地学前缘 ›› 2019, Vol. 26 ›› Issue (4): 55-66.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.4.47

• 岩石大数据研究 • 上一篇    下一篇

岩石三维微观结构定量研究方案与应用实例

王威,蔡雨娜,刘洁   

  1. 1. 中山大学 地球科学与工程学院, 广东 广州 510275
    2. 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室, 广东 广州 510275
  • 收稿日期:2018-02-10 修回日期:2018-03-04 出版日期:2019-07-25 发布日期:2019-07-25
  • 通讯作者: 刘洁(1967—),女,教授,主要从事多尺度计算地球动力学研究,包括微观结构与岩石物性、尺度放大问题等。
  • 作者简介:王威(1984—),男,博士,地球物理学专业。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(41574087);中国石油天然气总公司“973”配套项目课题(2014CB239004)

Quantitative analysis of 3D microtomographic data of rocks and its applications in geosciences

WANG Wei,CAI Yuna,LIU Jie   

  1. 1. School of Earth Sciences and Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China
    2. Guangdong Provincial Key Laboratory of Mineral Resources & Geological Processes, Guangzhou 510275, China
  • Received:2018-02-10 Revised:2018-03-04 Online:2019-07-25 Published:2019-07-25
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摘要: 微观CT技术可以提供微米(或更小)分辨率的三维高精度数字图像,为研究岩石内部结构提供了强有力的技术支持。微观CT数据的定量分析主要包含三个方面:(1)图像数据中岩石微观结构的定量表征;(2)流体力学代表性体元的确定和流体力学参数计算;(3)固体力学代表性体元的确定及固体力学参数计算。简要介绍了三个方面定量分析的实施方案,并将可视化技术作为数据分析的辅助手段。给出了糜棱岩、砂岩和灰岩三个不同样品的计算分析实例。岩石微观三维CT数据量大,尤其是包含了时间序列的四维CT数据量更为巨大,其中包含了丰富且独特的信息,处理过程复杂多变,构成了地学大数据的一个重要组成部分。

 

关键词: 微观CT, 定量分析, 结构表征, 岩石物性参数, 大数据

Abstract: Microtomography provides digital images at microns or sub-micron resolution and enables the study of rock microstructures. Quantitative analyses of microtomographic data mainly include three parts: (1) characterizing rock microstructures; (2) determining representative volume element (RVE) size and pore-scale fluid simulation for extracting fluid transport properties; and (3) determining mechanical RVE size and extracting mechanical properties. Here, we briefly introduced the implementing schemes of quantitative analyses of microtomography, using visualization methods to assistant data analyses. We analyzed three typical samples—a mylonite, a synthetic sandstone and a carbonate sample-to illustrate the procedure and validity of our method. Microtomographic data are voluminous, vary at different processing stages, and contain plentiful yet specific information, thus they are important components of geoscience big-data.

Key words: microtomography, quantitative analysis, structure characterization, petrophysics, big-data

中图分类号: