用于根據(jù)計算機斷層掃描儀(cts)圖像進行3d巖心數(shù)字化建模的自動化鋸痕校正的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了計算機實現(xiàn)方法、系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有計算機程序的非臨時性計算機可讀介質(zhì)，以提高根據(jù)巖心樣品的二維圖像對巖心樣品進行建模的準(zhǔn)確性和效率。本發(fā)明的實施例包括：例如，圖像配準(zhǔn)巖心樣品的橫截面的多個圖像，以產(chǎn)生對準(zhǔn)橫截面；以及對對準(zhǔn)圖像執(zhí)行鋸痕校正，以為板坯切割部調(diào)節(jié)圖像。鋸痕校正的實施例可以包括例如識別鋸痕線、近似板坯切割邊界、以及將圖像的畫像的一部分移動至近似板坯切割邊界的外周。實施例還可以包括利用調(diào)節(jié)后的鋸痕線圖像和多點統(tǒng)計計算來生成巖心樣品的三維模型以及與巖心樣品相關(guān)的鉆井的內(nèi)部組成的三維模型。
【專利說明】用于根據(jù)計算機斷層掃描儀(CTS)圖像進行3D巖心數(shù)字化建模的自動化鋸痕校正
[0001]發(fā)明人:穆赫萊斯.穆斯塔法.梅加尼
[0002]相關(guān)申請
[0003]本申請要求2014年6月26日提交的、名稱為“Automated Workflow for 3D CoreDigital Modeling From Computerized Tomography Scanner(CTS)Images(用于根據(jù)計算機斷層掃描儀(CTS)圖像進行3D巖心數(shù)字化建模的自動化工作流)”的美國非臨時專利申請N0.14/315,971的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，美國非臨時專利申請N0.14/315,971要求2013年11月26日提交的、名稱為 “Automated Workflow for 3D Core Digital Modeling FromComputerized Tomography Scanner(CTS)Images(用于根據(jù)計算機斷層掃描儀(CTS)圖像進行3D巖心數(shù)字化建模的自動化工作流)”的美國臨時專利申請N0.61/909，212的優(yōu)先權(quán)，并且涉及2014年6月26日提交的、發(fā)明人與上述發(fā)明人相同的、名稱為“AutomatedWorkflow for 3D Core Digital Modeling From Computerized Tomography Scanner(CTS)ImageS(用于根據(jù)計算機斷層掃描儀(CTS)圖像進行3D巖心數(shù)字化建模的自動化工作流)”的美國專利申請N0.14/315,845，上述申請中的每一者的全文均以引用的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明的要求保護的實施例涉及油氣儲層建模，并且更具體地涉及用于對巖心樣品或其他巖石樣品進行建模的計算機實現(xiàn)方法、系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有一個或多個計算機程序的非臨時性計算機可讀介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0005]儲層能夠被數(shù)字化建模，以反映與其存儲和生產(chǎn)烴的能力相關(guān)的所有儲層特性。完成后，儲層模型可被用于進行流動模擬，以預(yù)測例如殘余油飽和度或采收率。這些模型(也被稱為模擬模型)可以是靜態(tài)的或動態(tài)的。靜態(tài)模型是諸如例如孔隙度、滲透率、毛細(xì)壓力、裂縫、斷層、地震屬性以及不隨時間顯著改變的參數(shù)等巖石性質(zhì)的精密儲層模型。另一方面，動態(tài)模型是粗略模型。它們結(jié)合有隨時間而改變的流體動態(tài)特性，諸如例如烴和水的壓力和流量。靜態(tài)模型有時被稱為儲層描述網(wǎng)格或簡單的地質(zhì)模型，而動態(tài)模型有時被稱為模擬網(wǎng)格。
[0006]儲層模型彼此在規(guī)模上可能相差多達十二個數(shù)量級。例如，一種模型可以包括孔，該孔可以在納米級水平下進行測量，而另一種模型可能表示完整的油田，該油田可以在千米級水平下進行測量。非常詳細(xì)的模型通常不適合模擬。因此，詳細(xì)模型有時“按比例放大”或“粗化”，這個過程被稱為“放大”。通過使用各種算法來實現(xiàn)“放大”。放大發(fā)生后，詳細(xì)的特征不再被表示，但在模型中仍然表示更寬泛的特性。
[0007]可以以各種方式和根據(jù)各種數(shù)據(jù)源形成儲層模型。例如，根據(jù)鉆井圖像形成有些模型。可以通過多種技術(shù)來獲取鉆井圖像。一種這樣的技術(shù)是使用抵靠井筒周圍的井壁迫使電流通過巖石的電極片，然后傳感器可以測量電流并且繪制井筒周圍的材料的電阻率的地圖。于是，讀數(shù)可以用來形成材料和特征(例如，構(gòu)成該井壁的取樣部分的孔洞)的圖像。諸如多點統(tǒng)計(MPS)等統(tǒng)計技術(shù)可被用于對整個井壁進行建模，包括采樣圖像之間的間隙。在對儲層特性進行建模時，MPS采用“訓(xùn)練圖像”作為模板。訓(xùn)練圖像可以是現(xiàn)有的地質(zhì)學(xué)解釋，但是它們不必如此。
[0008]對儲層進行建模的另一種方法是數(shù)值化虛擬巖心方法。在該方法中，數(shù)值化虛擬巖心是源自鉆井圖像和數(shù)字巖石樣品這兩者的三維模型。該方法利用MPS，并且數(shù)字巖石樣品用作訓(xùn)練圖像。
[0009]數(shù)字巖石樣品(巖心樣品或其它巖石樣品的數(shù)字表示)可以由通過例如X射線計算機斷層(CT)掃描(CTS)、顯微CT掃描或共聚焦顯微鏡獲得的圖像集來構(gòu)建。為了通過CTS獲得圖像集，X射線從樣品的所有側(cè)面通過巖心樣品的二維橫截面，并且計算密度。顯微CT掃描類似地使用X射線技術(shù)獲得圖像。共聚焦顯微鏡使用不同材料的熒光特性來形成圖像。在“掃描”巖心樣品的一些橫截面后，可以構(gòu)建樣品的三維模型。該模型將示出巖石及其特征(例如，孔洞)。
[0010]為了構(gòu)建巖心樣品的模型，必須經(jīng)常處理巖心樣品的橫截面的掃描圖像。然而，處理圖像的過程經(jīng)常需要個人進行主觀決策和變量調(diào)整。這些因素使構(gòu)建模型的過程比較費時，并且導(dǎo)致往往趨于不準(zhǔn)確的模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的
【申請人】已經(jīng)認(rèn)識到與對巖心樣品進行建模的過程相關(guān)聯(lián)的問題，并且已經(jīng)有利地開發(fā)出了計算機實現(xiàn)方法、系統(tǒng)、以及內(nèi)部存儲有一個或多個計算機程序的一個或多個非臨時性計算機可讀介質(zhì)，以提高對巖心樣品建模的準(zhǔn)確性和效率。本發(fā)明的實施例涉及用于形成巖心樣品或可以使用的其它巖石樣品的模型來例如生成數(shù)值化虛擬巖心的圖像處理。與依賴于個人的主觀決策和變量調(diào)整不同，本發(fā)明的實施例包括例如能夠通過降低不準(zhǔn)確性和提高時間效率來增強圖像處理和建模過程的優(yōu)異自動化技術(shù)。
[0012]本發(fā)明的實施例包括處理地下材料的真實三維大致圓筒形巖心樣品的二維橫截面的二維圖像的計算機實現(xiàn)方法，以便能夠模擬巖心樣品的三維模型。方法可以包括:對圖像進行圖像配準(zhǔn)，以沿著適當(dāng)軸線對準(zhǔn)圖像，來進行建模、通過裁剪圖像的由噪聲導(dǎo)致的部分來去除表面假象、以及根據(jù)圖像生成巖心樣品的模型。為了對圖像進行圖像配準(zhǔn)，方法可以包括:近似圖像中的橫截面的畫像的外周的圓形位置，以產(chǎn)生近似圓形邊界。畫像的外周是圖像中的橫截面的畫像與大致圍繞畫像的背景之間的邊界。方法還可以包括:選擇各個圖像中的近似圓的中心點來用作橫截面的各個畫像的參考點；確定作為假想線的模擬軸線，該假想線經(jīng)過一個橫截面的畫像的參考點并且大致垂直于橫截面的該畫像的平面而延伸；以及將各個參考點對準(zhǔn)在模擬軸線上，使得橫截面的各個畫像以依次順序排列。為了去除表面假象，方法可以包括:裁剪各個對準(zhǔn)橫截面的一部分，使得對準(zhǔn)橫截面形成尺寸大致類似的模擬外周，從而產(chǎn)生包括對準(zhǔn)橫截面且排除了裁剪部分的多個裁剪后的對準(zhǔn)橫截面。方法還可以包括:生成包括處于依次順序的裁剪后的對準(zhǔn)橫截面的巖心樣品的模擬模型。模型可以是三維的，并且可以描述巖心樣品的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成，例如包括材料內(nèi)的孔洞和細(xì)孔。方法還可以包括:通過確定圖像的各邊的垂直平分線來近似各個圖像的邊界的圓形位置;選擇畫像上的與垂直平分線相交的四個或更多個點；選擇四個或更多個點中的至少三個點，以形成四個或更多個點中的每一個點的假想三角形；確定各個假想三角形的外心；以及確定多個假想圓的半徑，各個假想圓的中心是假想三角形的一個外心。方法實施例還可以包括:例如，將多個假想圓的各個半徑與巖心樣品的預(yù)定半徑進行比較;以及選擇圓的半徑與巖心樣品的預(yù)定半徑之間存在最小差別的圓作為近似圓形邊界。
