[發(fā)明專利]一種基于CT掃描圖像的復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)開度分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111390243.7
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114037695A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋文輝;姚軍;張凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06K9/62;G06V10/764
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 李娜

1.一種基于CT掃描圖像的巖石復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)開度分析方法，其特征在于，包括：

對巖石樣本進(jìn)行掃描，得到掃描后的巖石樣本三維圖像，并對所述三維圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到所述巖石樣本的裂縫相和固體骨架相；

基于所述裂縫相中各體素點與固體骨架相壁面的距離，得到裂縫相歐氏距離矩陣D'；

去除所述裂縫相邊界體素，得到裂縫相居中軸線，并記錄所述裂縫相居中軸線上每一點的坐標(biāo)位置；

基于所述裂縫相居中軸線上每一點的坐標(biāo)位置，通過所述裂縫相歐式距離矩陣D'中，得到對應(yīng)的所述坐標(biāo)位置之間的歐氏距離，進(jìn)而得到裂縫相開度分布值A(chǔ)_per。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CT掃描圖像的巖石復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)開度分析方法，其特征在于，對所述三維圖像進(jìn)行二值化預(yù)處理操作，并采用閾值法進(jìn)行計算：

其中，V_g(x，y，z)為掃描的巖石樣本三維圖像坐標(biāo)點(x，y，z)位置對應(yīng)的灰度值，T為用于分割裂縫相的給定閾值，V_b(x，y，z)為二值化后的巖石樣本圖像坐標(biāo)點(x，y，z)位置對應(yīng)的數(shù)值，固體骨架相區(qū)域為1，裂縫相區(qū)域為0，裂縫相區(qū)域?qū)?yīng)坐標(biāo)點標(biāo)記為x_f，y_f，z_f。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CT掃描圖像的巖石復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)開度分析方法，其特征在于，通過裂縫相歐式距離稀疏矩陣D得到所述裂縫相中各體素點位置，進(jìn)而得到所述裂縫相歐式距離矩陣D'。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于CT掃描圖像的巖石復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)開度分析方法，其特征在于，所述裂縫相中各體素點位置的計算方法如下式(2)所示：

其中，x_b，y_b，z_b為裂縫相區(qū)域與固體骨架相區(qū)域邊界中距離裂縫相每個體素坐標(biāo)點x_f，y_f，z_f最近的固體骨架相壁面坐標(biāo)點。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CT掃描圖像的巖石復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)開度分析方法，其特征在于，得到所述裂縫相居中軸線的過程包括：

對于所述裂縫相與所述固體骨架相區(qū)域相鄰的邊界上的各坐標(biāo)點位置，尋找與其連接的鄰居坐標(biāo)點，按照所述鄰居坐標(biāo)點空間位置的從屬關(guān)系，對鄰居坐標(biāo)點進(jìn)行分類，得到分類結(jié)果；

基于所述分類結(jié)果，將所述鄰居坐標(biāo)點轉(zhuǎn)換為固體骨架相區(qū)域后的坐標(biāo)點，得到所述裂縫相居中軸線；若沒有滿足所述分類結(jié)果的坐標(biāo)點，則說明所述裂縫相居中軸線已經(jīng)生成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于CT掃描圖像的巖石復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)開度分析方法，其特征在于，所述對鄰居坐標(biāo)點進(jìn)行分類的過程包括：

將所述鄰居坐標(biāo)點分為前、后、上、下、左、右六類，按照前、后、上、下、左、右方向順序，在每個方向上搜索滿足條件的坐標(biāo)點，并依次將所述鄰居坐標(biāo)點轉(zhuǎn)換為固體骨架區(qū)域坐標(biāo)點。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于CT掃描圖像的巖石復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)開度分析方法，其特征在于，所述滿足條件的坐標(biāo)點包括：

六個方向的鄰居坐標(biāo)點均從屬于裂縫相區(qū)域的鄰居點，且彼此相互連通；

所述鄰居坐標(biāo)點轉(zhuǎn)換為固體骨架相區(qū)域后的裂縫相區(qū)域至少包含6個方向鄰居點中的2個鄰居點。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CT掃描圖像的巖石復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)開度分析方法，其特征在于，所述裂縫相開度分布值的分析方法包括：

通過所述居中軸線與所述歐式距離矩陣D'相結(jié)合，基于裂縫相居中軸線上每一點坐標(biāo)位置在裂縫相歐式距離矩陣D'對應(yīng)坐標(biāo)位置上找到對應(yīng)的歐式距離，采用下式(3)計算所述裂縫網(wǎng)絡(luò)開度分布值A(chǔ)_per：

A_per＝2D'(x_m,y_m,z_m)R_es (3)

其中，R_es為掃描巖石樣本分辨率。