以保持裂缝的开放状态；裂缝导流能力受支撑剂品质影响较大。

2、通常认为支撑剂球度越高，裂缝越宽，裂缝导流能力越强；球度是一种三维特征，但现有球度计算方法主要通过获取支撑剂二维显微镜图像或二维俯视图，分析计算得到球度；由于重心越低，势能越小，支撑剂随机铺置时垂向尺度多小于水平尺度，因此，通过二维图像难以准确计算支撑剂球度，因此，亟需一种基于支撑剂三维特征准确计算支撑剂球度的方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种克服现有二维球度计算方法误差大的问题，从而提高支撑剂球度准确性的压裂支撑剂球度的评价方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明的压裂支撑剂球度的评价方法，采用三维成像技术得到支撑剂的三维数字图像，获取支撑剂三维特征参数，并通过特定的球度计算模型，计算支撑剂球度。

3、所述支撑剂的三维数字图像的采集方法包括飞行时间法、结构光法、立体视觉法、三角测量法或调频连续波法。

4、所述支撑剂的三维数字图像的采集设备包括激光扫描仪、结构光扫描仪或激光共聚焦显微镜。

5、所述三维特征参数主要包括支撑剂体积v、峰值高度h1、谷值高度h2、投影面积s1、三维表面积s2、最小外接圆半径r、最小外接矩形长轴l1、最小外接矩形短轴l2。

6、所述球度计算模型包括三轴球度、落差球度、表面积球度、体积球度。

7、采用we l z l's最小外接圆算法计算最小外接圆半径；采用旋转卡壳算法计算得到最小外接矩形长轴、最小外接矩形短轴。

8、该压裂支撑剂球度的评价方法，包括如下步骤：

9、a、通过三维数字图像的采集设备对多粒支撑剂进行形貌扫描，采集支撑剂三维形貌数据获得三维数字图像；

10、b、对采集到的三维形貌数据进行处理，获取支撑剂三维特征参数；

11、c、将峰值高度h1、最小外接矩形长轴l1、最小外接矩形短轴l2从小到大排序，并依次记作a1，a2，a3；

12、d、选取某一具体支撑剂i，按照以下公式计算三轴球度落差球度表面积球度体积球度通过求和取平均得到该支撑剂球度si；

13、

14、

15、

16、

17、

18、e、随机选取n粒支撑剂，采用同样方法计算球度，通过以下公式求和取平均得到该批样品的球度

19、

20、所述步骤b中，

21、撑剂体积v、峰值高度h1、谷值高度h2、投影面积s1、三维表面积s2参数通过三维数字图像的采集设备处理模块直接得到；

22、最小外接圆半径r、最小外接矩形长轴l1、最小外接矩形短轴l2通过以下方式得到；

23、读取投影图像，通过图像横向长度/横向像素数计算比例尺，确定图像中单个像素代表的横向长度；将图像转换为灰度图像，并对灰度图像进行二值化处理，分离支撑剂与背景；使用轮廓检测算法检测并提取支撑剂轮廓；借助比例尺，将支撑剂轮廓像素坐标转化为真实坐标；基于真实坐标，采用we l z l's最小外接圆算法或其他方法计算r；基于真实坐标，采用旋转卡壳算法计算得到最小外接矩形长轴l1、最小外接矩形短轴l2。本发明的优点是：

24、采用三维成像技术获取支撑剂三维数字图像，提取支撑剂三维特征参数，尤其是采用球度计算模型，计算支撑剂球度，计算模型考虑支撑剂三维特征，更契合球度的基本定义，解决了二维球度计算方法误差大的问题，革新了现有支撑剂球度评价体系，从空间维度上提高了支撑剂球度评价方法的科学性、可靠性，显著提高了支撑剂球度准确性，在压裂支撑剂评价领域具有广阔应用前景，有望成为支撑剂球度评价的新标准。

技术特征：

1.一种压裂支撑剂球度的评价方法，其特征在于：采用三维成像技术获取支撑剂的三维数字图像，提取支撑剂三维特征参数，并通过特定的球度计算模型，计算支撑剂球度。

2.按照权利要求1所述的压裂支撑剂球度的评价方法，其特征在于：所述支撑剂的三维数字图像的采集方法包括飞行时间法、结构光法、立体视觉法、三角测量法或调频连续波法。

3.按照权利要求1或2所述的压裂支撑剂球度的评价方法，其特征在于：所述支撑剂的三维数字图像的采集设备包括激光扫描仪、结构光扫描仪或激光共聚焦显微镜。

4.按照权利要求3所述的压裂支撑剂球度的评价方法，其特征在于：所述三维特征参数主要包括支撑剂体积v、峰值高度h1、谷值高度h2、投影面积s1、三维表面积s2、最小外接圆半径r、最小外接矩形长轴l1、最小外接矩形短轴l2。

5.按照权利要求4所述的压裂支撑剂球度的评价方法，其特征在于：所述球度计算模型包括三轴球度、落差球度、表面积球度、体积球度。

6.按照权利要求5所述的压裂支撑剂球度的评价方法，其特征在于：采用welzl's最小外接圆算法计算最小外接圆半径；采用旋转卡壳算法计算得到最小外接矩形长轴、最小外接矩形短轴。

7.按照权利要求6所述的压裂支撑剂球度的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.按照权利要求7所述的压裂支撑剂球度的评价方法，其特征在于：所述步骤b中，

技术总结本发明公开了一种油气储层改造技术，具体地说是一种压裂支撑剂球度的评价方法。采用三维成像技术得到支撑剂的三维数字图像，获取支撑剂三维特征参数，并通过特定的球度计算模型，计算支撑剂球度。优点是：采用三维成像技术获取支撑剂三维数字图像，提取支撑剂三维特征参数，尤其是采用球度计算模型，计算支撑剂球度，计算模型考虑支撑剂三维特征，更契合球度的基本定义，解决了二维球度计算方法误差大的问题，革新了现有支撑剂球度评价体系，从空间维度上提高了支撑剂球度评价方法的科学性、可靠性，显著提高了支撑剂球度准确性，在压裂支撑剂评价领域具有广阔应用前景，有望成为支撑剂球度评价的新标准。技术研发人员：张潘潘,熊炜,房启龙,吴壮坤,雷林,吴天受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25