[發明專利]一種數字巖心圖像的孔喉連通區域識別方法

有效

• 申請號: 201710491368.6
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN109118552B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 茍斐斐;劉傳喜;周宇;蒲軍;徐婷;秦學杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: G06T9/20
• 分類號: G06T9/20
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

本申請提出了一種數字巖心圖像的孔喉連通區域識別方法，包括以下步驟：S1、構建像素矩陣，并對像素矩陣中待識別的孔喉像素點進行編號，得到編號矩陣；S2、構建相鄰矩陣；S3、對所述相鄰矩陣進行DM分解，得到像素編號排列向量和像素編號分類向量；S4、根據像素編號排列向量和像素編號分類向量識別數字原始巖心圖像中的連通區域。本發明僅通過一次運算，即可計算得到數字巖心中所有的孔喉連通區域，計算復雜程度低，數據存儲量小，運算速度快。能夠正確的對數字巖心中的連通孔喉進行識別。

技術領域

本發明涉及油田開發技術領域，尤其是涉及一種數字巖心圖像的孔喉連通區域識別方法。

背景技術

巖心的三維數字圖像由CT或掃描電鏡等實驗手段得到，圖像中通常包含了巖心內部連通和非連通的全部孔喉空間。在進行流動模擬時，采用的數字巖心中應僅包含參與流動的孔喉空間，即與流動通道入口和出口均相連的連續孔喉空間。對于孤立的孔喉空間(死孔隙)，應在流動模擬之前進行刪除，以減少流動計算的工作量。

假設數字巖心中0代表骨架，1代表孔喉。目前常用有兩種方法來判斷孔喉的連通性。

第一種算法稱為“洪水算法”，具體是：①從巖心中選取值為1的像素點a作為種子，將種子值設為2；②判斷與a相鄰的26個像素是否為1。如果為1，則認為該像素b代表的孔喉與種子相連；③將b作為新的種子(值設置為2)；④重復②～③直到周圍再也找不到值為1的點。此時，僅且全部與種子a連通的點被標記為2。

第二種算法稱為“掃描線算法”，具體是：①從巖心中選取值為1的像素作為種子a，種子值標記為2；②以a為中心沿x軸向兩端查找邊界，得到一條通過a的掃描線L_a，將掃描線上的點的值標記為2。③在y方向上與L_a相鄰的像素中找到值為1的點，作為新的種子b，重復②得到新的掃描線L_b。④重復3得到新的種子c，d…和相應的掃描線L_c，L_d…；⑤以b，c，d…作為新的種子重復①～④，直到在第③步中找不到任何一個與掃描線相鄰的值為1的點。此時，僅且全部與種子a連通的點被標記為2。

在得到孔喉連通性的基礎上，判斷該連通區域是否與巖心流動的入口和出口相連。有以下兩種方法：一是將種子布置在巖心的入口端，并判斷該連通區域內是否有種子位于巖心出口端；二是直接求取該連通區域內所有點中是否同時包含位于入口和出口的點。

但是上述兩種方法均存在一定問題。“洪水算法”查找連通孔喉空間有兩個主要缺點：一是運算效率低，每次都要搜索種子周圍的26個像素，運算量大；二是需要的堆棧空間大，由于是遞歸算法，壓入堆棧的種子數量很大。“掃描線算法”所用到的堆棧要小于洪水算法，但是由于要查找掃描線周圍的點，運算效率仍然不高。

基于計算方式的不同發展出了不同的識別方法，基于DM(Dulmage-Mendelsohn)分解的圖像識別方法是將DM分解應用在數字巖心圖像所對應的相鄰矩陣上，通過DM分解對相鄰矩陣進行分析，從而得到數字巖心圖像的孔喉連通區域。DM算法是1958年由A.L.Dulmage和Nathan Mendelsohn提出的一種在圖論中使用的算法，能夠按照一定規律將二分圖中的頂點分割為不同的集合，并且不同集合之間滿足一定的偏序關系。

發明內容

針對現有技術中所存在的上述技術問題，本發明提出了一種數字巖心圖像的孔喉連通區域識別方法，該方法僅通過一次運算，即可得到數字巖心中所有的孔喉連通區域，計算復雜程度低，數據存儲量小，運算速度快，能夠正確的對數字巖心中的連通孔喉進行識別。

本申請提出了一種數字巖心圖像的孔喉連通區域識別方法，包括以下步驟：

S1、根據數字巖心圖像構建像素矩陣，并對像素矩陣中待識別的孔喉像素點進行編號，得到編號矩陣；

S2、根據相鄰判定規則判斷編號矩陣中像素點的相鄰關系，并根據所述相鄰關系生成相鄰矩陣；