[發明專利]一種自動定量分析煤巖光片裂隙的系統和方法

有效

• 申請號: 201410029309.3
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103698333A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 李松;湯達禎;許浩;陶樹;孟艷君;陳躍;房媛;謝詩章;郭樂樂;唐淑玲
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 北京彭麗芳知識產權代理有限公司 11407
• 代理人: 彭麗芳

技術領域

本發明涉及能源開發技術領域，特別是一種自動定量分析煤巖光片裂隙的系統和方法。

背景技術

煤中的裂隙常被統稱為割理，它是煤層氣滲流的主要通道，裂隙的發育程度直接控制煤儲層的滲透率，關系到煤層氣井產能的大小，因此對煤巖裂隙的定量表征是煤儲層物性研究的一個重要組成部分。前人對煤巖裂隙測量統計的主要方法是：首先將煤巖樣品拋光制作成規格為30mm×30mm煤巖光片，然后在顯微鏡下將該煤巖光片劃分成10mm×10mm的9個微區，分別將每個微區內出現的裂隙按以下4種類型進行人工統計加權而得。

在長期顯微鏡觀察裂隙的實踐工作中，我們發現在反射光顯微鏡下不能清楚地區別煤巖光片中的裂隙或劃道，容易將因制片而產生的劃道當成裂隙統計，導致錯誤結果。同時，這種現有的煤巖裂隙測量統計方法分析工作繁瑣，人工耗時量大，鏡下觀察時需要人工移動樣品以切換到下一個視域。而且裂隙統計結果信息量小，分析項目有限，難以滿足煤儲層物性參數精細定量表征的需要。同時，儀器操作及人為主觀判斷對測試結果有很大影響，可能導致煤巖裂隙統計結果的人為誤差。因此，這種對煤巖裂隙的表征方法存在著很大的局限性和不精確性，亟需改進和替代。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明要解決的技術問題是：提供一種操作簡便、分析快捷、減少人為誤差、測試結果更加精確的自動定量分析煤巖光片裂隙的系統和方法。

本發明為解決上述技術問題采用的技術方案是：一種自動定量分析煤巖光片裂隙的系統，包括顯微鏡自動平臺控制系統和/或顯微圖像分析系統；

所述顯微鏡自動平臺控制系統包括電源控制器、顯微鏡、CCD、計算機和自動載物臺控制器，所述電源控制器控制顯微鏡和計算機，所述顯微鏡自動載物臺控制器控制自動掃描臺，通過CCD保存數據并將數據傳輸給計算機，計算機軟件對數據進行處理。

所述顯微鏡自動平臺控制系統包括以下幾個區域：工具欄區、圖像顯示區、平臺控制及坐標點區；

其中，所述工具欄區包括圖像采集的前期參數設置和定標設置，以及活動圖像的打開、凍結、保存和全屏顯示；圖像顯示區顯示動態圖像及當前保存的靜態圖像；

所述平臺控制包括控制平臺的移動方式、移動速度以及移動步距，所述坐標點區能夠顯示平臺的當前狀態及當前圖像所對應的坐標點；

利用該系統實現樣品表面的全景掃描的過程如下：獲取起始和終止位置，確定平臺的移動速度，開始掃描，掃描的走向為從左到右，即X起始到X終止，從上到下，即Y起始到Y終止，每一步都采集視域下的一個圖像，然后將每個小的圖像進行拼接，最終得到一個完整的圖像。

所述顯微圖像分析系統包括顯微鏡下的圖像顯示、圖像處理和圖像分析；

所述圖像顯示包括圖像的打開、保存和關閉，以及圖像的放大、縮小與定倍顯示；

所述圖像處理包括亮度、對比度、色度、飽和度、反像顯示、圖像旋轉與陰影校正；

所述圖像分析包括圖像的灰度直方圖的制作、二值化分析、微粒的清除、線的連接和切割以及線條和微粒的手動添加和刪除；

所述圖像分析系統包括自動掃描臺、CCD，所述自動掃描臺和CCD獲取圖像之后，進行圖像的處理和分析測量，獲得結果及報告及進行加載標尺標注后，進行保存。

通過該系統，能夠實現圖像的直觀顯示及分析處理、數據的整理歸類和對比分析，最終得到煤巖光片裂隙條數、長度、寬度、面積和周長，達到煤巖光片裂隙自動定量表征的目的。

所述圖像顯示區，在這個區域上移動鼠標上的滾輪能夠調節平臺移動的速度，用鼠標進行拖動操作，在平臺移動過程中，能單擊右鍵停止平臺的移動或暫停連續移動。

一種自動定量分析煤巖光片裂隙的方法，具體步驟如下：

（1）將顯微鏡自動平臺控制系統和顯微圖像分析系統鏈接熒光顯微鏡；

（2）調整熒光顯微鏡：將煤巖光片粘到載玻片上，壓平后，放到載物臺上，選擇放大倍數，調試熒光顯微鏡對焦，使熒光顯微鏡下的圖片清晰可辨；

（3）定標設置：打開熒光顯微鏡自動平臺控制系統，進行圖像采集的定標設置；

（4）圖像的全景掃描與采集：選擇圖像起點——右上角，使該點置零，通過平臺控制移動載物臺，選擇終點——左下角，然后顯示平臺框架，在平臺框架內進行圖像掃描、拼接，最終得到一個完整的圖像；

（5）圖像參數設置：打開顯微圖像分析系統，在系統中打開拼接好的完整圖像，進行圖像的參數設置，調節色彩、對比度、飽和度，使得圖像清晰，便于后期圖像處理；