页岩微米孔隙结构重构的非光滑正则化及快速梯度优化算法

发布时间：2021-01-02 02:23

　　页岩微观结构认识是页岩气勘探开发的基础.传统的探测手段是基于表面的有损观测方法.本文应用上海光源同步辐射技术对页岩结构进行无损探测获取投影数据,该技术可以避免X射线硬化.我们利用X射线计算机断层成像技术进行图像恢复,提出了L1模+TV（全变差）非光滑正则化方法抑制噪声影响,提高图像对比度.实验证明,该方法是准确重建页岩微观结构的有效方法. 

【文章来源】：地球物理学报. 2020年05期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

投影数据

图3 投影数据实验数据测试表明，本文提出的方法能够稳定地恢复页岩微观结构，并能提供一系列高质量的CT图像．因此，除了通常使用FBP的商业软件外，本文提出的方法是页岩微纳米孔隙结构X射线CT图像重建的另一种适当选择．在下一步的研究中，我们将基于成像数据进行进一步的处理，比如围绕数据约束的建模方法以及机器学习等智能分析方法对矿物组份百分率、图像分割等展开研究．

本研究中，页岩样品取自于2017年中科院在贵州习科1井的页岩取样．它由石英（43%）、长石（12%）、黄铁矿（5%）、白云石（5%）和含伊利石-蒙皂石-绿泥石（35%）的黏土组成．为了进行实验，首先借助切割机将样品切割成小矩形棱镜．然后用砂纸将小棱镜抛光成直径1mm长度5mm的小圆柱体，用于多能X射线计算机断层成像实验．在本实验中，我们使用了多个能谱．能量太低时，X射线几乎被页岩样品吸收，不能正确成像，比如能量为10keV时，一个切片的投影数据如图3a所示，所有数据经反演计算的成像结果如图2所示．本文选取能量为18keV时的投影数据用于反演计算．一个切片的投影数据如图3b所示．我们对比了常规方法（FBP）和本文提出的正则化方法的计算结果，分别如图4a、b．很明显，本文提出的方法显著去除了伪影，成像效果更佳清晰．图2 能量为10keV时的X射线CT成像结果

【参考文献】：
期刊论文
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[2]页岩孔隙研究新进展[J]. 崔景伟,邹才能,朱如凯,白斌,吴松涛,王拓.  地球科学进展. 2012(12)
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本文编号：2952462