[0013]本發(fā)明的實施例還包括當(dāng)例如圖像是具有多個像素的數(shù)字圖像且?guī)r心樣品具有板坯切割部(例如，當(dāng)從鉆井切割樣品時移除的樣品的一部分)時執(zhí)行鋸痕校正的計算機實現(xiàn)方法。方法可以包括:對于各個對準(zhǔn)圖像而言，丟棄對準(zhǔn)圖像的背景;識別對準(zhǔn)圖像中的值為零的兩個或更多個像素；以及確定值為零的像素的假想最佳擬合線，從而識別鋸痕線。方法可以包括:近似對準(zhǔn)圖像中的對準(zhǔn)橫截面的外周的圓形位置，從而識別近似板坯切割邊界，以近似對準(zhǔn)橫截面與對準(zhǔn)圖像中的大致圍繞對準(zhǔn)橫截面的背景之間的邊界的位置。本發(fā)明的實施例還可以包括例如將鋸痕線的第一側(cè)上的非零像素的數(shù)量與鋸痕線的第二側(cè)上的非零像素的數(shù)量進行比較。畫像的相對于鋸痕線而言具有較少數(shù)量非零像素的部分是畫像的較小部分，而較大部分是畫像的與較多數(shù)量的非零像素相關(guān)聯(lián)的部分。方法還可以包括:例如，識別定位在較小部分的外周上的點，從而識別獨立點；確定與鋸痕線垂直且延伸經(jīng)過獨立點的假想線，從而識別參考線；以及以與參考線平行的方式移動較小部分，以將獨立點定位在近似圓形邊界的外周上。
[0014]本發(fā)明的實施例包括用于處理地下材料的真實三維大致圓筒形巖心樣品的二維橫截面的二維圖像的系統(tǒng)，以便能夠模擬巖心樣品的三維模型。系統(tǒng)可以包括一個或多個處理器、與一個或多個處理器通信的輸入輸出單兀、與一個或多個處理器通信的一個或多個顯示器、以及與一個或多個處理器通信的一個或多個非臨時性存儲器。一個或多個非臨時性存儲器可以包括諸如計算機程序等計算機可讀指令，當(dāng)執(zhí)行計算機可讀指令時，使系統(tǒng)執(zhí)行一系列步驟，以處理圖像。步驟可以包括:對圖像進行圖像配準(zhǔn)，以沿著適當(dāng)軸線對準(zhǔn)圖像，來進行建模、通過裁剪圖像的由噪聲導(dǎo)致的部分來去除表面假象、以及根據(jù)圖像生成巖心樣品的模型。為了對圖像進行圖像配準(zhǔn)，步驟可以包括:近似圖像中的橫截面的畫像的外周的圓形位置，以產(chǎn)生近似圓。步驟還可以包括:選擇各個圖像中的近似圓的中心點來用作橫截面的各個畫像的參考點；確定作為假想線的模擬軸線，該假想線經(jīng)過一個橫截面的畫像的參考點并且大致垂直于橫截面的該畫像的平面而延伸；以及將各個參考點對準(zhǔn)在模擬軸線上，使得橫截面的各個畫像以依次順序排列。為了去除表面假象，步驟可以包括:裁剪各個對準(zhǔn)橫截面的一部分，使得對準(zhǔn)橫截面形成尺寸大致類似的模擬外周，從而產(chǎn)生包括對準(zhǔn)橫截面且排除了裁剪部分的多個裁剪后的對準(zhǔn)橫截面。步驟還可以包括:生成包括處于依次順序的裁剪后的對準(zhǔn)橫截面的巖心樣品的模擬模型。模型可以是三維的，并且可以描述巖心樣品的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成，例如包括材料內(nèi)的孔洞和細(xì)孔。
[0015]步驟還可以包括:通過確定圖像的各邊的垂直平分線來近似各個圖像的邊界的圓形位置;選擇畫像上的與垂直平分線相交的四個或更多個點；選擇四個或更多個點中的至少三個點，以形成四個或更多個點中的每一個點的假想三角形；確定各個假想三角形的外心；以及確定多個假想圓的半徑，各個假想圓的中心是假想三角形的一個外心。步驟還可以包括:例如，將多個假想圓的各個半徑與巖心樣品的預(yù)定半徑進行比較；以及選擇圓的半徑與巖心樣品的預(yù)定半徑之間存在最小差別的圓作為近似圓形邊界。
[0016]步驟還可以包括:當(dāng)例如圖像是具有多個像素的數(shù)字圖像且?guī)r心樣品具有板坯切割部且為板坯切割巖心樣品時，執(zhí)行鋸痕校正。步驟可以包括:對于各個對準(zhǔn)圖像而言，丟棄對準(zhǔn)圖像的背景；識別對準(zhǔn)圖像中的值為零的兩個或更多個像素；以及確定值為零的像素的假想最佳擬合線，從而識別鋸痕線。步驟可以包括:近似對準(zhǔn)圖像中的對準(zhǔn)橫截面的外周的圓形位置，從而識別近似板坯切割圓形邊界。步驟還可以包括:例如將鋸痕線的第一側(cè)上的非零像素的數(shù)量與鋸痕線的第二側(cè)上的非零像素的數(shù)量進行比較。畫像的相對于鋸痕線而言具有較少數(shù)量非零像素的部分是畫像的較小部分，而較大部分是畫像的與較多數(shù)量的非零像素相關(guān)聯(lián)的部分。步驟還可以包括:例如，識別定位在較小部分的外周上的點，從而識別獨立點；確定與鋸痕線垂直且延伸經(jīng)過獨立點的假想線，從而識別參考線；以及以與參考線平行的方式移動較小部分，以將獨立點定位在近似圓形邊界的外周上。
[0017]根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)還可以包括能夠捕捉巖心樣品的橫截面圖像的巖心樣品成像裝置，諸如例如計算機斷層掃描儀。于是，步驟還可以包括:在對圖像進行圖像配準(zhǔn)之前，捕捉多個圖像。
[0018]本發(fā)明的實施例包括諸如計算機存儲器等非臨時性計算機可讀介質(zhì)，該非臨時性計算機可讀介質(zhì)中存儲有計算機程序，當(dāng)執(zhí)行計算機程序時，使計算機進行處理真實三維大致圓筒形巖心樣品的二維橫截面的二維圖像的步驟，以便能夠模擬巖心樣品的三維模型。步驟可以包括:對圖像進行圖像配準(zhǔn)，以沿著適當(dāng)軸線對準(zhǔn)圖像，來進行建模、通過裁剪圖像的由噪聲導(dǎo)致的部分來去除表面假象、以及根據(jù)圖像生成巖心樣品的模型。為了對圖像進行圖像配準(zhǔn)，步驟可以包括:近似圖像中的橫截面的畫像的外周的圓形位置，以產(chǎn)生近似圓。畫像的外周是圖像中的橫截面的畫像與大致圍繞畫像的背景之間的邊界。步驟還可以包括:選擇各個圖像中的近似圓的中心點來用作橫截面的各個畫像的參考點；確定作為假想線的模擬軸線，該假想線經(jīng)過一個橫截面的畫像的參考點并且垂直于橫截面的該畫像的平面；以及將各個參考點對準(zhǔn)在模擬軸線上，使得橫截面的各個畫像以依次順序排列。為了去除表面假象，步驟可以包括:裁剪各個對準(zhǔn)橫截面的一部分，使得對準(zhǔn)橫截面形成尺寸大致類似的模擬外周，從而產(chǎn)生包括對準(zhǔn)橫截面且排除了裁剪部分的多個裁剪后的對準(zhǔn)橫截面。步驟還可以包括:生成包括處于依次順序的裁剪后的對準(zhǔn)橫截面的巖心樣品的模擬模型。模型可以是三維的，并且可以描述巖心樣品的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成，例如包括材料內(nèi)的孔洞和細(xì)孔。
[0019]步驟還可以包括:通過確定圖像的各邊的垂直平分線來近似各個圖像的邊界的圓形位置，從而識別各個圖像的近似圓;選擇畫像上的與垂直平分線相交的四個或更多個點；選擇四個或更多個點中的至少三個點，以形成四個或更多個點中的每一個點的假想三角形;確定各個假想三角形的外心；以及確定多個假想圓的半徑，各個假想圓的中心是假想三角形的一個外心。方法實施例還可以包括:例如，將多個假想圓的各個半徑與巖心樣品的預(yù)定半徑進行比較；以及選擇圓的半徑與巖心樣品的預(yù)定半徑之間存在最小差別的圓作為近似圓形邊界。
[0020]本發(fā)明的實施例還包括非臨時性計算機可讀介質(zhì)，非臨時性計算機可讀介質(zhì)中存儲有計算機程序，當(dāng)執(zhí)行計算機程序時，使計算機進一步進行步驟，以在例如圖像是具有多個像素的數(shù)字圖像且?guī)r心樣品具有板坯切割部時執(zhí)行鋸痕校正。步驟可以包括:對于各個對準(zhǔn)圖像而言，丟棄對準(zhǔn)圖像的背景;識別對準(zhǔn)圖像中的值為零的兩個或更多個像素；以及確定值為零的像素的假想最佳擬合線，從而識別鋸痕線。步驟可以包括:近似對準(zhǔn)圖像中的對準(zhǔn)橫截面的外周的圓形位置，從而識別近似板坯切割圓，以近似對準(zhǔn)橫截面與對準(zhǔn)圖像中的大致圍繞對準(zhǔn)橫截面的背景之間的邊界的位置;識別定位成具有對準(zhǔn)橫截面的邊界的對準(zhǔn)橫截面的一部分，該部分大致位于被近似板坯切割圓和鋸痕包圍的區(qū)域內(nèi)，從而識別較小部分；以及識別定位在分離部分上和對準(zhǔn)橫截面的畫像與大致圍繞畫像的背景之間的邊界上的點，從而識別獨立點。步驟還可以包括:確定與鋸痕垂直且經(jīng)過獨立點的假想線，從而識別參考線；以及以與參考線平行且遠離鋸痕的方式移動分離部分，使得獨立點定位在近似板坯切割圓上。
【附圖說明】
[0021]本申請文件包括至少一幅彩色附圖。該專利申請公開的具有彩色附圖的副本將由專利與商標(biāo)局在收到請求以及支付所需費用后提供。
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于處理巖心樣品的二維橫截面的圖像的系統(tǒng)的示意圖。
