CN106204515A - 一种岩心扫描图像的分析及展示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩心扫描图像的分析及展示系统，属于勘探技术领域，以解决现有的分析及展示系统不适用于岩心扫描图像，使得岩心扫描图像的分析结果的准确度较低的技术问题。该岩心扫描图像的分析及展示系统，该系统包括：获取模块，获取用户选定的岩样的三维图像中的区域；分析模块，分析用户选定的区域的参数值，并输出分析结果，所述参数值包括面孔率、分选系数、均质系数和灰度值的平均值；展示模块，向用户展示选定的岩样的三维图像的区域，以及分析模块输出的分析结果。

Description

一种岩心扫描图像的分析及展示系统

技术领域

本发明涉及勘探技术领域，具体地说，涉及一种岩心扫描图像的分析及展示系统。

背景技术

岩心是表征地面以下不同深度或者同一深度不同位置地层的样品，是地质调查、油气探查、矿产勘探、工程勘察的主要研究对象，因此，对原状岩心进行特征表述极为重要。

目前，采用电子计算机断层扫描(Computed Tomography，简称CT)或扫描电镜都能够得到岩心扫描图像，这些图像可用于岩心孔喉结构的定性分析、定量分析分析和流动模拟。

由于石油天然气储层岩石样品中不同程度地发育有裂缝、微裂缝、孔洞，具有非均质性等特点，因此，现有的对CT图像的分析展示系统不适用于岩心扫描图像，使得岩心扫描图像的分析结果的准确性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩心扫描图像的分析及展示系统，以解决现有的分析及展示系统不适用于岩心扫描图像，使得岩心扫描图像的分析结果的准确度较低的技术问题。

本发明提供了一种岩心扫描图像的分析及展示系统，该系统包括：

获取模块，获取用户选定的岩样的三维图像中的区域；

分析模块，分析用户选定的区域的参数值，并输出分析结果，所述参数值包括面孔率、分选系数、均质系数和灰度值的平均值；

展示模块，向用户展示选定的岩样的三维图像的区域，以及分析模块输出的分析结果。

其中，所述分析模块分析的参数值还包括：岩心的灰度值出现频率、最小灰度值和最大灰度值。

其中，所述展示模块还根据所述分析模块分析的岩心的灰度值出现频率、最小灰度值和最大灰度值，绘制并向用户展示灰度直方图。

其中，所述展示模块还根据用户设定的灰度值范围，获取用户选定的岩样的三维图像的区域中的灰度值符合所述灰度值范围的像素点进行展示。

其中，所述展示模块还将岩样的三维图像进行彩色转换，并进行彩色展示。

其中，所述展示模块还根据用户设定的间距，对岩心做剖面，并根据用户设定的时间间隔，将岩心的剖面进行展示。

其中，该系统还包括：三维构建模块，根据用户导入的文件，构建岩样的三维图像。

其中，所述三维构建模块对用户导入的一组二维图像进行解码，构建岩样的三维图像。

其中，该系统还包括：保存模块，将岩样的三维图像的数据保存为二进制格式的文件。

其中，该系统还包括：导出模块，将岩样的三维图像的数据导出为文本文件。

本发明带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种岩心扫描图像的分析及展示系统，该系统可对岩心扫描图像进行定性、定量分析，适用于岩心扫描图像，提高了岩心扫描图像的分析结果的准确度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是本发明实施例中的岩样扫描图像的分析及展示系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中的岩样扫描图像的分析及展示系统的操作流程图；

图3是本发明实施例中的灰度统计界面；

图4至图5是本发明实施例中的岩心的三维图像；

图6是图4的缝洞示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

本发明提供了一种岩心扫描图像的分析及展示系统，如图1所示，该系统包括：三维构建模块、获取模块、分析模块、展示模块、保存模块、导出模块等等，下文中，具体说明该岩心扫描图像的分析及展示系统的工作过程：

如图2所示，该系统开始运行并初始化完毕之后，如果用户点击该系统的人机交互平台上的“打开三维数据”按钮，该系统将会弹出一个打开三维数据的对话框，帮助用户选择要打开的三维数据。每一岩样的三维数据存储在一个二进制格式的文件中，三维构建模块可直接识别并提取该文件中的三维数据，并构建岩样的三维图像。

如果用户单击“新建”按钮，则清空已经打开的三维图象，接下来用户导入一组二维图像，这些二维图像是预先通过CT仪器扫描得到的。该系统的三维构建模块会对这一组tiff格式的二维图像进行解码，并进行三维重建。

之后，系统的获取模块会获取三维构建模块构建完成的岩心的三维图像，并输出给展示模块进行展示，经过重建的岩样的三维图像如图4或图5所示。

接下来，用户可点击系统的人机交互平台上的“视图”按钮，系统将会打开视图控制窗口，该窗口内的滚动条和输入框允许用户对已构建的三维图象进行平移、旋转和缩放操作，以方便用户对岩样的三维图象进行观察。

