本申請屬于ct切片圖像處理領(lǐng)域，具體涉及對經(jīng)過ct掃描獲取的巖石數(shù)字圖像，經(jīng)過編程處理在comsol中建立幾何模型的數(shù)字巖心技術(shù)。

背景技術(shù)：

1、數(shù)字巖心技術(shù)是現(xiàn)代地質(zhì)勘探和資源評估的重要工具，它通過數(shù)字化處理巖心樣本，提供了高分辨率的數(shù)據(jù)和圖像，大大提高了數(shù)據(jù)獲取和分析的效率。隨著技術(shù)的不斷進步，數(shù)字巖心在油氣勘探、礦產(chǎn)資源評估、環(huán)境科學(xué)和地質(zhì)研究等領(lǐng)域的應(yīng)用將變得更加廣泛和深入。傳統(tǒng)的重構(gòu)方法有模擬退火法、多點地質(zhì)法、高斯場法等。ct切片建模對由簡入繁研究三維數(shù)字巖心有重要意義。

2、目前，一些將圖片轉(zhuǎn)化為幾何的算法存在難以精準(zhǔn)識別孔隙區(qū)域，導(dǎo)致幾何構(gòu)建出現(xiàn)報錯。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種將數(shù)字巖心ct切片導(dǎo)入comsol方法，可以將ct切片準(zhǔn)確導(dǎo)入comsol中構(gòu)建幾何并進行后續(xù)數(shù)值模擬。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

3、一種將數(shù)字巖心ct切片導(dǎo)入comsol方法，綜述為：首先利用ct設(shè)備掃描獲巖心獲取其切片圖像；通過matlab軟件將切片圖像對比度增強、閾值劃分等步驟的前處理，獲取其二值化rev圖像；通過matlab中函數(shù)的處理，得到顆粒和顆粒中包含的孤立孔隙的邊界坐標(biāo)；通過comsol?with?matlab接口編程，利用其函數(shù)繪制圖像并生成幾何模型再進行數(shù)值模擬。

4、通過ct設(shè)備掃描巖心獲取其多張切片圖像，選取能表征該巖石特征的單張切片圖像。由于掃描成像的設(shè)備以及操作方法，切片圖像往往有較多的暗部信息，通過matlab的imadjust函數(shù)使圖像更清晰，提高閾值劃分的精準(zhǔn)度。通過imbinarize函數(shù)使用大津法對切片圖像閾值劃分，使得圖像二值化，0和1分別代表孔隙和顆粒，顏色分別為黑色和白色。通過medfilt2函數(shù)利用中值濾波對圖像平滑，降低圖像噪點。為了提高數(shù)值模擬效率，通過圖像切割獲取rev區(qū)域。通過bwconncomp函數(shù)提取孔隙和顆粒的連通域，將連通域像素數(shù)量小于3的區(qū)域刪去，以減少幾何繪制誤差。經(jīng)過對比度增強、閾值劃分、濾波降噪、圖像切割、細小連通域刪除的步驟獲取導(dǎo)入comsol建模的二維數(shù)組。

5、基于上述二維數(shù)組，遍歷每個連通域，利用boundaries函數(shù)獲得孔隙和孔隙中包含的孤立顆粒的邊界坐標(biāo)。

6、comsol?with?matlab通過編程語言能高效的處理comsol軟件界面的每一個功能具體步驟為：創(chuàng)建二維組件和幾何，選擇多邊形曲線，通過得到的邊界坐標(biāo)繪制孔隙和孔隙中包含的孤立顆粒的多邊形，最后通過布爾運算減去孤立顆粒多邊形，得到孔隙幾何模型；

7、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：基于真實巖心的ct掃描切片圖像通過matlab以及comsol?with?matlab能夠高效準(zhǔn)確的建立幾何模型，為后續(xù)的油氣勘探、礦產(chǎn)資源評估、環(huán)境科學(xué)和地質(zhì)研究等領(lǐng)域的數(shù)組模擬提供基礎(chǔ)。

技術(shù)特征：

1.一種將數(shù)字巖心ct切片導(dǎo)入comsol的方法，其特征在于：首先利用ct掃描獲取數(shù)字巖心切片圖像；通過matlab軟件將切片圖像對比度增強、閾值劃分等步驟的前處理，獲取其二值化rev圖像；通過matlab中函數(shù)的處理，得到顆粒和顆粒中包含的孤立孔隙的邊界坐標(biāo)；通過comsol?with?matlab接口編程，利用其函數(shù)繪制圖像并生成幾何模型再進行數(shù)值模擬。

2.如權(quán)利要求1所述的matlab軟件對圖像的前處理，其特征在于：對比度增強使得圖像更清晰；閾值劃分可以將圖像轉(zhuǎn)為0和1組成的二值圖像，對應(yīng)黑色和白色，分別代表孔隙和顆粒；中值濾波可以圖像更平滑；圖像切割可以獲取巖心代表性區(qū)域；顆粒和孔隙區(qū)域像素小于2的區(qū)域刪除可以減少繪制誤差。

3.如權(quán)利要求1所述的matlab軟件獲取孔隙和孔隙中包含的孤立顆粒的邊界坐標(biāo)，其特征在于：利用boundaries函數(shù)獲得孔隙和孔隙中包含的孤立顆粒的邊界坐標(biāo)。

4.如權(quán)利要求1所述的通過comsol?with?matlab接口編程繪制幾何模型，其特征在于：創(chuàng)建二維組件和幾何，選擇多邊形曲線，通過得到的邊界坐標(biāo)繪制孔隙和孔隙中包含的孤立顆粒的多邊形，最后通過布爾運算減去孤立顆粒多邊形，得到孔隙幾何模型。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種將數(shù)字巖心CT切片導(dǎo)入COMSOL的方法，該方法通過將CT掃描獲得的數(shù)字巖心切片圖像，通過MATLAB軟件將切片圖像對比度增強、閾值劃分等步驟的處理，獲取其二值化圖像；再將二值化圖像切割得到其巖心代表性區(qū)域(REV)，通過MATLAB中函數(shù)的處理，得到顆粒和顆粒中包含的孤立孔隙的邊界坐標(biāo)；通過COMSOL?WITH?MATLAB接口，利用其函數(shù)繪制圖像并生成幾何模型再進行數(shù)值模擬；本發(fā)明可以應(yīng)用在滲流、石油開采、地質(zhì)儲層分析等多孔介質(zhì)領(lǐng)域，可以準(zhǔn)確并高效的將CT圖像導(dǎo)入COMSOL中進行多種模擬，具有廣泛的應(yīng)用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：盛建龍,楊一宏
受保護的技術(shù)使用者：武漢科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9