本發(fā)明涉及煤體結(jié)構(gòu)分析，尤其涉及基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、煤體結(jié)構(gòu)指煤層在地質(zhì)歷史演化過(guò)程中經(jīng)受各種地質(zhì)作用后，煤體內(nèi)部受破壞變形程度的特征。煤體的破壞變形程度直接影響了煤層的孔縫發(fā)育、力學(xué)性質(zhì)、敏感性等關(guān)鍵地質(zhì)特征，煤體結(jié)構(gòu)的研究對(duì)甜點(diǎn)評(píng)價(jià)及產(chǎn)能控制分析具有重要意義。

2、傳統(tǒng)手段依據(jù)煤的宏觀煤巖類型的可分辨程度、層理完整度、煤體破碎程度、手試強(qiáng)度等宏觀特征進(jìn)行分類，其中大部分為主觀定性特征，僅煤體破碎程度有相應(yīng)的定量標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)gb/t?30050-2013規(guī)定，原生結(jié)構(gòu)煤體完整，手試強(qiáng)度堅(jiān)硬；碎裂結(jié)構(gòu)煤體較完整或煤體破碎，碎塊粒徑一般大于5mm，手試強(qiáng)度較堅(jiān)硬；碎粒結(jié)構(gòu)煤體破碎，粒徑多為1mm~5mm，手試強(qiáng)度較疏松；糜棱結(jié)構(gòu)煤體多呈鱗片狀、揉皺狀。

3、盡管有以上標(biāo)準(zhǔn)作為參考，但在實(shí)際操作中很難逐一對(duì)煤巖顆粒進(jìn)行測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，判斷結(jié)果具有很大的主觀性和經(jīng)驗(yàn)性，導(dǎo)致不同技術(shù)人員判斷結(jié)果存在一定差異，對(duì)煤體結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)停留在定性的層面上，對(duì)認(rèn)識(shí)煤層及平行對(duì)比造成較大困難。

4、近年來(lái)ct掃描逐漸在石油勘探行業(yè)得到應(yīng)用，傳統(tǒng)的微米ct掃描儀通常只針對(duì)1英寸直徑甚至更小的巖心柱塞進(jìn)行掃描，其掃描視域小，掃描結(jié)果相對(duì)整個(gè)井筒地層而言缺乏完整性。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)全直徑螺旋ct掃描具有全巖心大視域的優(yōu)勢(shì)，特別適用于直徑8～12cm的整筒米級(jí)巖心的分析?；诖?，本發(fā)明提出基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，包括：

2、對(duì)全井段煤巖進(jìn)行全直徑ct掃描，獲取縱向連續(xù)的多個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體；

3、對(duì)每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體分別進(jìn)行煤巖骨架顆粒分割，生成煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體；

4、對(duì)每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體的煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體進(jìn)行粒徑計(jì)算，得到煤巖顆粒大小分布；

5、根據(jù)煤巖取芯直徑，確定不同煤體結(jié)構(gòu)分類邊界，并形成煤體結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)；

6、根據(jù)每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體上煤巖顆粒大小分布及煤體結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算各類煤體結(jié)構(gòu)占比，完成當(dāng)前井段煤體結(jié)構(gòu)分析。

7、如上所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其中，全直徑ct掃描具體設(shè)置掃描橫向分辨率為146μm，縱向分辨率為800μm，存儲(chǔ)格式為帶符號(hào)16進(jìn)制灰度切片數(shù)據(jù)。

8、如上所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其中，利用數(shù)字巖心閾值分割或分水嶺方法對(duì)灰度切片數(shù)據(jù)體開(kāi)展煤巖骨架顆粒分割。

9、如上所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其中，設(shè)置閾值范圍>-200作為煤巖骨架閾值范圍，按照該閾值范圍進(jìn)行分割，得到煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體。

10、如上所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其中，對(duì)煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體進(jìn)行粒徑計(jì)算，具體包括如下子步驟：

11、將每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體上的煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體進(jìn)行顆粒分選操作，得到顆粒分選數(shù)據(jù)體；

12、對(duì)顆粒分選數(shù)據(jù)體進(jìn)行顆粒直徑的計(jì)算，得到每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體的顆粒直徑和切片平均顆粒直徑；

13、統(tǒng)計(jì)每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體中煤巖顆粒情況，得到煤巖顆粒統(tǒng)計(jì)表。

14、如上所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其中，將顆粒分選數(shù)據(jù)體輸入圖像處理軟件，運(yùn)用圖像處理軟件統(tǒng)計(jì)每張切片煤巖顆粒粒徑大小，計(jì)算每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體的顆粒直徑和切片平均顆粒直徑。

