[发明专利]一种基于岩石微CT图像的三维孔隙尺度模型重建方法

权利要求书

1.一种基于岩石微CT图像的三维孔隙尺度模型重建方法，其特征在于，所述的图像处理、骨架与孔隙识别、网格模型建模方法包括：

获取岩心微CT扫描图像，作为模型重建的数据基础；

采用数字图像处理技术对原始微CT图像进行前处理，包括：图像降噪与二值化处理，以及可选择性的对图像进行比例缩放；

利用与像素单元具有相同尺寸的网格单元替换图像中同一空间位置的像素单元，完成初始结构化网格模型的构建；

对二值化图像进行数字化处理，利用自主开发的代码完成孔隙相单元和骨架相单元的搜索，并对相同空间位置的单元体与节点数据进行编号与标定；

在提取的孔隙和骨架模型表面生成一层面网格，以实现流体场模拟边界条件的施加，最终完成孔隙相和骨架相结构化网格模型的重建；

将孔隙模型和骨架网格模型进行装配，得到的三维孔隙尺度模型可用于开展多物理场耦合的数值模拟分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于岩石微CT图像的三维孔隙尺度模型重建方法，其特征在于，采用岩石微CT图像作为模型重建的基础数据，其他类似于扫描电镜、聚焦离子束—扫描电镜（FIB-SEM）等能够获取岩心微观孔喉结构图像数据的分析手段也可作为本方法的原始数据来源。

3.根据权利要求1所述的一种基于岩石微CT图像的三维孔隙尺度模型重建方法，其特征在于，对原始微CT图像进行前处理，采用的数字图像处理技术包括图像降噪、滤波和二值化分割等步骤，以实现岩心孔隙相与骨架相的分离，可通过选择性的对原始图像进行比例缩放处理以提高数据数理的精度和效率。

4.根据权利要求1所述的一种基于岩石微CT图像的三维孔隙尺度模型重建方法，其特征在于，对于具有特定像素尺寸的图像，采用相同尺寸的立方体网格单元在相同的空间位置对像素单元进行替换，生成初始结构化网格模型。

5.根据权利要求4所述的初始结构化网格模型生成方法，其特征在于，具有n³个像素的三维模型分别包含n³个单元和(n+1)³个节点。

6.根据权利要求1所述的一种基于岩石微CT图像的三维孔隙尺度模型重建方法，其特征在于，对二值化图像进行数字化转换，将图像文件转换为只包含“0”和“1”二值的数据文件，并以三维数组矩阵格式进行储存。

7.根据权利要求6所述的一种基于岩石微CT图像的三维孔隙尺度模型重建方法，其特征在于，以自主开发的代码对数字化图像文件进行孔隙相和骨架相的搜索，并分别对搜索得到的孔隙和骨架单元及节点进行空间位置的编号和标定，将孔隙相和骨架相的搜索结果分别进行存储。

8.根据权利要求7所述的一种基于岩石微CT图像的三维孔隙尺度模型重建方法，其特征在于，为了在CFD软件中开展流动分析的数值模拟计算，边界条件需要施加在与单元体相关联的面网格上，因此需要在提取出的孔隙和骨架模型表面生长一层面网格。

9.根据权利要求8所述的一种基于岩石微CT图像的三维孔隙尺度模型重建方法，其特征在于，为了开展多物理场耦合数值模拟研究，需要将独立的孔隙相模型和骨架相模型在第三方软件中进行装配。