[發明專利]巖心微米CT孔隙結構重構方法

有效

• 申請號: 201810397176.3
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108682020B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 唐明明;盧雙舫;檀洪坤;馬慧芳;初昌宏
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.巖心微米CT孔隙結構重構方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)微米CT巖心樣品制備

將采集到的原始巖石樣品進行表面機械剖光，然后在需要開展微米CT分析的區域，鉆取微米CT樣品CT_SAMPLE；該CT樣品半徑CTR毫米，軸長CTZ毫米；微米CT巖心樣品中機械剖光面的一端標記為樣品A端，另外一端為B端；

(2)微米CT巖心樣品表面離子剖光

對微米CT巖心樣品A端，進行氬離子表面剖光，剖光區域為整個A端端面；然后對離子剖光后的A端端面進行SEM掃描，拍攝A端端面的表面結構圖片；

(3)打定位孔和CT掃描

根據A端SEM掃描圖片結果，在A端表面確定一個邊長為SEMQ微米的正方形區域SQU；在該正方形區域SQU內，選取3個定位點PA、PB、PC，要求這3個點構成一個直角坐標關系，針對打了定位孔的CT樣品CT_SAMPLE進行微米CT掃描，掃描圖像精度為CTN微米，掃描結果為3維像素矩陣CT_DATA；

(4)FIB-SEM掃描

針對打了定位孔的CT樣品CT_SAMPLE進行FIB-SEM掃描，掃描區域為SQU區域，縱向切入深度為SEMQ微米，橫向FIB燒蝕間隔為FIBN納米；FIB-SEM掃描的精度為FIBN納米；FIB-SEM掃描后，得到一個邊長為SEMQ微米的立方體的巖心三維像素矩陣FIB-SEM_DATA；

(5)微米CT和FIB-SEM數據匹配

步驟(3)中CT掃描結果中可以觀察到3個定位孔，CT數據中的3個定位孔為PA^CT、PB^CT、PC^CT，同時步驟(4)FIB-SEM掃描結果中同樣可以觀察到3個定位孔，FIB-SEM數據中3個定位孔為PA^FIB、PB^FIB、PC^FIB；PA^CT、PB^CT、PC^CT和PA^FIB、PB^FIB、PC^FIB是一一對應的，根據PA^CT、PB^CT、PC^CT和PA^FIB、PB^FIB、PC^FIB，將CT掃描數據CT_DATA和FIB-SEM掃描數據FIB-SEM_DATA進行位置匹配；

(6)FIB-SEM孔隙度分析

通過步驟(5)，在FIB-SEM高分辨率數據中建立與CT數據P^CT一一對應的像素塊P^FIB；對于P^FIB中的FIB-SEM數據，由于其分辨率較高，采用硬分割方式，確定P^FIB中的FIB-SEM的孔隙部分孔隙度FP^FIB；

(7)微米CT數據灰度和FIB-SEM孔隙度關系分析

通過步驟(5)，建立CT數據P^CT與像素塊P^FIB之間的一一對應關系，通過步驟(6)可以得到P^FIB的孔隙度FP^FIB，從而可以利用最小二乘法建立P^CT的灰度G^CT與孔隙度FP^FIB之間的多項式擬合關系FP^FIB＝f(G^CT)；

(8)微米CT軟分割建立孔隙結構模型

應用步驟(7)擬合出的CT圖像像素灰度與孔隙度之間的關系FP^FIB＝f(G^CT)，帶入CT圖像灰度數值，計算CT掃描數據中其他數據的孔隙度，得出全部CT掃描數據中任一像素的孔隙度FP；建立一個與CT掃描數據CT_DATA相同大小并且一一對應的像素矩陣FP_DATA，FP_DATA的數值即為相應CT_DATA中相應像素的孔隙度FP；FP_DATA即為最后輸出的軟分割孔隙結構重構模型。