基于岩石薄片图像的多孔介质三维重构研究

摘要

计算机技术可以对岩石薄片图像进行分析处理，快速准确地获取岩石样品参数:如孔隙度、孔隙形状、孔喉比和吼道配位数等特征信息。基于二维岩石图像的特征信息，可以将其拓展到三维空间模拟多孔介质的三维结构，在此基础上，将三维重构模型与逾渗理论结合进行微观渗流模拟等后续研究。 与CT扫描岩心获取图像进行三维重构等方法不同，本文提出基于岩石薄片图像的多孔介质三维重构研究方法，实验材料为光学显微镜下采集的岩石铸体薄片图像。首先对图像进行阈值分割处理得到三维重构使用的骨架与孔隙二值图，通过数字图像处理技术对岩石薄片图像的色彩空间进行分析，确定以YCbCr空间的Cr分量作为阈值分割基础，对分割后的图像进行形态学处理，最终获得孔隙几何形态结构较好的训练图像。 基于处理好的二值图像，应用多点地质统计学方法进行图像训练以及三维重构，本文主要采用单正态方程模拟方法进行数字岩心的三维重构工作。为测试算法的可行性以及可靠性，选取苏279井3771.26米处岩心以及莲47井3795.31米处岩心作为目标，采集其岩心铸体薄片图像，并进行三维数字岩心重构。实验结果表现为重构后的数字岩心孔径尺寸分布与真实值趋势相同，孔隙度相对误差均在8％以内。基于上述研究内容，表明基于岩石薄片图像进行数字岩心的三维重构是有效的。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 目的意义

1．2 研究现状

1．3 多点地质统计学

1．4 图像处理

1．5 三维重构

1．6 文章结构

第二章 数字岩心重构方法

2．1 数字岩心概述

2．2 切片法

2．3 X射线立体成像法

2．4 基于图像分析的三维重构

2．5 多点地质统计学

2．6 本章小结

第三章 多点地质统计学

3．1 搜索树结构

3．2 单网格模拟

3．3 多网格模拟

3．4 各向异性模板扩张

3．5 边界分布复制

3．6 软数据集

3．7 子网格概念

3．8 节点再模拟

3．9 局部非稳定性解释

3．10 区域概念

3．11 目标分布

3．13 SNESIM的应用实例

3．14 本章小结

第四章 岩石薄片图像处理

4．1 色彩空间

4．1．1 RGB色彩空间

4．1．2 HSV色彩空间

4．1．3 YIQ色彩空间

4．1．4 YCbCr色彩空间

4．1．5 灰值图像

4．2 图像分割

4．3 形态学处理

4．4 本章小结

第五章 数字岩心三维重构

5．1 苏里格气田岩石特征

5．2 三维重构及技术路线

5．3 实验结果

5．4 本章小节

第六章 总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文