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于處理巖心樣品的二維橫截面的圖像的方法的示意性方法流程圖。
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的示意圖。
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品模型的示意圖。
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0027]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的一組示意圖。
[0028]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的示意圖。
[0029]圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的歪斜巖心樣品模型的模型的示意圖。
[0030]圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的歪斜巖心樣品的一組橫截面圖像的示意圖。
[0031]圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的歪斜巖心樣品模型的模型的示意圖。
[0032]圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面的對準(zhǔn)圖像的示意圖。
[0033]圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0034]圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0035]圖14A至圖14D是分別示出根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0036]圖15是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0037]圖16是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0038]圖17是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0039]圖18是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的一組橫截面對準(zhǔn)圖像的示意圖。
[0040]圖19是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品模型的示意圖。
[0041]圖20是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0042]圖21是根據(jù)本發(fā)明實施例的橫截面圖像的多個示意圖。
[0043]圖22是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0044]圖23是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面的近似板坯切割邊界的示意圖。
[0045]圖24是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0046]圖25是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的示意圖。
[0047]圖26是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于處理巖心樣品的二維橫截面圖像的系統(tǒng)的示意圖。
[0048]圖27A是根據(jù)本發(fā)明實施例的鉆井的模型的示意圖。
[0049]圖27B是根據(jù)本發(fā)明實施例的鉆井的模型的示意圖。
[0050]圖28是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0051]圖29是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0052]圖30是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0053]圖31是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像和鋸痕線的示意圖。
[0054]圖32是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0055]圖33是根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的橫截面圖像的示意圖。
[0056]圖34是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于處理巖心樣品的二維橫截面圖像的計算機程序的示意圖。
[0057]圖35是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于處理巖心樣品的二維橫截面圖像的方法的示意性方法流程圖。
[0058]圖36是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于圖像配準(zhǔn)巖心樣品的二維橫截面圖像的方法的示意性方法流程圖。
[0059]圖37是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于近似圖像邊界的圓形位置的方法的示意性方法流程圖。
[0060]圖38是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于確定假想圓的方法的示意性方法流程圖。
[0061]圖39是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于處理巖心樣品的二維橫截面圖像的方法的示意性方法流程圖。
[0062]圖40是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于執(zhí)行鋸痕校正的方法的示意性方法流程圖。
[0063]圖41是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于執(zhí)行鋸痕校正的方法的示意性方法流程圖。
[0064]圖42是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于近似圖像的板坯切割邊界的圓形位置的方法的示意性方法流程圖。
[0065]圖43是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于確定假想圓的方法的示意性方法流程圖。
[0066]圖44是根據(jù)本發(fā)明實施例的假想三角形的示意圖。
【具體實施方式】
[0067]為了可以更具體地理解本發(fā)明的方法、系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有計算機程序的非臨時性計算機可讀介質(zhì)的實施例的特征和優(yōu)點以及變得顯然的其他特征和優(yōu)點，下面參考在附圖中圖示說明的本發(fā)明的實施例，對上文簡要概述的本發(fā)明的方法、系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有計算機程序的非臨時性計算機可讀介質(zhì)的實施例進行更具體的描述，附圖構(gòu)成本說明書的一部分。然而，應(yīng)注意的是:附圖僅示出本發(fā)明的方法、系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有計算機程序的非臨時性計算機可讀介質(zhì)的實施例的優(yōu)選實施例，因此不應(yīng)被視為對本發(fā)明的方法、系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有計算機程序的非臨時性計算機可讀介質(zhì)的實施例的范圍的限制，因為本發(fā)明還可以包括其它等效實施例。
[0068]本發(fā)明的實施例提供了例如用于形成巖心樣品(或其它巖石樣品)的模型來生成數(shù)值化虛擬巖心的圖像處理。與依賴于個人的主觀決策或變量調(diào)整不同，本發(fā)明的實施例提供了例如能夠通過降低不準(zhǔn)確性和提高時間效率來增強圖像處理和建模過程的自動化技術(shù)。更具體而言，本發(fā)明的實施例包括例如系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有一個或多個計算機程序的非臨時性存儲器、以及處理巖心樣品的多個二維圖像來模擬巖心樣品的三維模型的計算機實現(xiàn)方法。