具体的，系统中的获取模块获取用户在视图控制窗口输入的指令，并使得展示模块根据各指令对岩样的三维图像进行对应的展示。展示模块可根据用户的指令对岩样的三维图像进行平移、旋转、缩放、剖面显示和控制显示半径等操作。其中，“平移”部分包括沿X、Y、Z三个方向的移动，用户可通过鼠标拖动滑块或直接输入需要移动的距离(例如-2048到2048间的任意值)实现图像的平移；“旋转”部分包括沿X轴、Y轴、Z轴三个轴线进行旋转，用户可通过鼠标拖动滑块或输入旋转角度(例如-180°到180°)实现图像沿轴线的旋转；“缩放”部分能够通过鼠标拖动滑块或输入缩放倍数(例如1到10x)实现图像的缩放；“剖面”部分包括上、下、左、右、前、后六个方向，可通过鼠标拖动滑块或输入数值(例如0到511)观测岩样剖面图；“半径”部分能够通过鼠标拖动滑块或直接输入数值(例如0到255)设置显示半径大小，观测相应的图像。用户通过视图控制窗口输入指令，确定一区域后，系统可对这一区域进行进一步的分析或展示。

用户选定需分析的区域后，获取模块还可获取用户选定的岩样的三维图像中的区域，并将该区域发送给分析模块。系统中的分析模块可对区域的多种参数值进行具体分析，例如分析面孔率、分选系数、均质系数、平均灰度、灰度值的平均值、岩心的灰度值出现频率、最小灰度值和最大灰度值等参数值，并将这些参数值的分析结果输出给展示模块，另外还可统计整个岩样的三维图像中的像素点的总点数、孔隙灰度界限等参数值。分析模块能够实现定量研究任意形状的裂缝、微裂缝、孔洞以及非均质性等特点的目的。展示模块接收到这些分析结果后，可在如图3所示的灰度统计界面中向用户进行展示。

其中，面孔率(％)＝面孔频率/总频率，指岩石中的可见孔隙占岩石的面积百分比，面孔率越大，表示岩石中的孔隙形状越均匀。分选系数式中其中的r_i为编号为i的喉道半径，R_c为平均喉道半径，a_i为编号为i的喉道数量；分选系数反映喉道大小分布集中程度的参数，分选系数的值越小，表示喉道的分选程度越好。

另外，均质系数其中的r_max表示最大喉道半径，均质系数表征储油岩石孔隙介质中每一个喉道与最大喉道半径的偏离程度。平均灰度为灰度原始数据的算术平均值。

接下来，展示模块还可根据分析模块分析的岩心的灰度值出现频率、最小灰度值和最大灰度值，在灰度统计界面中绘制并向用户展示灰度直方图，使得用户对当前选定的区域的灰度值的分布情况有一个更为直观的感受。

用户可在如图3所示的灰度统计界面中设置灰度值范围，包括设置灰度值上限和灰度值下限，平均值即为所选定的区域(即所选定的下限和上限之间的区域)中各像素点的灰度值的几何平均值，间接地表示了该区域中灰度值的分布情况。展示模块还可根据用户设定的灰度值范围，获取用户选定的岩样的三维图像的区域中的灰度值符合灰度值范围的像素点进行展示，原理如下式所示：

$f(\mathrm{gray},\mathrm{top},\mathrm{down})=\left\{\begin{array}{c}255,(\mathrm{gray}\&GreaterEqual;\mathrm{top})\\ \frac{\mathrm{gray}-\mathrm{down}}{\mathrm{top}-\mathrm{down}}\&times;255,(\mathrm{down}<\mathrm{gray}<\mathrm{top})\\ 0,(\mathrm{gray}\&le;\mathrm{down})\end{array}\right.---\left(1\right)$

式(1)中的gray为像素点的灰度值，top为用户所设定的灰度值范围的上限值，down为用户所设定的灰度值范围的下限值。展示模块能够使上限以上的像素全部显示为白色，下限以下的像素显示为黑色，上下限之间灰度值在0到255的区间内均匀分布。

具体的，用户可通过设定灰度值范围，使得展示模块仅展示缝洞或高密度带。展示模块将过滤掉除去缝洞或高密度带之外的点，对用户直观地展示缝洞或高密度带。例如，如图6所示，为图4所示的岩心的缝洞。其中，高密度带为相对整个岩样或岩心密度较高处，从显示效果来看为灰度值较大、较亮之处。

由于深浅不一的灰色对人肉眼的刺激较为微弱，工作人员在观察岩心的三维图像时，有可能会遗漏一些细节，导致无法得出对该岩心的确切分析结果。因此，用户还可在如图3所示的灰度显示界面中选择进行“彩色显示”，展示模块将原本用深浅不一的灰色显示的三维图像转换为彩色并进行显示，有利于工作人员对所选定区域进行观察。具体的，展示模块根据该岩样的三维图像中每一像素点的灰度值，来获取该像素点的红、绿、蓝三个通道的色值，分别如下式(2)至(4)所示：

