[發(fā)明專利]一種基于二維圖像和多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的數(shù)字巖心重建方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810456085.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108876901A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉磊;姚軍;孫海;張磊;楊永飛;朱星宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹(shù)云

1.一種基于二維圖像和多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的數(shù)字巖心重建方法，其特征在于，包括：

(1)建立二維訓(xùn)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?cái)?shù)據(jù)模板，通過(guò)多重?cái)?shù)據(jù)模板掃描步驟(1)建立的二維訓(xùn)練圖像，捕獲數(shù)據(jù)事件，這些數(shù)據(jù)事件又被稱為模式特征，設(shè)為訓(xùn)練數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特征；

(3)獲取條件概率：對(duì)于任一待模擬點(diǎn)u，確定在給定n個(gè)條件數(shù)據(jù)值S(u_α)的情況下，屬性S(u)取K個(gè)狀態(tài)值中任一個(gè)狀態(tài)值的條件概率P{S(u)＝s_k|d_n}分布函數(shù)如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)中，分母為某個(gè)模式出現(xiàn)的概率；α＝1,…,n；

分子為模式和待模擬點(diǎn)u取某個(gè)狀態(tài)值的情況同時(shí)出現(xiàn)的概率；

將不同方向上在該處的條件概率分布函數(shù)加權(quán)平均計(jì)算得到待模擬點(diǎn)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(diǎn)的條件概率；

x為任意的狀態(tài)值；

x_ijk為(i，j，k)坐標(biāo)系的某一狀態(tài)值；

N₃₀(ijk)為在三維數(shù)據(jù)模板下對(duì)應(yīng)x狀態(tài)出現(xiàn)的概率數(shù)；

N_i,12(ijk)為在XY平面數(shù)據(jù)模板下對(duì)應(yīng)x狀態(tài)出現(xiàn)的概率數(shù)；

N_j,₁₂(ijk)為在YZ平面數(shù)據(jù)模板下對(duì)應(yīng)x狀態(tài)出現(xiàn)的概率數(shù)；

N_k,12(ijk)為在ZX平面數(shù)據(jù)模板下對(duì)應(yīng)x狀態(tài)出現(xiàn)的概率數(shù)；

i表示X方向位置坐標(biāo)；j表示Y方向位置坐標(biāo)；k表示Z方向位置坐標(biāo)；

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(shù)；

(4)定義一條能將所有的待模擬點(diǎn)遍歷一次的隨機(jī)路徑，訪問(wèn)待模擬區(qū)域的待模擬點(diǎn)；對(duì)隨機(jī)路徑上的每一個(gè)待模擬點(diǎn)，通過(guò)上述步驟(2)-(3)，利用與步驟(2)選取的多重?cái)?shù)據(jù)模板提取其數(shù)據(jù)事件，從搜索樹(shù)中獲取該待模擬點(diǎn)的總條件概率；利用蒙特卡洛方法提取該待模擬點(diǎn)的隨機(jī)模擬值，并將該隨機(jī)模擬值作為后續(xù)模擬新增待模擬點(diǎn)的條件數(shù)據(jù)；即：當(dāng)待模擬區(qū)域中的某一模擬點(diǎn)確定為隨機(jī)模擬值時(shí)，將該模擬點(diǎn)作為已知條件數(shù)據(jù)來(lái)約束后續(xù)的概率分布函數(shù)，直至確定待模擬區(qū)域的所有待模擬點(diǎn)，得到巖樣的三維數(shù)字巖心。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于二維圖像和多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的數(shù)字巖心重建方法，其特征在于，α＝1/3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于二維圖像和多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)的數(shù)字巖心重建方法，其特征在于，建立二維訓(xùn)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(gè)體素；以該體素為中心點(diǎn)選取一個(gè)立方體，統(tǒng)計(jì)其孔隙度；逐漸擴(kuò)大立方體邊長(zhǎng)，并計(jì)算每一個(gè)邊長(zhǎng)巖心立方體的孔隙度；作出孔隙度隨巖心二值圖像邊長(zhǎng)的變化規(guī)律曲線；定位不同的體素中心，重復(fù)該步驟a，當(dāng)所有的孔隙度隨巖心二值圖像邊長(zhǎng)的變化規(guī)律曲線均趨于穩(wěn)定時(shí)，對(duì)應(yīng)的最小巖心邊長(zhǎng)即為表征單元體尺寸；

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