[0069]為了在一個或多個顯示器上模擬真實三維大致圓筒形的巖心樣品的三維模型，例如，處理或操作巖心樣品的橫截面的多個二維圖像。例如，巖心樣品的橫截面圖像可以通過計算機斷層(CT)掃描儀或例如如圖1所示的其它圖像裝置獲取，并且使用根據(jù)本發(fā)明實施例的一個或多個算法進行轉(zhuǎn)換。如圖2所示，在步驟50處獲取CT圖像之后，在步驟51處可以對圖像進行圖像配準(zhǔn)處理。接下來，在步驟52處可以對圖像進行鋸痕校正，接著在步驟53處進行假象去除，以及在步驟54處進行束硬化校正。如圖4所示，結(jié)果可以是巖心樣品模型300，例如巖心樣品模型300可以用作步驟55處的多點統(tǒng)計建模的訓(xùn)練圖像，以產(chǎn)生鉆井模型 500。
[0070]可以參考圖35簡要地描述根據(jù)本發(fā)明的計算機實現(xiàn)方法的實施例的生成鉆井模型500的三維模擬模型的概述。計算機實現(xiàn)方法的實施例可以包括:例如在步驟600中利用成像裝置捕捉真實巖心樣品的多個橫截面的多個二維圖像；以及在步驟601中對圖像進行圖像配準(zhǔn)以產(chǎn)生對準(zhǔn)的橫截面。在圖像對準(zhǔn)之后，計算機實現(xiàn)方法的實施例還可以包括:例如在步驟602中對對準(zhǔn)的橫截面圖像執(zhí)行鋸痕校正。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，有時利用鋸或其它切割工具切割巖心樣品，以便于從鉆井移除樣品。這導(dǎo)致巖心樣品形成為經(jīng)常在成像期間放在一起的兩片。然而，這不是巖心樣品的原始形狀，因此有時是對于三維建模而言不希望的處理假象。因此，本發(fā)明的實施例包括步驟52處的鋸痕校正過程，使得圖像更準(zhǔn)確地反映巖心樣品的原始形狀。
[0071 ]在鋸痕校正之后，計算機實現(xiàn)方法的實施例包括例如在步驟603中裁剪各個對準(zhǔn)橫截面的一部分，以去除巖心表面的假象，從而產(chǎn)生裁剪后的對準(zhǔn)橫截面。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣，計算機實現(xiàn)方法的實施例還可以包括例如在步驟604中對計算機斷層掃描數(shù)據(jù)點執(zhí)行多項式回歸，以做束硬化現(xiàn)象的校正。計算機實現(xiàn)方法的實施例還可以包括例如在步驟605中利用裁剪后的對準(zhǔn)橫截面生成巖心樣品的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成的三維模擬模型。模型300可以描述巖心樣品100的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成，例如包括材料內(nèi)的孔洞和細(xì)孔。實施例還可以包括在步驟606中通過使用多點統(tǒng)計技術(shù)、利用巖心樣品100的模型300作為訓(xùn)練圖像來生成與巖心樣品100相關(guān)的鉆井的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成的三維模擬模型500，以如例如圖27A和圖27B所示那樣示出鉆井的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和材料。
[0072]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于處理地下材料的巖心樣品100的多個二維圖像150的系統(tǒng)。計算機斷層(CT)掃描儀、顯微CT掃描、共聚焦顯微鏡或其它成像裝置可被用于獲取巖心樣品100的圖像150。來自X射線源30的X射線32穿過準(zhǔn)直儀31，并且在巖心樣品100沿箭頭34旋轉(zhuǎn)的同時透過巖心樣品100。檢測器陣列33在巖心樣品100的另一側(cè)測量來自X射線源30的X射線32的強度。這產(chǎn)生例如巖心樣品100的橫截面110的圖像150。重復(fù)該過程，以獲取均由多個像素構(gòu)成的多個橫截面圖像150。如圖3和圖5所示，各個圖像150為多邊形形狀，并且包括巖心樣品的不同橫截面110的大致環(huán)形畫像151以及大致圍繞畫像151的背景152。例如如圖6所示，一個或多個橫截面110可以靠近巖心樣品的第一端部102或第二端部103或者定位在第一端部102與第二端部103之間。根據(jù)一些實施例，多個橫截面110基于它們在巖心樣品100內(nèi)的各自位置而具有從第一端部102至第二端部103(或者，從第二端部103至第一端部102)的依次順序。巖心樣品的半徑101或直徑可以被測量，以便于建模。根據(jù)某些實施例，例如如圖7所示，可以通過測量從巖心樣品100的邊緣到巖心樣品100的假想軸線104的距離來確定巖心樣品的半徑101，假想軸線104大致延伸穿過巖心樣品100的中央部分。通過將巖心樣品100的第一端部102的中心與第二端部103的中心連接起來，可以確定假想軸線104。
[0073]在獲得多個圖像之后，本發(fā)明的實施例可以包括步驟51處的圖像配準(zhǔn)過程，以對準(zhǔn)多個圖像。如圖8所示，在不校正橫截面110的圖像150中的畫像151的位置的情況下將各個圖像150組裝在彼此頂部上可能產(chǎn)生歪斜巖心樣品模型62。如圖9所示，未校正圖像60包括畫像151的近似位置61，并且當(dāng)未校正圖像60組裝在彼此頂部上時，它們可能產(chǎn)生不準(zhǔn)確的歪斜巖心樣品模型。為了減少或防止這種歪斜影響，本發(fā)明的實施例包括在步驟51處對圖像進行自動圖像配準(zhǔn)，以產(chǎn)生對準(zhǔn)的橫截面圖像。
[0074]可以參考圖36簡要地描述根據(jù)本發(fā)明實施例的對圖像進行圖像配準(zhǔn)以產(chǎn)生對準(zhǔn)橫截面的一般方面。圖像配準(zhǔn)的實施例可以包括:例如，在步驟610中近似橫截面110的各個畫像151的大致圓形邊界;在步驟611中選擇各個近似邊界的中心參考點;在步驟612中確定穿過各個參考點612的模擬軸線以產(chǎn)生模擬軸線；以及在步驟613中將各個參考點對準(zhǔn)在模擬軸線上以產(chǎn)生巖心樣品的對準(zhǔn)橫截面。這里將進一步描述根據(jù)各個實施例的對多個圖像進行圖像配準(zhǔn)以產(chǎn)生對準(zhǔn)橫截面的更具體方面。在圖像被對準(zhǔn)之后，實施例還可以包括:例如，在步驟603中裁剪各個對準(zhǔn)橫截面的一部分以去除巖心表面假象；以及在步驟605中生成巖心樣品的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成的三維模擬模型。將在下面更詳細(xì)地描述各個前述內(nèi)容。
[0075]為了對準(zhǔn)多個圖像150，本發(fā)明的實施例還可以包括系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有一個或多個計算機程序的非臨時性存儲器、以及近似畫像151的大致圓形邊界153(例如，巖心樣品的橫截面的繪圖的外周)的計算機實現(xiàn)方法?？梢詤⒖紙D37簡要地描述根據(jù)各個實施例的近似圓形邊界153 ο近似大致圓形邊界的實施例可以包括例如以下步驟:在步驟620中確定圖像150的各邊的垂直平分線；以及在步驟621中確定畫像151上的與垂直平分線相交的四個點。本發(fā)明的實施例還可以包括:例如，在步驟622中確定畫像上的用于四個點中的每一個點的假想圓；在步驟623中計算各個假想圓的半徑;在步驟624中將假想圓的各個半徑與巖心樣品的預(yù)定半徑進行比較；以及在步驟625中選擇假想圓半徑與預(yù)定半徑之間存在最小差別的假想圓。根據(jù)本發(fā)明的各個實施例，近似圓形邊界212是假想圓的半徑與巖心樣品的預(yù)定半徑之間存在最小差別的假想圓。
[0076]圖12示出了多邊形形狀圖像150的垂直平分線220和畫像151與垂直平分線220相交的四個點205(參見例如與點220、205相交的線221)。例如可以通過計算每個方向的像素數(shù)量并對于圖像的各邊而言將該數(shù)量減半來確定圖像的垂直平分線220。根據(jù)各個實施例，通過在從圖像的一邊的初始位置朝向畫像的中央移動時定位例如一個或多個第一非零像素來自動確定畫像151上的點205。大致黑色的像素具有零或接近零的值。因此，識別圖像的各邊的一個或多個第一非零像素(例如，彩色像素)將識別根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的畫像151的邊界153上的一個或多個點205。為了便于識別畫像151上的點220，某些實施例包括在識別畫像151上的點220之前丟棄背景152，使得圖像的各邊與畫像151之間的區(qū)域基本上沒有彩色像素(包括例如深藍色)。
[0077]在一些實施例中，選擇畫像151上的四個或更多個點205。在其它實施例中，選擇畫像151上的少于四個點205。在本發(fā)明的一些實施例中，通過定位一個或多個第一非零像素來確定畫像151的邊界153上的點220。根據(jù)示例性實施例，如例如圖12所示，所選擇的畫像151上的點205與圖像150的垂直平分線220垂直。根據(jù)某些實施例，所選擇的畫像上的點205不與圖像150的垂直平分線220垂直，而是被識別作為一個或多個第一非零像素并因此位于畫像151的外周153上。
