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专利号: 2019102611623
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于三维成像技术的岩土体渗透率计算方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:S1:读取n张岩土体材料的断层微观图像,提取所述n张断层微观图像的孔隙结构,获取所述n张断层微观图像的二值图;

S2:将相邻两个连续的所述断层微观图像的二值图进行合成重构,获取n‑1张合成二值图;具体如下:S2.1:读取不同断层微观图像的二值图,获取不同断层微观图像的二值图中所有像素点的数值大小;

S2.2:根据所述不同断层微观图像的二值图中所有像素点的数值大小,确定不同断层微观图像的二值图对应的矩阵大小;

S2.3:将所述不同断层微观图像的二值图对应的矩阵大小进行相乘,确定合成矩阵的大小;

S2.4:根据所述合成矩阵的大小,获取n‑1张所述合成二值图;

S3:根据Hagen‑Poiseuille定律和所述合成二值图,获取每一张合成二值图的渗透率;

具体如下:

S3.1:根据所述合成二值图,获取合成二值图中连通孔隙管道的数目,以及所述连通孔隙管道对应的圆管半径大小;

S3.2:根据所述Hagen‑Poiseuille定律、合成二值图中连通孔隙管道的数目和连通孔隙管道对应的圆管半径大小,获取每一张合成二值图的渗透率,具体为:其中:A为流体的截面面积,Ri为孔隙半径,Ai为孔隙的面积;

S4:根据所述合成二值图的渗透率,确定所述岩土体渗透率,具体为:其中:n为相邻断层图像的总数目,ki为合成二值图的渗透率。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维成像技术的岩土体渗透率计算方法,其特征在于,所述步骤S1获取n张断层微观图像的二值图,具体如下:S1.1:读取n张岩土体材料的断层微观图像,获取断层微观图像中每个像素的灰度级i、每个像素的灰度级i所对应的总像素数量ni;

S1.2:根据所述断层微观图像中每个像素的灰度级i、每个像素的灰度级i所对应的总像素数量ni,获取岩土体材料灰度图像的灰度直方图曲线上的各个点:其中,i表示灰度级,N表示图像像素总数,ni表示图像中所有灰度级为i的像素的总像素个数,L表示灰度级的种类数;

S1.3:根据所述各个P(i)点,拟合获取岩土体材料灰度图像的灰度直方图曲线,提取所述n张断层微观图像的孔隙结构,获取所述n张断层微观图像的二值图。

3.根据权利要求1所述的一种基于三维成像技术的岩土体渗透率计算方法,其特征在于,所述不同断层微观图像的二值图中所有像素点的数值大小具体为:所述不同断层微观图像的二值图中白色像素点的数值大小为0、黑色像素点的数值大小为1。

4.根据权利要求1所述的一种基于三维成像技术的岩土体渗透率计算方法,其特征在于,所述步骤S3.1根据合成二值图,获取合成二值图中连通孔隙管道的数目,以及连通孔隙管道对应的圆管半径大小,具体如下:S3.1.1:对所述合成二值图中的每一孔隙对象进行计算,获取每一孔隙对象的等距图,根据所述每一孔隙对象的等距图,确定等距图中欧几里德距离最大的像素点;

S3.1.2:以所述欧几里德距离最大的像素点为圆心,以所述像素点到孔隙和基质边界的距离为半径画圆,逐渐缩小欧几里德距离直至为0,并重复步骤S3.1.1至S3.1.2,获取所述孔隙面积随孔径的变化关系,确定所述合成二值图中连通孔隙管道的数目,以及连通孔隙管道对应的圆管半径大小。