[发明专利]一种自动定量分析煤岩光片裂隙的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源开发技术领域，特别是一种自动定量分析煤岩光片裂隙的系统和方法。

背景技术

煤中的裂隙常被统称为割理，它是煤层气渗流的主要通道，裂隙的发育程度直接控制煤储层的渗透率，关系到煤层气井产能的大小，因此对煤岩裂隙的定量表征是煤储层物性研究的一个重要组成部分。前人对煤岩裂隙测量统计的主要方法是：首先将煤岩样品抛光制作成规格为30mm×30mm煤岩光片，然后在显微镜下将该煤岩光片划分成10mm×10mm的9个微区，分别将每个微区内出现的裂隙按以下4种类型进行人工统计加权而得。

在长期显微镜观察裂隙的实践工作中，我们发现在反射光显微镜下不能清楚地区别煤岩光片中的裂隙或划道，容易将因制片而产生的划道当成裂隙统计，导致错误结果。同时，这种现有的煤岩裂隙测量统计方法分析工作繁琐，人工耗时量大，镜下观察时需要人工移动样品以切换到下一个视域。而且裂隙统计结果信息量小，分析项目有限，难以满足煤储层物性参数精细定量表征的需要。同时，仪器操作及人为主观判断对测试结果有很大影响，可能导致煤岩裂隙统计结果的人为误差。因此，这种对煤岩裂隙的表征方法存在着很大的局限性和不精确性，亟需改进和替代。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是：提供一种操作简便、分析快捷、减少人为误差、测试结果更加精确的自动定量分析煤岩光片裂隙的系统和方法。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种自动定量分析煤岩光片裂隙的系统，包括显微镜自动平台控制系统和/或显微图像分析系统；

所述显微镜自动平台控制系统包括电源控制器、显微镜、CCD、计算机和自动载物台控制器，所述电源控制器控制显微镜和计算机，所述显微镜自动载物台控制器控制自动扫描台，通过CCD保存数据并将数据传输给计算机，计算机软件对数据进行处理。

所述显微镜自动平台控制系统包括以下几个区域：工具栏区、图像显示区、平台控制及坐标点区；

其中，所述工具栏区包括图像采集的前期参数设置和定标设置，以及活动图像的打开、冻结、保存和全屏显示；图像显示区显示动态图像及当前保存的静态图像；

所述平台控制包括控制平台的移动方式、移动速度以及移动步距，所述坐标点区能够显示平台的当前状态及当前图像所对应的坐标点；

利用该系统实现样品表面的全景扫描的过程如下：获取起始和终止位置，确定平台的移动速度，开始扫描，扫描的走向为从左到右，即X起始到X终止，从上到下，即Y起始到Y终止，每一步都采集视域下的一个图像，然后将每个小的图像进行拼接，最终得到一个完整的图像。

所述显微图像分析系统包括显微镜下的图像显示、图像处理和图像分析；

所述图像显示包括图像的打开、保存和关闭，以及图像的放大、缩小与定倍显示；

所述图像处理包括亮度、对比度、色度、饱和度、反像显示、图像旋转与阴影校正；

所述图像分析包括图像的灰度直方图的制作、二值化分析、微粒的清除、线的连接和切割以及线条和微粒的手动添加和删除；

所述图像分析系统包括自动扫描台、CCD，所述自动扫描台和CCD获取图像之后，进行图像的处理和分析测量，获得结果及报告及进行加载标尺标注后，进行保存。

通过该系统，能够实现图像的直观显示及分析处理、数据的整理归类和对比分析，最终得到煤岩光片裂隙条数、长度、宽度、面积和周长，达到煤岩光片裂隙自动定量表征的目的。

所述图像显示区，在这个区域上移动鼠标上的滚轮能够调节平台移动的速度，用鼠标进行拖动操作，在平台移动过程中，能单击右键停止平台的移动或暂停连续移动。

一种自动定量分析煤岩光片裂隙的方法，具体步骤如下：

（1）将显微镜自动平台控制系统和显微图像分析系统链接荧光显微镜；

（2）调整荧光显微镜：将煤岩光片粘到载玻片上，压平后，放到载物台上，选择放大倍数，调试荧光显微镜对焦，使荧光显微镜下的图片清晰可辨；

（3）定标设置：打开荧光显微镜自动平台控制系统，进行图像采集的定标设置；

（4）图像的全景扫描与采集：选择图像起点——右上角，使该点置零，通过平台控制移动载物台，选择终点——左下角，然后显示平台框架，在平台框架内进行图像扫描、拼接，最终得到一个完整的图像；

（5）图像参数设置：打开显微图像分析系统，在系统中打开拼接好的完整图像，进行图像的参数设置，调节色彩、对比度、饱和度，使得图像清晰，便于后期图像处理；