[0078]在選擇畫像151的外周153上的點205之后，本發(fā)明的實施例還可以包括確定畫像上的各個點205的假想圓211。例如，可以參考圖38簡要地描述根據(jù)本發(fā)明實施例的確定假想圓211的各方面。如圖47所示，確定或形成畫像151上的四個點205中的每一個點的假想圓211的實施例可以包括例如圖38的步驟614中的選擇四個點中的三個點來形成假想三角形
800。例如對四個選定點205中的三個點的各個數(shù)學(xué)組合形成假想三角形800。如圖47所示，實施例還可以包括:例如，在步驟615中確定假想三角形800的外心801;以及在步驟616中確定四個點205中的每一個點的假想圓211，其中，各個假想圓的中心是假想三角形800的外心
801。根據(jù)其他實施例，選擇畫像上的更多或更少點205來確定假想圓211。根據(jù)某些實施例，為了確定假想圓211，選擇畫像上的選定點205的子集的數(shù)學(xué)組合，以便假想圓211的外周將選定點的子集互相連接。
[0079]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的畫像151的外周153上的四個點205中的每一個點的假想圓211。在該示例性實施例中，各個圓211將畫像上的四個點205中的三個點互相連接。在確定假想圓211之后，本發(fā)明的實施例可以包括確定各個圓211的半徑(參見例如圖13中的與各個假想圓211的中心210連接的線)并且選擇與巖心樣品的預(yù)定半徑存在最小差別的圓212作為近似邊界180。圖14A至圖14D分別示出例如多個假想圓211中的一個假想圓211。在該示例性實施例中，圖14B所示的圓212是近似邊界，因為圓212與巖心樣品的預(yù)定半徑存在最小差別。圖16示出例如根據(jù)本發(fā)明實施例的畫像151的近似邊界180以及成像時繪制的畫像的邊界153。如圖21所示，使用假想圓211來近似畫像151的邊界180的實施例可以應(yīng)用于整個巖心130的圖像、具有板坯切割部131的巖心樣品的圖像、以及局部巖心132的圖像。圖15例如示出了用于局部巖心樣品或具有板坯切割部的巖心樣品的多個假想圓211并且將在下面進一步討論。
[0080]返回參考圖36，作為對圖像進行圖像配準(zhǔn)的各個實施例的一部分，在步驟610中對巖心樣品的多個圖像中的每一個圖像執(zhí)行近似大致圓形邊界180，以產(chǎn)生對準(zhǔn)橫截面。圖像配準(zhǔn)的實施例還可以包括:例如，如圖16所示，在步驟610中選擇各個近似圓形邊界180的中心點185用作參考點185;以及如圖17所示，在步驟612中確定穿過第一端部橫截面的畫像151的參考點185且大致垂直于第一端部橫截面的畫像的平面而延伸的假想線，從而識別模擬軸線186。如圖18所示，實施例還可以包括對于各個畫像151而言在步驟613中將圖像190的各個參考點185對準(zhǔn)在模擬軸線186上，以產(chǎn)生對準(zhǔn)橫截面。根據(jù)實施例，對準(zhǔn)圖像190被從第一端部102至第二端部103(或者，從第二端部103至第一端部102)依次排序。如圖11所示，平移各個圖像中的橫截面110的各個畫像，以便將各個中心點185定位在模擬軸線186上。圖10例如示出了穿過未校正圖像60的畫像的中心點63的未校正軸線64以及根據(jù)本發(fā)明實施例的模擬軸線186。[0081 ]在圖像被對準(zhǔn)之后，本發(fā)明的實施例還可以包括在圖39的步驟639中裁剪多個對準(zhǔn)橫截面191中的每一個對準(zhǔn)橫截面的一部分以進行巖心表面假象去除，從而產(chǎn)生裁剪后的對準(zhǔn)橫截面191。圖20示出了裁剪后的對準(zhǔn)圖像190，而圖19示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的多個裁剪后的對準(zhǔn)橫截面191。本發(fā)明的實施例還可以包括假象去除過程，假象去除過程包括例如以下步驟:在步驟640中確定半徑比近似圓180小的假想圓211，從而識別假象去除圓；以及在步驟641中丟棄各個對準(zhǔn)橫截面的向外延伸超過假象去除圓的部分。在假象去除之后，本發(fā)明的實施例還可以包括在步驟605中生成巖心樣品的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成的巖心樣品的三維模擬模型300。
[0082]本發(fā)明的實施例還包括計算機實現(xiàn)方法、系統(tǒng)和具有用于鋸痕校正的一個或多個計算機程序的一個或多個非臨時性存儲器。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，有時利用切割工具移除巖心樣品的一部分(例如，板坯切割部)，以便于從鉆井移除巖心樣品。如圖25所示，這導(dǎo)致巖心樣品形成為經(jīng)常在例如如圖22所示那樣成像期間放在一起的兩片。這有時是不期望的處理假象。因此，本發(fā)明的實施例包括例如計算機實現(xiàn)方法、系統(tǒng)和存儲有一個或多個計算機程序的一個或多個非臨時性存儲器，以調(diào)節(jié)巖心樣品的圖像，從而在畫鋸痕線之前更精確地反映巖心樣品的形狀。在本發(fā)明的一些實施例中，例如如圖2所示，可以在步驟51處的圖像的圖像配準(zhǔn)之后執(zhí)行步驟52處的鋸痕校正。在其它實施例中，在沒有圖像配準(zhǔn)的情況下執(zhí)行步驟52處的鋸痕校正。
[0083]可以參考圖40簡要地描述根據(jù)本發(fā)明實施例的鋸痕校正過程的一般方面。鋸痕校正實施例可以包括例如以下步驟:在步驟650中識別對準(zhǔn)畫像的鋸痕線；在步驟651中將鋸痕線的第一側(cè)上的非零像素的數(shù)量與鋸痕線的第二側(cè)上的非零像素的數(shù)量進行比較，從而識別巖心樣品的較小部分和較大部分。巖心樣品的較小部分例如是畫像的相對于鋸痕線而言與較少數(shù)量的非零像素相關(guān)聯(lián)的部分，而巖心樣品的較大部分例如是畫像的相對于鋸痕線而言與較多數(shù)量的非零像素相關(guān)聯(lián)的部分，鋸痕校正過程的實施例還可以包括:例如，在步驟652中近似對準(zhǔn)畫像的板坯切割邊界；以及在步驟653中將畫像的較小部分移動至近似圓形邊界的外周上的點，從而為板坯切割部調(diào)節(jié)圖像。例如，可以參考圖41說明根據(jù)各個實施例的鋸痕校正過程的更具體方面。
[0084]為便于識別鋸痕線，本發(fā)明的實施例可以包括在圖41的步驟681處將多個對準(zhǔn)橫截面圖像彼此疊加。作為地下材料中的細(xì)孔的孔洞和圖像中的鋸痕線284具有類似的特性(例如，像素值為零或接近零)。堆疊多個橫截面圖像190能夠增強鋸痕線284的特性并且削弱孔洞的特征。與鋸痕線不同，在堆疊圖像中，孔洞例如不太可能位于與X位置和y位置相同或接近的位置。
[0085]圖28示出了例如根據(jù)本發(fā)明實施例的多個堆疊對準(zhǔn)橫截面圖像190中的一者。在圖像190被堆疊之后，例如可以在圖41的步驟681處丟棄堆疊對準(zhǔn)圖像的背景152，以進一步增強如圖30所示的鋸痕線284的特性。在圖像190被堆疊且背景被丟棄或裁剪之后，本發(fā)明的實施例還可以包括:在圖41的步驟682處識別一個或多個堆疊畫像190中的值大致為零的兩個或更多個像素；以及在步驟683處確定所識別的零值像素283的假想最佳擬合線284，從而識別鋸痕線284。圖31例如示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的鋸痕線284。
[0086]如上所述，當(dāng)從鉆井移除巖心樣品時，有時候形成鋸痕線284，并且?guī)r心樣品通常被切割成兩個部分。除了識別鋸痕線284之外，本發(fā)明的實施例還可以包括例如識別巖心樣品的相對于鋸痕線284而言的較小部分和較大部分。為此，實施例包括例如在圖44的步驟685中將鋸痕線284的第一側(cè)上的非零像素的數(shù)量與鋸痕線284的第二側(cè)上的非零像素的數(shù)量進行比較。諸如深藍色或黑色等暗像素具有零或接近零的值。因此，識別根據(jù)本發(fā)明實施例的非零像素(或者，等于或大于預(yù)定數(shù)量的像素)將識別與巖心樣品的畫像相關(guān)聯(lián)的像素。例如如圖29所示，畫像的具有較少數(shù)量的像素的部分是巖心樣品的較小部分286，具有較多數(shù)量的像素的部分是巖心樣品的較大部分299。
[0087]本發(fā)明的實施例還可以包括在步驟686中識別定位在畫像的較小部分的外周上的點，從而識別獨立點287。獨立點287可以被用于調(diào)節(jié)從巖心樣品移除的一件巖心樣品的圖像的寬度。如將被本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識到的那樣，該寬度是估算的鋸痕寬度。根據(jù)一些實施例，通過將第一非零像素定位在較小部分286上且定位成與圖像的外周的垂直平分線220垂直，可以識別獨立點287。在圖32中，例如，圖像的頂側(cè)最靠近畫像的較小部分286。在該示例性實施例中，通過在從圖像的頂側(cè)的初始位置朝向畫像的中央移動(例如，沿與鋸痕線284平行的方向移動)時定位一個或多個第一非零像素，可以確定獨立點287。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，利用丟棄的背景，圖像的外周與畫像的邊界之間的區(qū)域?qū)⒒旧蠜]有彩色像素，并且?guī)r心樣品的畫像將包括彩色像素。因此，識別畫像的較小部分286的一個或多個第一非零像素將識別巖心樣品的畫像的上端上的一個或多個像素。
