[發明專利]基于圖像融合的多尺度多組分數字巖心構建方法及系統

在審

• 申請號: 202110939638.1
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113609696A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 譚茂金;王思宇;謝關寶;李永杰;吳海燕
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T5/50;G06T7/00;G01N15/08;G01N23/046;G06F111/10;G06F119/02
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 郭衛芹

1.基于圖像融合的多尺度多組分數字巖心構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：制備巖心薄片：對薄片進行成像和礦物成分分析，得到成像中礦物類型、微孔隙發育程度及礦物密度排序；

S2：提取MAPS成像中的二維孔隙，確定巖心孔隙孔徑尺寸分布特征，進而確定合適的掃描區域，并鉆取子樣品進行X-ray CT掃描；

S3：對X-ray CT掃描的樣品進行重建以獲取三維灰度圖，多閾值分割后得到多組分三維數字巖心；

S4：將MAPS提取的孔隙添加到多組分數字巖心中，獲得多尺度多組分數字巖心。

2.根據權利要求1所述的基于圖像融合的多尺度多組分數字巖心構建方法，其特征在于，所述步驟S1包括：打磨巖心樣品，制備巖心二維薄片樣品，對巖心二維薄片樣品進行大面積掃描電鏡二維地圖拼接MAPS成像和QEMSCAN礦物成分分析；將兩者的圖像重疊對比，確定MAPS成像中每個像素點對應的礦物類型、微孔隙發育程度及礦物密度排序。

3.根據權利要求1所述的基于圖像融合的多尺度多組分數字巖心構建方法，其特征在于，所述步驟S2包括：通過MAPS提取二維孔隙，確定巖心孔隙孔徑尺寸分布特征，根據巖心孔隙孔徑分布特征采用合適分辨率的X-ray CT掃描儀器，再基于QEMSCAN觀察礦物分布來確定合適的掃描區域，之后鉆取子樣品進行X-ray CT掃描；

其中，合適分辨率為掃描分辨率處于或高于巖心孔徑分布主要范圍，合適的掃描區域應避開大顆粒礦物。

4.根據權利要求1所述的基于圖像融合的多尺度多組分數字巖心構建方法，其特征在于，所述步驟S3包括：將步驟S2中X-ray CT掃描的樣品重建以獲取三維灰度圖，通過QEMSCAN礦物成分標定，并且結合XRD礦物分析，根據礦物密度排序采用多閾值分割法分割得到多組分三維數字巖心；

其中，重建工作包括背景扣除、中心點校正和偽影壓制。

5.根據權利要求1所述的基于圖像融合的多尺度多組分數字巖心構建方法，其特征在于，所述步驟S4包括：通過MAPS對孔隙進行精細提取，將孔隙添加到多組分數字巖心中，獲得多尺度多組分數字巖心。

6.基于圖像融合的多尺度多組分數字巖心構建系統，其特征在于，包括：

掃描和分析模塊，用于制備巖心薄片，其包括對薄片進行成像和礦物成分分析，得到成像中礦物類型、微孔隙發育程度及礦物密度排序；

第一處理模塊，用于提取MAPS成像中的二維孔隙，確定巖心孔隙孔徑尺寸分布特征，進而確定合適的掃描區域，并鉆取子樣品進行X-ray CT掃描；重建模塊，用于對X-ray CT掃描的樣品進行重建以獲取三維灰度圖，多閾值分割后得到多組分三維數字巖心；

第二處理模塊，用于將MAPS提取的孔隙添加到多組分數字巖心中，獲得多尺度多組分數字巖心。

7.根據權利要求6所述的基于圖像融合的多尺度多組分數字巖心構建系統，其特征在于，所述掃描和分析模塊，用于打磨巖心樣品，制備巖心二維薄片樣品，對巖心二維薄片樣品進行大面積掃描電鏡二維地圖拼接MAPS成像和QEMSCAN礦物成分分析；將兩者的圖像重疊對比，確定MAPS成像中每個像素點對應的礦物類型、微孔隙發育程度及礦物密度排序。

8.根據權利要求6所述的基于圖像融合的多尺度多組分數字巖心構建系統，其特征在于，所述第一處理模塊，用于通過MAPS提取二維孔隙，確定巖心孔隙孔徑尺寸分布特征，根據巖心孔隙孔徑分布特征采用合適分辨率的X-ray CT掃描儀器，再基于QEMSCAN觀察礦物分布來確定合適的掃描區域，之后鉆取子樣品進行X-ray CT掃描；

其中，合適分辨率為掃描分辨率處于或高于巖心孔徑分布主要范圍，合適的掃描區域應避開大顆粒礦物。