$r\left(\mathrm{gray}\right)=\left\{\begin{array}{c}0,(\mathrm{gray}\&le;128)\\ (\mathrm{gray}-128)\&times;4,(\mathrm{gray}>128,\mathrm{gray}<192)\\ 255,(\mathrm{gray}\&GreaterEqual;192)\end{array}\right.---\left(2\right)$

$g\left(\mathrm{gray}\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{gray}\&times;4,(\mathrm{gray}<64)\\ 255,(64\&le;\mathrm{gray}\&le;192)\\ (255-\mathrm{gray})\&times;4,(\mathrm{gray}>192)\end{array}\right.---\left(3\right)$

$b\left(\mathrm{gray}\right)=\left\{\begin{array}{c}255,(\mathrm{gray}\&le;64)\\ (128-\mathrm{gray})\&times;4,(64<\mathrm{gray}<128)\\ 0,(\mathrm{gray}\&GreaterEqual;128)\end{array}\right.---\left(4\right)$

显然，上式(2)至(4)依次表示灰度值与红色、绿色和蓝色的转换关系。对于一个像素点而言，展示模块将根据该像素点的灰度值确定其红色、绿色和蓝色的色值后，将这三种颜色进行合成，该像素点的显示合成后的颜色。每一像素点都显示由展示模块计算并合成的颜色，整个用户选定的区域将显示彩色效果。

展示模块还可根据用户设定的间距，自动沿X、Y和Z三个轴向对岩心做剖面，并根据用户设定的时间间隔，将岩心的各剖面依次进行展示。在展示的过程中，可根据用户的操作指令，进行暂定、播放或停止。

综上，展示模块的目的是增强视觉显示效果，提供更直观的图像以突出岩石样品中不同程度发育的裂缝、微裂缝、孔洞及非均质性等特点，实现对岩心进行定性分析。

另外，该岩心扫描图像的分析及展示系统中还包括保存模块，将岩样的三维图像的数据保存为二进制格式的文件，方便该系统再次打开该三维图像。同时，为了便于工作人员利用数据对岩样进行分析处理，该系统还包括导出模块，导出模块将岩样的三维图像的数据以及分析模块的分析结果导出为文本文件。用户点击“导出数据”或“输出分析结果”按钮将会弹出导出数据对话框，允许用户将岩心的三维图像中的数据导出为txt文本。点击“保存”按钮允许用户将岩心的三维图像保存为二进制格式的文档，以方便下次打开。获取模块在接收到用户输入的操作指令后，传输给对应的保存模块或导出模块，保存模块或导出模块响应用户输入的操作指令，进行相应的操作。

如图2所示，其中，用户无论何时都可通过单击人机交互平台上的“退出”按钮，结束整个岩心扫描图像的分析及展示系统的运行。

显然，除了用于打开图像的三维构建模块是每次该岩样扫描图像的分析及展示系统运行必操作的模块之外，其它几个模块各自独立。它们负责完成不同的任务，共同为岩样的三维图像分析服务。

综上，本发明实施例提供了一种岩心扫描图像的分析及展示系统，该系统可对岩心扫描图像进行定性、定量分析，适用于岩心扫描图像，提高了岩心扫描图像的分析结果的准确度。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种岩心扫描图像的分析及展示系统，其特征在于，包括：

获取模块，获取用户选定的岩样的三维图像中的区域；

分析模块，分析用户选定的区域的参数值，并输出分析结果，所述参数值包括面孔率、分选系数、均质系数和灰度值的平均值；

展示模块，向用户展示选定的岩样的三维图像的区域，以及分析模块输出的分析结果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分析模块分析的参数值还包括：岩心的灰度值出现频率、最小灰度值和最大灰度值。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述展示模块还根据所述分析模块分析的岩心的灰度值出现频率、最小灰度值和最大灰度值，绘制并向用户展示灰度直方图。

4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，

所述展示模块还根据用户设定的灰度值范围，获取用户选定的岩样的三维图像的区域中的灰度值符合所述灰度值范围的像素点进行展示。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述展示模块还将岩样的三维图像进行彩色转换，并进行彩色展示。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述展示模块还根据用户设定的间距，对岩心做剖面，并根据用户设定的时间间隔，将岩心的剖面进行展示。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

三维构建模块，根据用户导入的文件，构建岩样的三维图像。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述三维构建模块对用户导入的一组二维图像进行解码，构建岩样的三维图像。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

保存模块，将岩样的三维图像的数据保存为二进制格式的文件。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

导出模块，将岩样的三维图像的数据导出为文本文件。