CN113281238A - 基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，该方法包括根据多个二维岩石电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体，其中在第一数据体中数值0表示第一矿物相孔隙，数值1表示非第一矿物相孔隙部分，在第二数据体中数值0表示第二矿物相孔隙，数值1表示非第二矿物相孔隙部分；将第二数据体中的数值1修改为n，得到第三数据体；将第一数据体与第三数据体相加，得到第四数据体，其中第四数据体中数值0和1表示第二矿物相孔隙，数值n表示第一矿物相孔隙，数值n+1表示岩石固体；根据第四数据体，提取得到第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件。
Description
技术领域
本发明涉及油气渗流技术领域，特别涉及一种基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法。
背景技术
数字岩心是真实岩心在一定分辨率下的固体和孔隙准确标识的数字矩阵，是孔隙级微观渗流理论研究的基础。在微观孔隙尺度上，数字岩心为研究流体在多孔介质中的流动提供了重要的研究途径。
相关技术中，多相数字岩心的流动模拟过程中所有孔隙均采用单一的边界条件。然而，岩石是由多种矿物成分组成，不同矿物孔隙壁面具有不同润湿性及作用机制，当对岩心内的流动模拟采用单一的边界条件时，模拟结果与实际情况存在较大偏差。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，可以得到不同矿物相孔隙的壁面文件，使得数字岩心的流动模拟在设定边界条件时可以区分不同矿物相孔隙边界，得到的模拟结果更符合实际情况。
具体而言，包括以下的技术方案：
本发明实施例提供了一种基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，所述方法包括：
根据多个二维岩石电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体，其中在所述第一数据体中数值 0表示第一矿物相孔隙，数值1表示非第一矿物相孔隙部分，在所述第二数据体中数值0表示第二矿物相孔隙，数值1表示非第二矿物相孔隙部分；
将所述第二数据体中的数值1修改为n，得到第三数据体，其中所述第三数据体中数值0表示第二矿物相孔隙，数值n表示非第二矿物相孔隙部分；
将第一数据体与第三数据体相加，得到第四数据体，其中所述第四数据体中数值0和1表示第二矿物相孔隙，数值n表示第一矿物相孔隙，数值n+1表示岩石固体；
根据所述第四数据体，提取得到第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件。
可选的，所述根据多个二维岩石电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体包括：
获取三个二维岩石电子扫描电镜图片，其中每个所述二维岩石电子扫描电镜图片中第一颜色表示第一矿物相孔隙，第二颜色表示第二矿物相孔隙；
对每个所述二维岩石电子扫描电镜图片设置第一阈值，得到三个包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对所述三个包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片分别进行二值化处理，得到三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第一矿物数字岩心的第一数据体；
对每个二维岩石电子扫描电镜图片设置第二阈值，得到三个包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对所述三个包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片分别进行二值化处理，得到三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第二矿物数字岩心的第二数据体。
可选的，所述对三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第一矿物数字岩心的第一数据体包括：
利用马尔可夫链蒙特卡尔算法对每个所述二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第一矿物数字岩心的第一数据体。
可选的，所述对三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第二矿物数字岩心的第二数据体包括：
利用马尔可夫链蒙特卡尔算法对每个所述二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第二矿物数字岩心的第二数据体。
可选的，所述根据所述第四数据体，提取得到第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件包括：
选择所述第一矿物相孔隙与岩心固体之间接触的表面，创建为新的表面并导出为STL ASCII格式的第一表面文件；
选择所述第二矿物相孔隙与岩心固体之间接触的表面，创建为新的表面并导出为STL ASCII格式的第二表面文件。
可选的，所述方法还包括：
将所述第一矿物相孔隙的壁面文件和所述第二矿物相孔隙的壁面文件合并，得到区分两种矿物相孔隙的数字岩心的表面文件。
可选的，所述第一矿物为无机质，所述第二矿物为有机质。
可选的，所述n为2。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