[0088]鋸痕校正的實施例還可以包括在圖41的步驟687中近似具有板坯切割部的堆疊畫像的邊界的大致圓形位置，從而識別近似板坯切割邊界285。例如在圖42的流程圖中示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的近似板坯切割邊界的更具體方面。為了近似板坯切割邊界285，本發(fā)明的實施例包括計算機實現(xiàn)方法、系統(tǒng)和由一個或多個計算機處理器執(zhí)行的計算機程序，以在圖42的步驟660中自動確定圖像190的各邊上的垂直平分線220，以及在步驟661中選擇位于畫像299的較大部分上且與垂直平分線220相交的四個或更多個點205。圖15例如示出了位于較大部分299上且與圖像190的外周上的點220垂直的四個點205。
[0089]例如可以通過計算每個方向的像素數(shù)量并對于圖像的各邊而言將該數(shù)量減半來確定圖像的垂直平分線220。根據(jù)各個實施例，通過在從圖像的一邊的初始位置朝向畫像的較大部分299的中央移動時定位例如一個或多個第一非零像素來自動確定畫像151上的點205。根據(jù)本發(fā)明的實施例，畫像151的像素是彩色像素。因此，識別畫像的較大部分299上的一個或多個第一非零像素(例如，彩色像素)將識別根據(jù)本發(fā)明實施例的巖心樣品的畫像151的較大部分299的邊界153上的一個或多個點205。在一些實施例中，選擇畫像151的較大部分299上的四個或更多個點205。在其它實施例中，選擇畫像151上的少于四個點205。根據(jù)示例性實施例，如例如圖25所示，所選擇的畫像151上的點205與圖像150的垂直平分線220垂直。根據(jù)某些實施例，所選擇的畫像的較大部分299上的點205不與圖像150的垂直平分線220垂直，而是被識別作為一個或多個第一非零像素并因此位于畫像151的邊界153上。
[0090]在選擇畫像的較大部分299上的點205之后，本發(fā)明的實施例還可以包括在圖42的步驟662中確定畫像的較大部分299上的四個或更多個點205中的每一個點的假想圓211。可以參考圖43和圖47進一步描述根據(jù)本發(fā)明實施例的確定用于坯切割邊界的假想圓211的各方面。如圖47所示，確定或形成畫像的較大部分299上的四個點205中的每一個點的假想圓211可以包括例如圖43的步驟670中的選擇四個點中的三個點來形成假想三角形800。對四個選定點205中的三個點的各個數(shù)學(xué)組合形成假想三角形800。如圖47所示，實施例還可以包括:例如，在步驟671中確定假想三角形800的外心801;以及在步驟660中確定四個點205中的每一個點的假想圓211，其中，各個假想圓的中心是假想三角形800的外心801。根據(jù)其他實施例，選擇畫像上的更多或更少點205來確定假想圓211。根據(jù)某些實施例，為了確定假想圓211，選擇畫像上的選定點205的子集的數(shù)學(xué)組合，使得假想圓211的外周將選定點的子集互相連接。
[0091 ]圖15例如示出了四個假想圓211，一個假想圓211用于畫像的較大部分299上的四個點205中的每一個點。在該示例性實施例中，各個圓211將畫像的較大部分299上的四個點205中的三個點互相連接。在確定畫像的較大部分299的邊界153上的各個點205的假想圓211之后，本發(fā)明的實施例可以進一步包括:在圖42的步驟662中計算假想圓211的半徑(參見例如圖25中的與各個假想圓211的中心210連接的線)；以及在步驟663中計算各個假想圓的半徑與巖心樣品的預(yù)定半徑之差。實施例還可以包括例如在步驟664中選擇圓的半徑與巖心樣品的半徑之間存在最小差別的圓212作為畫像的近似板坯切割邊界285。在圖25所示的示例性實施例中，圓212是近似板坯切割邊界285。在某些實施例中，僅使用畫像的較小部分286上的點來近似板坯切割邊界285，而在其它實施例中，使用畫像的較小部分286和較大部分299上的點來近似邊界。圖32例如示出了例如根據(jù)本發(fā)明實施例的近似板坯切割邊界285和獨立點287。
[0092]根據(jù)本發(fā)明的實施例，如圖32和圖33所示，較小部分286上的獨立點287與近似板坯切割邊界285之間的距離是畫像的較小部分286移動至容納巖心樣品的從巖心樣品移除的部分的位置的距離。為了移動較小部分287，如圖29和圖33所示，本發(fā)明的實施例包括例如在圖41的步驟687中確定與鋸痕線284垂直且延伸經(jīng)過獨立點287的假想線288，從而識別參考線288。然后在步驟689中以與參考線288平行的方式移動較小部分286，使得獨立點287位于近似板坯切割邊界285的外周上。調(diào)節(jié)后的圖像更能夠精確地反映巖心樣品的原始形狀，因為調(diào)節(jié)后的圖像已被調(diào)節(jié)為反映當(dāng)從鉆井切割樣品時移除的巖心樣品的近似部分。圖22例如示出了在調(diào)節(jié)圖像來容納板坯切割部之前的巖心樣品的畫像的圖像。圖23例如示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的在調(diào)節(jié)圖像來容納板坯切割部之后的圖像。圖24示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的板坯切割部265的估算寬度。
[0093]如圖2所示，在步驟52處的鋸痕校正之后，一系列圖像可以進行步驟53處的假象去除。步驟53處的假象去除可以包括消除圖像150中的橫截面110的畫像151的一部分，以最大程度減少圖像150中的任意噪聲的影響。噪聲可能來自各種來源，包括取巖心的過程以及獲取巖心樣品100的橫截面圖像的過程。例如如圖19和圖20所示，步驟53處的假象去除可以包括裁剪橫截面110的畫像151的一部分，使得畫像151的形狀變?yōu)榇笾聢A形。
[0094]在步驟53處的假象去除之后，該系列圖像可以進行步驟54處的束硬化校正。束硬化可能在CT掃描(CTS)成像期間出現(xiàn)，并且使測得的CT值對于對巖心樣品100的邊緣的測量值而言較高。束硬化源自多色X射線束中的不同能量處的不等吸收:能量分布隨著X射線32透過巖心樣品100而變化，使得巖心樣品100的材料過濾具有較低能量的光子。因此，測量值可以包括來自巖心樣品100的中央的較低衰減值和來自巖心樣品100的邊緣的較高衰減值。CTS圖像由此可以受益于對這種影響的校正。多項式回歸可以包括作為自變量的距巖心樣品100的假想軸線104的距離和作為自變量的計算機斷層測量值。在步驟54處的束硬化校正之后，該系列的圖像可以被用于對被成像的巖心樣品100進行建模，并且在巖心樣品模型300作為訓(xùn)練圖像的情況下，基于巖心樣品100利用多點統(tǒng)計技術(shù)最終對鉆井進行建模。
[0095]如上所述，本發(fā)明的實施例還包括用于處理地下材料的真實大致圓筒形巖心樣品100的二維橫截面110的二維圖像的系統(tǒng)，以便能夠模擬巖心樣品100的三維模型300。例如如圖26所示，系統(tǒng)可以包括一臺或多臺計算機，該計算機具有一個或多個處理器11、與一個或多個處理器11通信的輸入輸出單元12、與一個或多個處理器11通信的一個或多個顯示器13、以及與一個或多個處理器11通信的非臨時性存儲器14。非臨時性存儲器14可以包括諸如計算機程序70等計算機可讀指令，當(dāng)執(zhí)行計算機可讀指令時，使系統(tǒng)執(zhí)行一系列步驟，以處理巖心樣品100的二維橫截面110的圖像，從而模擬巖心樣品100的模型300。如圖34所示，例如，計算機程序70可以包括以下指令:例如在步驟71中圖像配準(zhǔn)巖心樣品的橫截面的多個二維圖像以產(chǎn)生對準(zhǔn)橫截面。計算機程序?qū)嵤├€可以包括以下指令:例如，在步驟72中對對準(zhǔn)橫截面圖像執(zhí)行鋸痕校正；以及在步驟73中利用一個或多個鋸痕校正圖像來生成巖心樣品的三維模擬模型。計算機程序可以包括例如根據(jù)本發(fā)明實施例的適于執(zhí)行指令的一個或多個計算機模塊。計算機可以進一步適于通過通信網(wǎng)絡(luò)進行通信。根據(jù)本發(fā)明的實施例，系統(tǒng)包括一臺或多臺第一計算機，第一計算機適于與圖像捕捉裝置共同工作并連接至通信網(wǎng)絡(luò)，以將所捕捉的圖像傳送到適于處理圖像的一臺或多臺第二計算機，從而形成例如巖心樣品的模型。
