多尺度数字岩心建模方法及计算机可读存储介质技术

本发明专利技术公开了一种多尺度数字岩心建模方法及计算机可读存储介质，该方法包括：基于岩心样品，获得岩心的矿物组分数据、第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像；基于所述第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和所述第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像进行图像配准，获得配准图像；基于所述第二分辨率和所述配准图像，通过插值算法和图像重构，获得所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像；基于所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像和所述岩心的矿物组分数据进行图像数字化处理，构建数字岩心模型；本发明专利技术实现了对岩心进行空间连续的多尺度表征，使得构建的数字岩心模型更加精细。

Multiscale Digital Core Modeling Method and Computer Readable Storage Media

The invention discloses a multi-scale digital core modeling method and a computer readable storage medium. The method includes: obtaining mineral component data of core based on core samples, three-dimensional image of first resolution of first scale core and three-dimensional image of second resolution of second scale core, three-dimensional image of first resolution of first scale core and said method. The second resolution three-dimensional image of a two-scale core is registered to obtain the registration image; based on the second resolution and the registration image, the second resolution three-dimensional image of the first scale core is obtained by interpolation algorithm and image reconstruction; the second resolution three-dimensional image of the first scale core and the mineral composition data of the core are obtained based on the second resolution of the first scale core. The digital core model is constructed by image digitization processing, and the multi-scale representation of the core in space is realized, which makes the digital core model more fine.

【技术实现步骤摘要】
多尺度数字岩心建模方法及计算机可读存储介质
本专利技术涉及油气地球物理勘探领域，更具体地，涉及一种多尺度数字岩心建模方法及计算机可读存储介质。
技术介绍
数字岩心是将岩石骨架矿物成分和孔隙空间用不同的整数表征后获得的数字化的岩心。储层在空间上具有强烈的尺度性，在长度尺度上有微米-毫米级的孔隙和岩石颗粒、微米级的微裂缝、厘米-米级的宏观裂缝，这种多尺度结构将对油气在储层空间中的分布和流动起控制作用。在空间上存在着不同的研究尺度，包括孔隙尺度、岩石尺度、岩体尺度和地质尺度等。而单一分辨率扫描获得的数字岩心，只能识别大于扫描分辨率尺寸以上的孔隙。对于常规储层岩心，孔隙以微米孔隙为主，亚微米及纳米孔隙对岩心渗流影响较小可以忽略不计，所以利用微米CT扫描获取的数字岩心进行声电渗流模拟可以得到和实验相近的结果。而对于致密储层(如泥页岩等)岩心，其有效的渗流孔隙多在纳米级，此时利用微米CT获取数字岩心的孔隙多为分散的不连通孔隙，无法形成渗流通道，数值模拟结果与实验相差很大。又如碳酸盐岩储层，孔隙大小变化可达好几个数量级，不同尺度上的孔隙对孔隙结构和渗流特征均有影响，单一孔隙尺寸分布的数字岩心无法精确地描述碳酸盐岩的多尺度孔隙特征。综上所述，常规数字岩心构建方法存在两点不足：一是分辨率越高，所建岩心样品物理尺寸就越小，很难通过X射线CT扫描等构建既包括小尺度孔隙(纳米级)也包括大尺度裂缝(厘米级)的三维数字岩心；二是目前数字岩心的建模和物理属性数值模拟都还在厘米尺度或更小尺度，不能有效地解释宏观因素对岩石物理属性的影响规律。因此有必要提供一种多尺度数字岩心建模方法，可以实现融合不同扫描分辨率下建立的三维数字岩心，构建多尺度三维数字岩心模型。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提出了一种多尺度数字岩心建模方法及系统，其能够通过基于特征点配准法进行图像配准，实现建立高分辨率的多尺度数字岩心模型。根据本专利技术的一方面，提出了一种多尺度数字岩心建模方法，该方法包括：获得岩心的矿物组分数据、第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像；基于所述第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和所述第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像进行图像配准，获得配准图像；基于所述第二分辨率和所述配准图像，通过插值算法和图像重构，获得所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像；以及基于所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像和所述岩心的矿物组分数据进行图像数字化处理，构建数字岩心模型。根据本专利技术的另一方面，提出了一种多尺度数字岩心建模系统，该系统包括：用于获得岩心的矿物组分数据、第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像的单元；用于基于所述第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和所述第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像进行图像配准，获得配准图像的单元；用于基于所述第二分辨率和所述配准图像，通过插值算法和图像重构，获得所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像的单元；以及用于基于所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像和所述岩心的矿物组分数据进行图像数字化处理，构建数字岩心模型的单元。根据本专利技术的另一方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：获得岩心的矿物组分数据、第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像；基于所述第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和所述第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像进行图像配准，获得配准图像；基于所述第二分辨率和所述配准图像，通过插值算法和图像重构，获得所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像；基于所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像和所述岩心的矿物组分数据进行图像数字化处理，构建数字岩心模型。本专利技术提供了一种多尺度数字岩心建模方法及系统，解决了目前数字岩心建模技术中存在的岩心尺度与分辨率成反比的矛盾，实现了对岩心进行空间连续的多尺度表征，使得构建的数字岩心模型更加精细，为数值模拟的升尺度研究，在精细尺度上进行岩石物理属性的数值模拟奠定基础。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的多尺度数字岩心建模方法的步骤的流程图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的构建高斯差分金字塔的示意图。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的尺度空间内的极值点检测的示意图。图4示出了根据本专利技术的一个应用示例的第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像。图5示出了根据本专利技术的一个应用示例的第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像。图6a-图6d分别示出了根据本专利技术的一个应用示例的二维图像特征点提取的固定图像、固定图像特征点、浮动图像和浮动图像特征点。图7示出了根据本专利技术的一个应用示例的二维图像特征点匹配图。图8示出了根据本专利技术的一个应用示例的二维图像的配准图像。图9示出了根据本专利技术的一个应用示例的三维图像的配准图像。图10示出了根据本专利技术的一个应用示例的岩心灰度分布与矿物组分划分关系图。图11示出了根据本专利技术的一个应用示例的多尺度多组分数字岩心示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。实施例1图1示出了根据本专利技术的多尺度数字岩心建模方法的步骤的流程图。在该实施例中，根据本专利技术的多尺度数字岩心建模方法包括：步骤101，基于岩心样品，获得岩心的矿物组分数据、第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像；步骤102，基于所述第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和所述第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像进行图像配准，获得配准图像；步骤103，基于所述第二分辨率和所述配准图像，通过插值算法和图像重构，获得所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像；以及步骤104，基于所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像和所述岩心的矿物组分数据进行图像数字化处理，构建数字岩心模型。该实施例基于特征点配准法进行图像配准，实现建立高分辨率的多尺度数字岩心模型。下面详细说明根据本专利技术的多尺度数字岩心建模方法的具体步骤。步骤101，基于岩心样品，获得岩心的矿物组分数据、第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像。在一个示例中，所述第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像通过CT扫描获得，所述第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像通过离子束扫描电镜获得。具体的，第一步，收集岩心样品，进行成分分析，得到岩心的矿物组分数据；第二步，采用CT扫描方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多尺度数字岩心建模方法，其特征在于，该方法包括：获得岩心的矿物组分数据、第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像；基于所述第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和所述第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像进行图像配准，获得配准图像；基于所述第二分辨率和所述配准图像，通过插值算法和图像重构，获得所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像；基于所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像和所述岩心的矿物组分数据进行图像数字化处理，构建数字岩心模型。