通过多个二维页岩电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体，其中在第一数据体中数值0表示第一矿物相孔隙，数值1表示非第一矿物相孔隙部分，在第二数据体中数值 0表示第二矿物相孔隙，数值1表示非第二矿物相孔隙部分；将第二数据体中的数值1修改为n，得到第三数据体；将第一数据体与三数据体相加，得到第四数据体，其中第四数据体中数值0和1表示第二矿物相孔隙，数值n表示第一矿物相孔隙，数值n+1表示岩石固体；根据第四数据体，提取得到第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件。
利用本发明实施例提供的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，可以得到不同矿物相孔隙的壁面文件，使得数字岩心的流动模拟在设定边界条件时可以区分不同矿物相边界，进而得到的模拟结果更符合实际情况。
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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法中根据多个二维岩石电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体的方法流程图；
图4为本发明实施例提供的三个二维岩石电子扫描电镜图片；
图5为本发明实施例提供的三个包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
图6为本发明实施例提供的三个包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图；
图7为本发明实施例提供的第一矿物数字岩心；
图8为本发明实施例提供的第二矿物数字岩心。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。在对本发明的实施方式作进一步地详细描述之前，对理解本发明实施例一些术语进行说明。
在本发明实施例中，所涉及的“STL文件格式”，是美国3D SYSTEMS公司提出的三维实体造型系统的一个接口标准，其接口格式规范，是原本用于立体光刻计算机辅助设计软件的文件格式。采用三角形面片离散地近似表示三维模型，目前已被工业界认为是快速成形领域的标准描述文件格式。STL文件是一种用许多空间小三角形面片逼近三维实体表面的数据模型，STL模型的数据通过给出组成三角形法向量的3个分量(用于确定三角面片的正反方向)及三角形的3个顶点坐标来实现，一个完整的STL文件记载了组成实体模型的所有三角形面片的法向量数据和顶点坐标数据信息。目前的STL文件格式包括二进制文件(BINARY)和文本文件(ASCII)两种。在逆向工程、医学成像系统、文物保护等方面有广泛的应用。
随着CT扫描技术和扫描电镜(SEM)技术的进步，岩心的二维孔隙结构图像可以被准确的获取到。基于岩心的二维孔隙结构图像，可以重构三维数字岩心。数字岩心是真实岩心在一定分辨率下的骨架和孔隙准确标识的数字矩阵，是孔隙级微观渗流理论研究的基础，在微观孔隙尺度上为研究流体在多孔介质中的流动提供了重要的研究途径。数字岩心为模拟流体在岩心内部的流动提供了重要研究平台，克服了真实岩心加工复杂、实验成本高且周期长的弊端，而且解决了实验结果无法得到岩心内部的流体分布的问题。数字岩心中的流动模拟具有重要意义，根据模拟结果能够表征流体在数字岩心内部的流动能力，得到限制流体流动的孔隙和喉道的尺寸等等。
岩石是由多种矿物成分组成的，而不同矿物孔隙壁面具有不同润湿性及作用机制，从而导致真实岩心内渗流规律复杂。尤其是对于微观岩心内孔隙的流动，在流动模拟过程中所有孔隙采用单一的边界条件已不再适用，因此需要构建多矿物相数字岩心并且对其孔隙按照类别区分开，分别对各矿物相设置相应的边界条件。以页岩为例，页岩孔隙主要分为有机质孔隙和无机质孔隙。有机质孔隙表面为干酪根，油相润湿；无机质孔隙表面为矿物，水相润湿。同时，在微观尺度的流动中，滑移边界的影响是不可忽略的。所以在流动模拟计算中，边界条件对流动的影响是决定性的，而两种不同的孔隙表面应该对应设立两种不同的边界条件。因此在构建数字岩心中，将有机质孔隙表面与无机质孔隙表面区分是非常有必要的。由于页岩中有机质孔隙的与无机质孔隙在尺寸和形状上存在差异，所以可以在二维图像上区分有机质与无机质孔隙。构建含有机质与无机质孔隙的数字岩心后，即可剖分有机质和无机质孔隙网格，进而流动模拟计算。
目前，对于真实三维数字岩心的流动模拟，大多研究采用提取孔隙网络模型的方法模拟，该方法是指在进行数字岩心建模之后，利用简单形状的几何体将多孔介质内复杂的孔隙空间抽象为模型化的网络，进而利用准静态网络模拟方法或动态网络模拟方法对单相或多相流体的流动进行模拟。其优点在于计算量得到了简化，但缺点在于计算不精确，尤其是对于微观结构极为复杂的页岩数字岩心。随着计算机速度、存储容量的发展，数字岩心直接模拟方法应运而生。该方法是在构建出数字岩心之后，利用计算流体力学方法在孔隙空间内通过对控制方程的求解模拟多孔介质内流体的流动。数字岩心直接模拟虽然计算量大，但是能够高精度地模拟岩心中流体的流动，目前对其方法和研究尚处于起步阶段。该方法若用于多矿物相数字岩心流动模拟，需要区分多矿物相壁面的孔隙网格剖分。因此，为用于数字岩心直接模拟，建立起一套数字岩心构建与孔隙网格剖分方法，是势在必行的。
本发明实施例提供了一种基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，其方法流程图如图1所示，该方法包括如下步骤。
步骤101、根据多个二维岩石电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体，其中在第一数据体中数值0表示第一矿物相孔隙，数值1表示非第一矿物相孔隙部分，在第二数据体中数值0表示第二矿物相孔隙，数值1表示非第二矿物相孔隙部分；