[0096]參考以上段落和附圖將理解的是，本文提供了計算機實現(xiàn)方法的各種實施例，通過本文所述的裝置和系統(tǒng)的各種實施例可以執(zhí)行一些計算機實現(xiàn)方法，以及根據(jù)存儲在本文所述的非臨時性計算機可讀存儲介質(zhì)內(nèi)的指令可以執(zhí)行一些計算機實現(xiàn)方法。另外，在參考本文所述的實施例的情況下對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本文提供的計算機實現(xiàn)方法的一些實施例可以通過其它裝置或系統(tǒng)來執(zhí)行，并且可以根據(jù)存儲在除本文所述的存儲介質(zhì)以外的非臨時性存儲介質(zhì)內(nèi)的指令來執(zhí)行。出于說明的目的，提供了相對于以下計算機實現(xiàn)方法而言的系統(tǒng)和計算機可讀存儲介質(zhì)的任意參考，并且不意在限制關(guān)于所述計算機實現(xiàn)方法的實施例的此類系統(tǒng)中的任一種系統(tǒng)和此類計算機可讀存儲介質(zhì)中的任一種計算機可讀存儲介質(zhì)。同樣地，出于說明的目的，提供了相對于系統(tǒng)和計算機可讀存儲介質(zhì)而言的以下計算機實現(xiàn)方法的任意參考，并且不意在限制所述此類計算機實現(xiàn)方法中的任一種計算機實現(xiàn)方法。
[0097]如本申請中所使用的，詞語“可以”或“可能”用于允許含義(S卩，表示“有這樣的可能”)，而并非具有強制性含義(即，表示“必須”)。詞語“包括”、“包含”和“含有”的意思是包括，但不限于。除非文中明確地指出，否則在本申請中所使用的單數(shù)形式的冠詞“一個(a)”、“一個(an)”和“所述(the)”包括復(fù)數(shù)指代物。除非特別說明，否則如從討論中可以清楚看出的那樣，應(yīng)認(rèn)識到的是，在整個說明書的討論中使用的術(shù)語諸如“配置”、“處理”、“計算”、“確定”等術(shù)語指的是諸如專用計算機或類似專用電子處理/計算設(shè)備等特定裝置的動作或過程。在本說明書的上下文中，專用計算機或類似專用電子處理/計算設(shè)備能夠處理或變換信號，信號通常表示為存儲器、寄存器、或者其他信息存儲設(shè)備、傳輸設(shè)備、或者專用計算機或類似專用電子處理/計算設(shè)備的顯示裝置內(nèi)的物理電子量、光量或磁量。
[0098]在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的方法、系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有計算機程序的非臨時性計算機可讀介質(zhì)的實施例，盡管采用了具體術(shù)語，但該術(shù)語僅用于描述性的目的，而非用于限制本發(fā)明。已在具體參考這些示出的實施例情況下相當(dāng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的方法、系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有計算機程序的非臨時性計算機可讀介質(zhì)的實施例。然而，顯而易見的是，如在前述說明書中描述的那樣，可以在本發(fā)明的方法、系統(tǒng)、內(nèi)部存儲有計算機程序的非臨時性計算機可讀介質(zhì)的實施例的精神和范圍內(nèi)進行各種修改和改變，并且此類修改和改變將被視為本公開內(nèi)容的等同內(nèi)容和一部分。
【主權(quán)項】
1.一種用于處理巖心樣品的二維圖像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 一個或多個處理器11; 輸入輸出單元12，其與一個或多個處理器11通信； 一個或多個顯示器13，其與一個或多個處理器11通信；以及 一個或多個非臨時性存儲器，其與一個或多個處理器11通信，所述一個或多個非臨時性存儲器14具有內(nèi)部存儲有計算機可讀指令的一個或多個計算機程序70，當(dāng)執(zhí)行所述計算機可讀指令時，使所述系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟: 利用一個或多個計算機處理器U，將具有板坯切割部的大致圓筒形巖心樣品的多個多邊形形狀圖像150彼此疊加，從而限定堆疊對準(zhǔn)畫像190，各個圖像150具有巖心樣品的不同橫截面110的畫像以及大致圍繞所述畫像190的背景； 利用一個或多個計算機處理器11，丟棄所述堆疊對準(zhǔn)畫像190的所述背景； 利用一個或多個計算機處理器U，識別所述堆疊對準(zhǔn)畫像190中的值大致為零的兩個或更多個像素，以限定多個零值像素283; 利用一個或多個計算機處理器U，確定所識別的零值像素283的假想最佳擬合線，從而限定鋸痕線284; 利用一個或多個計算機處理器11，近似所疊加的橫截面的各個畫像的外周的圓形位置，以限定近似板坯切割邊界285; 利用一個或多個計算機處理器U，將所述鋸痕線284的第一側(cè)上的非零像素的數(shù)量與所述鋸痕線284的第二側(cè)上的非零像素的數(shù)量進行比較，所述巖心樣品的橫截面的各個畫像的較小部分286是所疊加的橫截面的相對于所述鋸痕線284而言與較少數(shù)量的非零像素相關(guān)聯(lián)的一部分，較大部分299是所述畫像的與較多數(shù)量的非零像素相關(guān)聯(lián)的一部分； 利用一個或多個計算機處理器U，識別定位在所述較小部分286的外周上的點，從而限定獨立點287; 利用一個或多個計算機處理器11，確定與所述鋸痕線284垂直且延伸經(jīng)過所述獨立點287的假想線，從而限定參考線288;以及 利用一個或多個計算機處理器U，以與所述參考線288平行的方式移動所述較小部分286，以將所述獨立點287定位在所述近似板坯切割邊界285的外周上，從而限定校正后的鋸痕線圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，通過近似來獲得所述近似板坯切割邊界285包括以下步驟: 利用一個或多個計算機處理器11，確定多邊形形狀的堆疊對準(zhǔn)畫像190的各邊的垂直平分線220; 利用一個或多個計算機處理器11，選擇所述畫像的所述較大部分299上的與所述垂直平分線220相交的四個或更多個點205; 對于所述四個或更多個點205中的每一個點而言，利用一個或多個計算機處理器11，選擇所述四個或更多個點205中的至少三個點，以形成假想三角形800; 利用一個或多個計算機處理器11，確定各個所述假想三角形800的外心801; 利用一個或多個計算機處理器U，確定多個假想圓211的半徑，各個所述假想圓211的中心是所述假想三角形800的一個外心801; 利用一個或多個計算機處理器11，將所述多個假想圓211的各個半徑與所述巖心樣品的預(yù)定半徑進行比較；以及 利用一個或多個計算機處理器U，選擇半徑與所述巖心樣品的預(yù)定半徑之間存在最小差別的所述假想圓211，以限定所述近似板坯切割邊界285。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述近似板坯切割邊界285包括以下步驟: 利用一個或多個計算機處理器U，確定所述畫像的所述較大部分299上的四個或更多個點205; 利用一個或多個計算機處理器U，確定所述四個或更多個點205中的每一個點的假想圓211，各個假想圓211將所述畫像上的所述四個或更多個點205中的至少三個點的子集互相連接；以及 利用一個或多個計算機處理器U，選擇半徑與所述巖心樣品的預(yù)定半徑之間存在最小差別的所述假想圓211，以限定所述近似板坯切割邊界285。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述步驟還包括: 利用一個或多個計算機處理器11，使用所述校正后的鋸痕線圖像在顯示器13上生成所述巖心樣品的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成的三維模擬模型300。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述步驟還包括: 利用一個或多個計算機處理器11，使用所述校正后的鋸痕線圖像在顯示器13上生成所述鉆井的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成的三維模擬模型500。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述近似是對圖像配準(zhǔn)多個圖像150的響應(yīng)，以產(chǎn)生對準(zhǔn)圖像。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像配準(zhǔn)包括以下步驟:利用一個或多個計算機處理器11，沿著模擬軸線186對準(zhǔn)橫截面的各個畫像的中心點185。8.