15、本發(fā)明還提供基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析系統(tǒng)，包括：全直徑ct掃描儀和煤體結(jié)構(gòu)分析裝置；全直徑ct掃描儀對(duì)全井段煤巖進(jìn)行全直徑ct掃描；煤體結(jié)構(gòu)分析裝置具體包括：

16、灰度切片數(shù)據(jù)體獲取模塊，用于從全直徑ct掃描儀中獲取縱向連續(xù)的多個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體；

17、煤巖骨架顆粒分割模塊，用于對(duì)每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體分別進(jìn)行煤巖骨架顆粒分割，生成煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體；

18、煤巖顆粒大小分布獲取模塊，用于對(duì)每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體的煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體進(jìn)行粒徑計(jì)算，得到煤巖顆粒大小分布；

19、煤體結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)形成模塊，用于根據(jù)煤巖取芯直徑，確定不同煤體結(jié)構(gòu)分類邊界，并形成煤體結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)；

20、煤體結(jié)構(gòu)分析模塊，用于根據(jù)每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體上煤巖顆粒大小分布及煤體結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算各類煤體結(jié)構(gòu)占比，完成當(dāng)前井段煤體結(jié)構(gòu)分析。

21、本發(fā)明還提供計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，包括：至少一個(gè)存儲(chǔ)器和至少一個(gè)處理器；

22、存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序指令；

23、處理器，用于運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)程序指令，用以執(zhí)行上述任一項(xiàng)所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法。

24、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的有益效果如下：本發(fā)明將全直徑ct掃描數(shù)字巖心技術(shù)應(yīng)用于煤體結(jié)構(gòu)描述及分析工作中，實(shí)現(xiàn)對(duì)全井段連續(xù)的煤巖粒徑分布和煤體結(jié)構(gòu)表征全自動(dòng)高精度（高達(dá)微米級(jí)）分析與評(píng)價(jià)，對(duì)煤巖氣尤其深層煤巖氣等清潔能源勘探開(kāi)發(fā)提供有力的技術(shù)支撐。

技術(shù)特征：

1.基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其特征在于，全直徑ct掃描具體設(shè)置掃描橫向分辨率為146μm，縱向分辨率為800μm，存儲(chǔ)格式為帶符號(hào)16進(jìn)制灰度切片數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求2所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其特征在于，利用數(shù)字巖心閾值分割或分水嶺方法對(duì)灰度切片數(shù)據(jù)體開(kāi)展煤巖骨架顆粒分割。

4.如權(quán)利要求3所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其特征在于，設(shè)置閾值范圍>-200作為煤巖骨架閾值范圍，按照該閾值范圍進(jìn)行分割，得到煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體。

5.如權(quán)利要求4所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其特征在于，對(duì)煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體進(jìn)行粒徑計(jì)算，具體包括如下子步驟：

6.如權(quán)利要求1所述的基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法，其特征在于，將顆粒分選數(shù)據(jù)體輸入圖像處理軟件，運(yùn)用圖像處理軟件統(tǒng)計(jì)每張切片煤巖顆粒粒徑大小，計(jì)算每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體的顆粒直徑和切片平均顆粒直徑。

7.基于全直徑ct的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析系統(tǒng)，其特征在于，包括：全直徑ct掃描儀和煤體結(jié)構(gòu)分析裝置；全直徑ct掃描儀對(duì)全井段煤巖進(jìn)行全直徑ct掃描；煤體結(jié)構(gòu)分析裝置具體包括：

8.計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，包括：至少一個(gè)存儲(chǔ)器和至少一個(gè)處理器；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)基于全直徑CT的煤體結(jié)構(gòu)高精度自動(dòng)分析方法及系統(tǒng)，涉及煤體結(jié)構(gòu)分析技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：對(duì)全井段煤巖進(jìn)行全直徑CT掃描，獲取縱向連續(xù)的多個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體；對(duì)每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體分別進(jìn)行煤巖骨架顆粒分割，生成煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體；對(duì)煤巖骨架顆粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)體進(jìn)行粒徑計(jì)算，得到煤巖顆粒大小分布；根據(jù)煤巖取芯直徑，確定不同煤體結(jié)構(gòu)分類邊界，并形成煤體結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)每個(gè)灰度切片數(shù)據(jù)體上煤巖顆粒大小分布及煤體結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算各類煤體結(jié)構(gòu)占比，完成當(dāng)前井段煤體結(jié)構(gòu)分析。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)全井段連續(xù)的煤巖粒徑分布和煤體結(jié)構(gòu)表征全自動(dòng)高精度分析與評(píng)價(jià)，對(duì)煤巖勘探開(kāi)發(fā)提供有力的技術(shù)支撐。

技術(shù)研發(fā)人員：陳國(guó)輝,何睿,楊瀟,李浩然
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京潤(rùn)澤創(chuàng)新科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9