步骤102、将第二数据体中的数值1修改为n，得到第三数据体，其中第三数据体中数值0表示第二矿物相孔隙，数值n表示非第二矿物相孔隙部分；
步骤103、将第一数据体与第三数据体相加，得到第四数据体，其中第四数据体中数值0和1表示第二矿物相孔隙，数值n表示第一矿物相孔隙，数值 n+1表示岩石固体；
步骤104、根据第四数据体，提取得到第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件。
本发明实施例提供的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，通过多个二维页岩电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体，其中在第一数据体中数值 0表示第一矿物相孔隙，数值1表示非第一矿物相孔隙部分，在第二数据体中数值0表示第二矿物相孔隙，数值1表示非第二矿物相孔隙部分；将第二数据体中的数值1修改为n，得到第三数据体；将第一数据体与三数据体相加，得到第四数据体，其中第四数据体中数值0和1表示第二矿物相孔隙，数值n表示第一矿物相孔隙，数值n+1表示岩石固体；根据第四数据体，提取得到第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件。
因此，该方法利用本发明实施例提供的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，可以得到不同矿物相孔隙的壁面文件，使得数字岩心的流动模拟在设定边界条件时可以区分不同矿物相边界，进而得到的模拟结果更符合实际情况。
可选的，根据多个二维岩石电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体包括：
获取三个二维岩石电子扫描电镜图片，其中每个二维岩石电子扫描电镜图片中第一颜色表示第一矿物相孔隙，第二颜色表示第二矿物相孔隙；
对每个二维岩石电子扫描电镜图片设置第一阈值，得到三个包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对三个包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片分别进行二值化处理，得到三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体；
对每个二维岩石电子扫描电镜图片设置第二阈值，得到三个包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对三个包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片分别进行二值化处理，得到三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到表示第二矿物数字岩心的第二数据体。
可选的，对三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体包括：
利用马尔可夫链蒙特卡尔算法对每个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体。
可选的，对三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到表示第二矿物数字岩心的第二数据体包括：
利用马尔可夫链蒙特卡尔算法对每个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到表示第二矿物数字岩心的第二数据体。
可选的，根据第四数据体，提取得到第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件包括：
选择第一矿物相孔隙与岩心固体之间接触的表面，创建为新的表面并导出为STLASCII格式的第一表面文件；
选择第二矿物相孔隙与岩心固体之间接触的表面，创建为新的表面并导出为STLASCII格式的第二表面文件。
可选的，方法还包括：
将第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件合并，得到区分两种矿物相孔隙的数字岩心的表面文件。
可选的，第一矿物为无机质，第二矿物为有机质。
可选的，n为2。
本发明实施例还提供了一种基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，以岩石为页岩为例进行说明，其方法流程图如图2所示，该方法包括如下步骤。
步骤201、根据多个二维岩石电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体，其中在第一数据体中数值0表示第一矿物相孔隙，数值1表示非第一矿物相孔隙部分，在第二数据体中数值0表示第二矿物相孔隙，数值1表示非第二矿物相孔隙部分。
其中，该步骤具体包括以下子步骤，其方法流程图如图3所示。
步骤2011、获取三个二维岩石电子扫描电镜图片。
其中，如图4所示，每个二维岩石电子扫描电镜图片中第一颜色可以表示第一矿物相孔隙，第二颜色可以表示第二矿物相孔隙。
在一种可能示例中，第一矿物为无机质，第二矿物为有机质，即第一矿物相孔隙为有机质孔隙，第二矿物相孔隙为无机质孔隙。
在一种可能示例中，上述三个二维岩石电子扫描电镜图片的大小可以为 300×300像素，分辨率可以为27nm/像素。
步骤2012、对每个二维岩石电子扫描电镜图片设置第一阈值，得到三个包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片。