—種用于處理巖心樣品的二維圖像的計算機實現(xiàn)方法，所述方法包括: 利用一個或多個計算機處理器U，將具有板坯切割部的大致圓筒形巖心樣品的多個多邊形形狀圖像150彼此疊加，從而限定堆疊對準(zhǔn)畫像190，各個圖像具有巖心樣品的不同橫截面110的畫像以及大致圍繞所述畫像的背景； 利用一個或多個計算機處理器11，丟棄所述堆疊對準(zhǔn)畫像190的所述背景； 利用一個或多個計算機處理器U，識別所述堆疊對準(zhǔn)畫像中的值大致為零的兩個或更多個像素，以限定多個零值像素283; 利用一個或多個計算機處理器U，確定所識別的零值像素283的假想最佳擬合線，從而限定鋸痕線284; 利用一個或多個計算機處理器11，近似所疊加的橫截面的各個畫像的外周的圓形位置，以限定近似板坯切割邊界285; 利用一個或多個計算機處理器U，將所述鋸痕線284的第一側(cè)上的非零像素的數(shù)量與所述鋸痕線284的第二側(cè)上的非零像素的數(shù)量進行比較，所述巖心樣品的橫截面的各個畫像的較小部分286是所疊加的橫截面的相對于所述鋸痕線284而言與較少數(shù)量的非零像素相關(guān)聯(lián)的一部分，較大部分299是所述畫像的與較多數(shù)量的非零像素相關(guān)聯(lián)的一部分； 利用一個或多個計算機處理器U，識別定位在所述較小部分286的外周上的點，從而限定獨立點287; 利用一個或多個計算機處理器11，確定與所述鋸痕線284垂直且延伸經(jīng)過所述獨立點287的假想線，從而限定參考線288;以及 利用一個或多個計算機處理器U，以與所述參考線288平行的方式移動所述較小部分286，以將所述獨立點287定位在近似圓形邊界的外周上，從而限定校正后的鋸痕線圖像。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機實現(xiàn)方法，其中，通過近似來獲得所述近似板坯切割邊界285包括以下步驟: 利用一個或多個計算機處理器11，確定多邊形形狀的堆疊對準(zhǔn)畫像的各邊的垂直平分線； 利用一個或多個計算機處理器11，選擇所述畫像的所述較大部分299上的與所述垂直平分線220相交的四個或更多個點205; 對于所述四個或更多個點205中的每一個點而言，利用一個或多個計算機處理器11，選擇所述四個或更多個點205中的至少三個點，以形成假想三角形； 利用一個或多個計算機處理器11，確定各個所述假想三角形800的外心801; 利用一個或多個計算機處理器U，確定多個假想圓211的半徑，各個所述假想圓211的中心是所述假想三角形800的一個外心801; 利用一個或多個計算機處理器U，將所述多個假想圓211的各個半徑與所述巖心樣品的預(yù)定半徑進行比較；以及 利用一個或多個計算機處理器U，選擇半徑與所述巖心樣品的預(yù)定半徑之間存在最小差別的所述假想圓211，以限定所述近似板坯切割邊界285。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的計算機實現(xiàn)方法，其中，所述近似板坯切割邊界285包括以下步驟: 利用一個或多個計算機處理器U，確定所述畫像的所述較大部分299上的四個或更多個點205; 利用一個或多個計算機處理器U，確定所述四個或更多個點205中的每一個點的假想圓211，各個假想圓211將所述畫像上的所述四個或更多個點205中的至少三個點的子集互相連接；以及 利用一個或多個計算機處理器U，選擇半徑與所述巖心樣品的預(yù)定半徑之間存在最小差別的所述假想圓211，以限定所述近似板坯切割邊界285。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機實現(xiàn)方法，其中，所述方法還包括: 利用一個或多個計算機處理器11，使用所述校正后的鋸痕線圖像在顯示器上生成所述巖心樣品的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成的三維模擬模型300。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機實現(xiàn)方法，其中，所述方法還包括: 利用一個或多個計算機處理器11，使用所述校正后的鋸痕線圖像在顯示器上生成所述鉆井的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成的三維模擬模型500。13.根據(jù)權(quán)利要求8中的任一項所述的計算機實現(xiàn)方法，其中，所述近似是對圖像配準(zhǔn)多個圖像150的響應(yīng)，以產(chǎn)生對準(zhǔn)圖像。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計算機實現(xiàn)方法，其中，所述圖像配準(zhǔn)包括以下步驟:利用一個或多個計算機處理器11，沿著模擬軸線186對準(zhǔn)橫截面的各個畫像的中心點185。15.—種適于處理巖心樣品的二維圖像的計算機程序70，所述計算機程序70包括一組計算機可讀指令，當(dāng)通過一個或多個處理器11執(zhí)行所述計算機可讀指令時，使所述一個或多個處理器11執(zhí)行以下步驟: 利用一個或多個計算機處理器11，將具有板坯切割部的大致圓筒形巖心樣品的多個多邊形形狀圖像150彼此疊加，從而限定堆疊對準(zhǔn)畫像190，各個圖像150具有巖心樣品的不同橫截面110的畫像以及大致圍繞所述畫像的背景； 利用一個或多個計算機處理器11，丟棄所述堆疊對準(zhǔn)畫像190的所述背景； 利用一個或多個計算機處理器U，識別所述堆疊對準(zhǔn)畫像中的值大致為零的兩個或更多個像素，以限定多個零值像素283; 利用一個或多個計算機處理器U，確定所識別的零值像素283的假想最佳擬合線，從而限定鋸痕線284; 利用一個或多個計算機處理器11，近似所疊加的橫截面的各個畫像的外周的圓形位置，以限定近似板坯切割邊界285; 利用一個或多個計算機處理器U，將所述鋸痕線284的第一側(cè)上的非零像素的數(shù)量與所述鋸痕線284的第二側(cè)上的非零像素的數(shù)量進行比較，所述巖心樣品的橫截面的各個畫像的較小部分286是所疊加的橫截面的相對于所述鋸痕線284而言與較少數(shù)量的非零像素相關(guān)聯(lián)的一部分，較大部分299是所述畫像的與較多數(shù)量的非零像素相關(guān)聯(lián)的一部分； 利用一個或多個計算機處理器U，識別定位在所述較小部分286的外周上的點，從而限定獨立點287; 利用一個或多個計算機處理器11，確定與所述鋸痕線284垂直且延伸經(jīng)過所述獨立點287的假想線，從而限定參考線288;以及 利用一個或多個計算機處理器U，以與所述參考線288平行的方式移動所述較小部分286，以將所述獨立點287定位在近似圓形邊界的外周上，從而限定校正后的鋸痕線圖像。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計算機程序70，其中，通過近似來獲得所述近似板坯切割邊界285包括以下步驟: 利用一個或多個計算機處理器11，確定多邊形形狀的堆疊對準(zhǔn)畫像190的各邊的垂直平分線220; 利用一個或多個計算機處理器11，選擇所述畫像的所述較大部分299上的與所述垂直平分線220相交的四個或更多個點205; 對于所述四個或更多個點205中的每一個點而言，利用一個或多個計算機處理器11，選擇所述四個或更多個點205中的至少三個點，以形成假想三角形800; 利用一個或多個計算機處理器11，確定各個所述假想三角形800的外心801; 利用一個或多個計算機處理器U，確定多個假想圓211的半徑，各個所述假想圓211的中心是所述假想三角形800的一個外心801; 利用一個或多個計算機處理器U，將所述多個假想圓211的各個半徑與所述巖心樣品的預(yù)定半徑進行比較；以及 利用一個或多個計算機處理器U，選擇半徑與所述巖心樣品的預(yù)定半徑之間存在最小差別的所述假想圓211，以限定所述近似板坯切割邊界285。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計算機程序70，其中，所述近似板坯切割邊界285包括以下步驟: 利用一個或多個計算機處理器11，確定所述畫像的所述較大部分299上的四個或更多個點205; 利用一個或多個計算機處理器U，確定所述四個或更多個點205中的每一個點的假想圓211，各個假想圓211將所述畫像上的所述四個或更多個點205中的至少三個點的子集互相連接；以及 利用一個或多個計算機處理器U，選擇半徑與所述巖心樣品的預(yù)定半徑之間存在最小差別的所述假想圓211，以限定所述近似板坯切割邊界285。18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的計算機程序70，其中，所述步驟還包括: 利用一個或多個計算機處理器11，使用所述校正后的鋸痕線圖像在顯示器13上生成所述巖心樣品的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成的三維模擬模型300 ；以及19.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的計算機程序70，其中，所述步驟還包括: 利用一個或多個計算機處理器11，使用所述校正后的鋸痕線圖像在顯示器13上生成所述鉆井的結(jié)構(gòu)特性的內(nèi)部組成的三維模擬模型500。20.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的計算機程序，其中，所述近似是對圖像配準(zhǔn)多個圖像150的響應(yīng)，以產(chǎn)生對準(zhǔn)圖像。
【文檔編號】G06T7/00GK105830122SQ201480064716
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年11月19日
【發(fā)明人】穆赫萊斯·穆斯塔法·梅加尼
【申請人】沙特阿拉伯石油公司