【技术特征摘要】
1.一种多尺度数字岩心建模方法，其特征在于，该方法包括：获得岩心的矿物组分数据、第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像；基于所述第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像和所述第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像进行图像配准，获得配准图像；基于所述第二分辨率和所述配准图像，通过插值算法和图像重构，获得所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像；基于所述第一尺度岩心的第二分辨率的三维图像和所述岩心的矿物组分数据进行图像数字化处理，构建数字岩心模型。2.根据权利要求1所述的多尺度数字岩心建模方法，其中，所述第一尺度岩心的第一分辨率的三维图像通过CT扫描获得，所述第二尺度岩心的第二分辨率的三维图像通过离子束扫描电镜获得。3.根据权利要求1所述的多尺度数字岩心建模方法，其中，所述图像配准采用特征点配准法，所述特征点配准法包括如下步骤：特征点提取，基于高斯差值方程和图像的卷积求取尺度空间极值；特征点描述，基于特征点邻域像素的梯度方向分布特性指定所述特征点的方向参数；特征点匹配，基于高维空间中的特征向量和参考向量的夹角的近似最近邻进行搜索。通过匹配的所述特征点求解变换矩阵获得二维的配准图像，进而通过对所有二维的配准图像的叠加获得所述配准图像。4.根据权利要求3所述的多尺度数字岩心建模方法，其中，所述尺度空间极值包括：其中，D(x,y,σ)为所述尺度空间极值，G(x,y,σ)为尺度可变高斯函数，L(x,y,σ)为尺度空间中某一幅二维图像中任意一点，σ为尺度空间因子，*为卷积，k为固定系数，I(x,y)为描述像素点空间位置的函数，G(x,y,kσ)为与G(x,y,σ)相邻点的高斯函数，L(x,y,kσ)为与L(x,y,σ)相邻的点，x为尺度空间中的点的x轴坐标，y为尺度空间中的点的y轴坐标。5.根据权利要求3所述的多尺度数字岩心建模方法，其中，所述方向参数包括：其中，m(x,y)为尺度空间中某一幅二维图像中任意一点的梯度幅值，θ(x,y)为尺度空间中某一幅二维图像中任意一点的方向。6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：获得岩心的矿物组分数据、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周枫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11