具体地，将每个二维岩石电子扫描电镜图片导入到软件ImageJ中，在软件中设定第一阈值，可以直接得到如图5所示的三个包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片，其中图5中的黑色部分代表的是第一矿物相孔隙，白色部分代表的是除第一矿物相孔隙外的其余部分。
可以理解的是，这里的第一阈值可以为像素值，其取值可以根据第一颜色的像素值确定。
步骤2013、对三个包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片分别进行二值化处理，得到三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片。
其中，每个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维页岩电子扫描电镜图片中，第一矿物相孔隙用数值0表示，除第一矿物相孔隙外的其余部分用数值1表示。
步骤2014、对三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体。
具体地，利用马尔可夫链蒙特卡尔算法对每个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体。
在本发明实施例中，第一矿物数字岩心可以为无机质数字岩心，该无机质数字岩心的结构示意图如图7所示。参见图7，该无机质数字岩心的大小可以为300×300像素，分辨率可以为27nm/像素，即实际大小可以为8.1×8.1×8.1 μm。
可以理解的是，表示数字岩心的数据体由多个像素点对应的几何结构构成，其中，一般情况下，几何结构包括孔隙和岩石固体，每个像素点对应数值为0 的代表孔隙的数据体或数值为1的代表岩石固体的数据体。
步骤2015、对每个二维岩石电子扫描电镜图片设置第二阈值，得到三个包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片。
具体地，将每个二维岩石电子扫描电镜图片导入到软件ImageJ中，在软件中设定第二阈值，可以直接得到如图6所示的三个包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片，其中图6中的黑色部分代表的是第二矿物相孔隙，白色部分代表的是除第二矿物相孔隙外的其余部分。
可以理解的是，这里的第二阈值可以为像素值，其取值与第一阈值取值不同且根据第二颜色的像素值确定。
步骤2016、对三个包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片分别进行二值化处理，得到三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片。
其中，每个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维页岩电子扫描电镜图片中，第二矿物相孔隙用数值0表示，除第二矿物相孔隙外的其余部分用数值1表示。
步骤2017、对三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到表示第二矿物数字岩心的第二数据体。
具体地，利用马尔可夫链蒙特卡尔算法对每个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到表示第二矿物数字岩心的第二数据体。
在本发明实施例中，第二矿物数字岩心可以为有机质数字岩心，该有机质数字岩心结构示意图如图8所示。参见图8，该有机质数字岩心的大小可以为 300×300像素，分辨率可以为27nm/像素，即实际大小可以为8.1×8.1×8.1μ m。
步骤202、将第二数据体中的数值1修改为n，得到第三数据体，其中第三数据体中数值0表示第二矿物相孔隙，数值n表示非第二矿物相孔隙部分。
具体地，将表示第二矿物数字岩心的第二数据体导入到软件Avizo中，通过在软件中进行操作，将第二数据体中的数值1均修改为数值n，即第二数据体由原来的数值0和1表示，替换为由数值0和n表示。
可选的，n为2，即将第二数据体中的数值1均修改为数值2，第二数据体由原来的数值0和1表示，替换为由数值0和2表示。
步骤203、将第一数据体与第三数据体相加，得到第四数据体，其中第四数据体中数值0和1表示第二矿物相孔隙，数值n表示第一矿物相孔隙，数值 n+1表示岩石固体。
当n为2时，在所得到的第四数据体中，数值0和1表示第二矿物相孔隙，数值2表示第一矿物相孔隙，数值3表示岩石固体。
在本步骤中，当第一矿物为无机质，第二矿物为有机质时，在软件Avizo 中使用阈值分割，将数值0和1划分到材料“有机质孔隙”中，将数值2划分到材料“无机质孔隙中”，将数值3划分到材料“岩石固体”中。
步骤204、根据第四数据体，提取得到第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件。
具体地，本步骤具体包括：
步骤2041、选择第一矿物相孔隙与岩心固体之间接触的表面，创建为新的表面并导出为STL ASCII格式的第一表面文件。
当第一矿物为无机质时，第一表面文件为无机质孔隙的壁面文件。
步骤2042、选择第二矿物相孔隙与岩心固体之间接触的表面，创建为新的表面并导出为STL ASCII格式的第二表面文件。
当第二矿物为有机质时，第二表面文件为有机质孔隙的壁面文件。
步骤205、将第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件合并，得到区分两种矿物相孔隙的数字岩心的表面文件。
具体地，打开文件第一表面文件和第二表面文件的ASCII，将第二表面文件的ASCII复制到第一表面文件中原有的solid下面，作为一种新的solid并命名。
继而，所得STL文件即为区分有机质与无机质孔隙的数字岩心表面三角网格文件，可以导入到软件paraview中进行查看以确认有机质壁面和无机质壁面已被区分开来。
