[发明专利]一种基于CT可视化和3D打印的岩样制备方法

权利要求书

1.一种基于CT可视化和3D打印的岩样制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，岩石样品扫描：对岩石样品进行初始状态的CT扫描实验；

第二步，扫描图像处理：对初始状态CT扫描得到的二维图像进行降噪、二值化和分割处理；

第三步，建立3D模型：对处理后的图像通过设定算法或软件建立岩石样品的3D数模；

第四步，裂隙处理：将岩石样品孔裂隙作为实体结构，并利用分水岭算法将孔裂隙模型单独提取；

第五步，平滑处理并打印3D模型：包括对初始状态的孔裂隙模型进行平滑处理，并将3D数模输出格式设定为.stl；以及将输出为.stl格式的孔裂隙模型导入到3D打印机中，并选取与岩样性质相近的透明材料进行3D打印，以获得透明的3D数模；在3D模型打印过程中，选取至少两种岩样性质相近的透明材料进行3D打印，以获得多个透明的3D数模；并通过对岩石试样和多个岩样模型进行受力状态下的力学渗流物理实验和实时CT扫描，在建立3D数模的基础上进行渗流数值模拟；再进行对比分析已确定岩样性质最相近的透明材料；所述对比分析包括综合3D打印后样品力学渗流物理实验的结果和原样品力学渗流物理实验的结果，分析其差异，并反推确定与岩样性质最接近的透明材料；

所述力学渗流物理实验和实时CT扫描包括，

第一小步，对不同应力条件下CT扫描得到的所有二维图像进行降噪、二值化、分割处理；

第二小步，对处理后的图像通过设定算法或软件建立岩石样品的3D数模；

第三小步，将不同应力条件下岩石样品的孔裂隙定义为实体结构，利用分水岭算法将孔裂隙模型单独提取；

第四小步，气体流动模拟包括：

Sa，对不同应力条件下的孔裂隙模型进行平滑处理；

Sb，将平滑后的孔裂隙模型输出按设定格式输出，并导入数值模拟软件；

Sc，按照模型的大小，对导入到数值模拟软件中的孔裂隙模型选取合适的尺寸，进行网格的划分；

Sd，在数值模拟软件中，设置符合实际的边界条件；

Se，根据储层气体的性质选取或添加恰当的模拟方程；

Sf，依据模拟方程进行不同应力条件下储层气体的流动模拟；

其中，在Sb步骤中，所述设定格式包括.stl和.ans格式中的一种；所述数值模拟软件包括Comsol Multiphysics和Ansys Fluent中的一种；在Sd步骤中，所述边界条件包括入口压力、出口压力、弹性模量、孔隙率和动力粘度。