[发明专利]一种多孔介质连通孔隙结构单元的划分系统

权利要求书

1.一种多孔介质连通孔隙结构单元的划分系统，其特征在于包括：孔隙断层图像获取模块、孔隙断层分析模块和单元划分模块；

所述孔隙断层图像获取模块用于获取待划分的多孔介质材料的孔隙断层图像；

所述孔隙断层分析模块用于获取孔隙断层图像的孔隙轮廓坐标，并对孔隙轮廓进行编号，同时记录孔隙的层序号和孔隙序号，直至得到所有孔隙断层图像的孔隙轮廓坐标、孔隙的层序号和孔隙序号；

所述单元划分模块用于根据孔隙断层分析模块的结果获取所有连通的孔隙，然后提取连通孔隙各层孔隙断层的轮廓坐标，得到孔隙断层面积，并根据孔隙断层面积判断出仓体段和非仓体段，然后判断出仓体段中的仓体和其他孔隙单元，最后判断出非仓体段中的其他孔隙单元、锥形枝节、甬道型喉管和井型喉管；

所述判断出非仓体段中的其他孔隙单元、锥形枝节、甬道型喉管和井型喉管的具体步骤为：

判断非仓体段孔隙高度，若非仓体段孔隙高度大于等于5mm，则采用均分的方法对非仓体段进行分解，使得分解后的小段高度均小于5mm，然后对非仓体段进行判断；若非仓体段孔隙高度小于5mm，则直接进行判断，所述判断步骤为：

1)若非仓体小段位于孔隙路径两端，判断非仓体小段的面积差异是否大于等于10倍，若是，该非仓体小段对应结构单元为锥形枝节，若否，该非仓体小段对应结构单元为其他孔隙单元；

2)若非仓体小段位于孔隙路径中间，计算非仓体小段的首尾方向角，若首尾方向角大于等于45°，则该非仓体小段为甬道型喉管，若首尾方向角小于45°，则该非仓体小段为井型喉管。

2.根据权利要求1所述的一种多孔介质连通孔隙结构单元的划分系统，其特征在于所述单元划分模块中根据孔隙断层面积判断出仓体段和非仓体段的具体步骤为：

连通孔隙中最大的孔隙面积记为S_max，以S_max/5为面积分界点对连通孔隙进行划分，断面面积大于等于S_max/5的孔隙段为仓体段，断面面积小于S_max/5的孔隙段为非仓体段。

3.根据权利要求2所述的一种多孔介质连通孔隙结构单元的划分系统，其特征在于所述判断出仓体段中的仓体和其他孔隙单元的具体步骤为：

判断仓体段的孔隙高度，若仓体段长度大于等于1mm，则该仓体段对应孔隙结构单元为仓体，若仓体段长度小于1mm，则该仓体段对应孔隙单元为其他孔隙单元。

4.根据权利要求1所述的一种多孔介质连通孔隙结构单元的划分系统，其特征在于所述方向角表示为：

其中：x_a,y_a,x_b,y_b分别为非仓体小段首尾孔隙断面的形心坐标，d为非仓体小段的高度。

5.根据权利要求1所述的一种多孔介质连通孔隙结构单元的划分系统，其特征在于所述待划分的多孔介质材料的孔隙断层图像的获取步骤为：

首先根据孔隙断层图像得到断层扫描灰度图像，然后将断层扫描灰度图像中的孔隙区域进行分割。

6.根据权利要求5所述的一种多孔介质连通孔隙结构单元的划分系统，其特征在于所述断层扫描灰度图像采用工业CT机得到。

7.根据权利要求5所述的一种多孔介质连通孔隙结构单元的划分系统，其特征在于所述将断层扫描灰度图像中的孔隙区域进行分割的具体步骤为：

采用单一灰度阈值分割方法确定多孔介质材料孔隙区域和固体材料区域的灰度阈值，断层扫描灰度图像中灰度值大于等于阈值的为孔隙区域，灰度值小于阈值的为其他区域。

8.根据权利要求1所述的一种多孔介质连通孔隙结构单元的划分系统，其特征在于所述孔隙断层分析模块获取孔隙轮廓坐标、孔隙的层序号和孔隙序号的具体步骤为：

首先以孔隙断层图像的任一角作为平面坐标原点，以孔隙断层图像的像素长度作为平面坐标长度，计算孔隙断层图像的孔隙轮廓坐标，并对各断层图像中的孔隙轮廓由1开始进行编号，同时记录孔隙的层序号、孔隙序号和孔隙轮廓坐标。

9.根据权利要求1所述的一种多孔介质连通孔隙结构单元的划分系统，其特征在于所述单元划分模块中获取所有连通的孔隙的具体步骤为：

在所有孔隙断层中随机生成层序号，在该随机生成的孔隙断层中随机生成孔隙序号，将该孔隙作为连通孔隙检索的起点；

在下一层孔隙断层检索全部孔隙，判断该层孔隙的轮廓坐标是否与本层孔隙轮廓坐标存在交集，记录存在轮廓交集的下一层层序号和孔隙序号；然后更新层序号，以下一层孔隙断层作为本层，重复以上步骤逐层检索，直到在下一层所有孔隙轮廓中无法检索到具有轮廓交集的孔隙；以相同的方法，以初始孔隙作为检索起点，在上一层孔隙层检索具有交集的孔隙轮廓，并记录层序号和孔隙序号。