基于上述新文件，可以进行孔隙网格剖分。在剖分的过程中，背景网格会根据STL模型删除或保留，且在边界处保留网格的边界与其所处STL模型边界一致，从而达到区分不同矿物相孔隙边界的效果。剖分后的网格的无机质孔隙边界和有机质孔隙边界可以分别以“fixedWalls_inorganic”和“fixedWalls_organic”命名。利用剖分后的网格中无机质孔隙边界和有机质孔隙边界进行边界条件的设定进行后续的流动模拟，可以使得模拟情况更符合实际。
因此，利用本发明实施例提供的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，可以得到不同矿物相孔隙的壁面文件，使得数字岩心的流动模拟在设定边界条件时可以区分不同矿物相边界，进而得到的模拟结果更符合实际情况。
在本发明中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，其特征在于，所述方法包括：
根据多个二维岩石电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体，其中在所述第一数据体中数值0表示第一矿物相孔隙，数值1表示非第一矿物相孔隙部分，在所述第二数据体中数值0表示第二矿物相孔隙，数值1表示非第二矿物相孔隙部分；
将所述第二数据体中的数值1修改为n，得到第三数据体，其中所述第三数据体中数值0表示第二矿物相孔隙，数值n表示非第二矿物相孔隙部分；
将第一数据体与第三数据体相加，得到第四数据体，其中所述第四数据体中数值0和1表示第二矿物相孔隙，数值n表示第一矿物相孔隙，数值n+1表示岩石固体；
根据所述第四数据体，提取得到第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件。
2.根据权利要求1所述的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，其特征在于，所述根据多个二维岩石电子扫描电镜图片，得到表示第一矿物数字岩心的第一数据体和表示第二矿物数字岩心的第二数据体包括：
获取三个二维岩石电子扫描电镜图片，其中每个所述二维岩石电子扫描电镜图片中第一颜色表示第一矿物相孔隙，第二颜色表示第二矿物相孔隙；
对每个所述二维岩石电子扫描电镜图片设置第一阈值，得到三个包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对所述三个包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片分别进行二值化处理，得到三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第一矿物数字岩心的第一数据体；
对每个二维岩石电子扫描电镜图片设置第二阈值，得到三个包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对所述三个包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片分别进行二值化处理，得到三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片；
对三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第二矿物数字岩心的第二数据体。
3.根据权利要求2所述的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，其特征在于，所述对三个二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第一矿物数字岩心的第一数据体包括：
利用马尔可夫链蒙特卡尔算法对每个所述二值化后的包括第一矿物相孔隙和除第一矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第一矿物数字岩心的第一数据体。
4.根据权利要求2所述的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，其特征在于，所述对三个二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第二矿物数字岩心的第二数据体包括：
利用马尔可夫链蒙特卡尔算法对每个所述二值化后的包括第二矿物相孔隙和除第二矿物相孔隙外的其余部分的二维岩石电子扫描电镜图片进行岩心构建，得到所述表示第二矿物数字岩心的第二数据体。
5.根据权利要求1所述的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，其特征在于，所述根据所述第四数据体，提取得到第一矿物相孔隙的壁面文件和第二矿物相孔隙的壁面文件包括：
选择所述第一矿物相孔隙与岩心固体之间接触的表面，创建为新的表面并导出为STLASCII格式的第一表面文件；
选择所述第二矿物相孔隙与岩心固体之间接触的表面，创建为新的表面并导出为STLASCII格式的第二表面文件。
6.根据权利要求5所述的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第一矿物相孔隙的壁面文件和所述第二矿物相孔隙的壁面文件合并，得到区分两种矿物相孔隙的数字岩心的表面文件。
7.根据权利要求1所述的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，其特征在于，所述第一矿物为无机质，所述第二矿物为有机质。
8.根据权利要求1所述的基于二维图像的多矿物相数字岩心构建及孔隙类别区分方法，其特征在于，所述n为2。
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2021
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