[發明專利]一種基于二維圖像和多點統計學的數字巖心重建方法

在審

• 申請號: 201810456085.2
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108876901A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 劉磊;姚軍;孫海;張磊;楊永飛;朱星宇
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

1.一種基于二維圖像和多點統計學的數字巖心重建方法，其特征在于，包括：

(1)建立二維訓練圖像，包括相互正交方向的3張二維圖像，所述二維圖像3為巖心的鑄體薄片、掃描電鏡或CT掃描圖像的任意切面；

(2)選取多重數據模板，通過多重數據模板掃描步驟(1)建立的二維訓練圖像，捕獲數據事件，這些數據事件又被稱為模式特征，設為訓練數據的結構特征；

(3)獲取條件概率：對于任一待模擬點u，確定在給定n個條件數據值S(u_α)的情況下，屬性S(u)取K個狀態值中任一個狀態值的條件概率P{S(u)＝s_k|d_n}分布函數如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)中，分母為某個模式出現的概率；α＝1,…,n；

分子為模式和待模擬點u取某個狀態值的情況同時出現的概率；

將不同方向上在該處的條件概率分布函數加權平均計算得到待模擬點總條件概率，如式(Ⅱ)所示：

P(x_ijk|x(N₃₀(ijk)))＝α{P(x_ijk|x(N_i,12(ijk)))+P(x_ijk|x(N_j,12(ijk)))+P(x_ijk|x(N_k,12(ijk)))} (Ⅱ)

式(Ⅱ)中，P(x_ijk|x(N₃₀(ijk)))表示待模擬點的條件概率；

x為任意的狀態值；

x_ijk為(i，j，k)坐標系的某一狀態值；

N₃₀(ijk)為在三維數據模板下對應x狀態出現的概率數；

N_i,12(ijk)為在XY平面數據模板下對應x狀態出現的概率數；

N_j,₁₂(ijk)為在YZ平面數據模板下對應x狀態出現的概率數；

N_k,12(ijk)為在ZX平面數據模板下對應x狀態出現的概率數；

i表示X方向位置坐標；j表示Y方向位置坐標；k表示Z方向位置坐標；

P(x_ijk|x(N_i,12(ijk)))、P(x_ijk|x(N_j,12(ijk)))、P(x_ijk|x(N_k,12(ijk)))分別表示XY、YZ和ZX平面上的條件概率分布；

α為平均參數；

(4)定義一條能將所有的待模擬點遍歷一次的隨機路徑，訪問待模擬區域的待模擬點；對隨機路徑上的每一個待模擬點，通過上述步驟(2)-(3)，利用與步驟(2)選取的多重數據模板提取其數據事件，從搜索樹中獲取該待模擬點的總條件概率；利用蒙特卡洛方法提取該待模擬點的隨機模擬值，并將該隨機模擬值作為后續模擬新增待模擬點的條件數據；即：當待模擬區域中的某一模擬點確定為隨機模擬值時，將該模擬點作為已知條件數據來約束后續的概率分布函數，直至確定待模擬區域的所有待模擬點，得到巖樣的三維數字巖心。

2.根據權利要求1所述的一種基于二維圖像和多點統計學的數字巖心重建方法，其特征在于，α＝1/3。

3.根據權利要求1所述的一種基于二維圖像和多點統計學的數字巖心重建方法，其特征在于，建立二維訓練圖像，包括：

a、選取表征單元體：在巖心二值圖像中任意定位一個體素；以該體素為中心點選取一個立方體，統計其孔隙度；逐漸擴大立方體邊長，并計算每一個邊長巖心立方體的孔隙度；作出孔隙度隨巖心二值圖像邊長的變化規律曲線；定位不同的體素中心，重復該步驟a，當所有的孔隙度隨巖心二值圖像邊長的變化規律曲線均趨于穩定時，對應的最小巖心邊長即為表征單元體尺寸；

b、選取合理的二維訓練圖像：繪制不同方向(X、Y、Z)上孔隙度與層序號的關系曲線，選取與表征單元體孔隙度接近的層且孔隙結構平穩、具有代表性的為二維訓練圖像。