[發明專利]一種基于三維巖心掃描圖像的孔隙與孔喉識別系統及方法

在審

• 申請號: 201910369622.4
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110135311A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 況昊;譚先鋒;王佳;達雪娟;吳越;肖燚;王鈞民;周潤馳
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T17/00
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發明屬于三維巖心掃描圖像技術領域，公開了一種基于三維巖心掃描圖像的孔隙與孔喉識別系統及方法，利用CT掃描儀采集巖心圖像數據；對采集的圖像進行降噪濾波、增強處理；對采集的圖像提取孔隙、孔喉、骨架的位置信息；利用三維重建算法對采集的巖心圖像進行三維重建處理；利用三維軟件根據采集的圖像構建巖心三維模型；利用標記程序根據提取的信息標記巖心三維模型相應位置信息；利用模擬程序對巖心的滲透率進行模擬計算。本發明能夠保持流體流動始終暢通，采用質量力驅動流體流動，能夠使流體流動快速達到平衡；用數字巖心模擬計算巖心滲透率的方法不僅能夠提高巖心滲透率計算的準確率，還能夠縮短模擬計算的時間。

技術領域

本發明屬于三維巖心掃描圖像技術領域，尤其涉及一種基于三維巖心掃描圖像的孔隙與孔喉識別系統及方法。

背景技術

數字巖心技術是近年興起的巖心分析的有效方法，在常規砂巖和碳酸鹽巖等巖心分析領域應用廣泛，獲得了極大的成功。基本原理是基于二維掃描電鏡圖像或三維CT掃描圖像，運用計算機圖像處理技術，通過一定的算法完成數字巖心重構。數字巖心建模方法可分為兩大類：物理實驗方法和數值重建方法。物理實驗方法均借助高倍光學顯微鏡、掃描電鏡或CT成像儀等高精度儀器獲取巖心的平面圖像，之后對平面圖像進行三維重建即可得到數字巖心；數值重建方法則借助巖心平面圖像等少量資料，通過圖像分析提取建模信息，之后采用某種數學方法建立數字巖心。然而，現有三維巖心掃描圖像處理時，三維重建數據量大，重建難度大；同時，現有的巖心滲透率模擬計算方法存在計算準確性不高、計算耗時長、模擬方法復雜以及計算結果代表性有限等問題。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

現有三維巖心掃描圖像處理時，三維重建數據量大，重建難度大；同時，現有的巖心滲透率模擬計算方法存在計算準確性不高、計算耗時長、模擬方法復雜以及計算結果代表性有限等問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于三維巖心掃描圖像的孔隙與孔喉識別系統及方法。

本發明是這樣實現的，一種基于三維巖心掃描圖像的孔隙與孔喉識別方法，包括：

對采集的巖心圖像進行三維重建處理；獲取采集的巖心圖像根據待劃分巖心區域的孔隙尺寸與分布計算該巖心區域的最佳局部孔隙度模板尺寸；

修正孔隙度模板尺寸，接著，使用最佳模板尺寸計算待劃分巖心區域每個像素點對應的局部孔隙度；

計算待劃分巖心區域的孔隙度，并以該值為閾值，將局部孔隙度大于閾值的像素點劃分為一區，其余像素點歸為另一區；

劃分巖心區域后，根據各巖心區域的面積以及局部孔隙度分布范圍，判斷這些巖心區域是否還需要進行劃分；直到沒有巖心區域需要劃分；

以各巖心區域的孔隙度為依據，尋找各自的典型代表單元體，作為重建的訓練圖像，并計算這些巖心區域各自占整幅圖像的面積比；

對所有訓練圖像進行三維重建，包括：對所有訓練圖像按照顏色通道進行分離；對原彩色圖像像按照RGB顏色通道分離三張灰度圖像，分別記為R通道、G通道和B通道；計算每張灰度圖的預測誤差組，對每張灰度圖采用菱形預測方案獲取陰影點的預測值，跟原始像素值相減，獲得陰影點的預測誤差序列(eR1,eR2,...,eRN)，(eG1,eG2,...,eGN)，(eB1,eB2,...,eBN)，將三張灰度圖像陰影點的預測誤差組成預測誤差組en＝(eRn,eGn,eBn)；

計算每一個預測誤差組的局部復雜度LCi，找到預測誤差組的臨界值ρ，被替換的LSBs、壓縮后的位置圖，修改滿足LCi≤ρ的預測誤差組的映射嵌入訓練圖像照片；將嵌入后的三張灰度圖合并，得到三維重建彩色圖像；

對能夠反映三維結構孔隙、吼道幾何特征的相關參數進行計算，并對計算結果中的面積比進行整合，獲取整個巖樣的孔隙特征。