[发明专利]一种页岩微米孔隙结构分析方法及装置

摘要

本发明提供了一种页岩微米孔隙结构分析方法及装置，其中，方法包括：获取页岩的CT成像数据，其中，CT成像数据为通过采用多个不同能量的同步辐射平行X射线束扫描页岩得到的；基于获取的页岩的CT成像数据和训练并测试完成的神经网络模型计算得到页岩的内部结构分布数据；输出所述页岩的内部结构分布数据。本发明实施例具有计算快速、高效的积极效果。

主权项

1.一种页岩微米孔隙结构分析方法，其特征在于，包括：获取页岩的CT成像数据，其中，所述CT成像数据为通过采用多个不同能量的同步辐射平行X射线束扫描页岩得到的；基于获取的页岩的CT成像数据和预先建立的神经网络模型计算得到所述页岩的内部结构分布数据；输出所述页岩的内部结构分布数据；所述神经网络模型是通过以下方式建立的：获取页岩样本的CT成像数据作为训练神经网络所需的输入数据，其中，所述CT成像数据为通过采用多个不同能量的同步辐射平行X射线束扫描页岩样本得到的；基于所述页岩样本的CT成像数据计算所述页岩样本的各组分百分比，得到所述页岩样本的内部结构分布数据作为训练神经网络所需对应输入数据的标签数据；基于所述页岩样本的CT成像数据和所述页岩样本的内部结构分布数据建立多层前馈神经网络模型；对所述神经网络模型进行反向传播求解所述神经网络模型的权重和阈值，得到训练好的神经网络模型；其中，所述基于所述页岩样本的CT成像数据计算所述页岩样本的各组分百分比，包括：如果所述CT成像数据为通过采用L个不同能量的同步辐射平行X射线束扫描页岩得到的三维图像数据，大小为(n1,n2,n3)，不同能量的同步辐射平行X射线束扫描页岩得到对应的CT成像数据集合U1,U2,...,Ul,...,UL；且页岩样本内部包含M个组分，在每个体素网格点n处构建由如下公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)和公式(5)所构成的目标方程：其中，T_n(v_n)为需要最小化的目标函数，表示第n个体素的第m个组分的体积分数；表示由第l个CT数据集合U_l得到的在这个体素内的总线性吸收系数；μ^(m,l)表示第m个组分在第l个CT数据集合所对应能量的X射线束下的单一物质吸收系数；S^m表示第m个组分的物质成分的自能量，代表距离为k的相邻体素成分m₁和m₂之间的界面自由能；采用线性搜索方法求解令目标函数T_n(v_n)最小的即所需的第n个体素内各物质的体积百分比；对CT成像数据集合U₁,U₂,...,U_l,...,U_L的每个体素分别进行上述算法，即可得到本页岩样本各组分的组成分布V₁,V₂,...,V_M,其中，V_m是组成的(n₁,n₂,n₃)形式的三维矩阵。