页岩微米孔隙成像方法及装置

摘要

本发明提供了一种页岩微米孔隙成像方法及装置，涉及勘探地球物理技术。其中方法包括：采用同步辐射平行X射线束对页岩进行CT成像，得到页岩的成像数据；根据页岩的成像数据建立稀疏正则化模型；采用梯度下降算法对稀疏正则化模型进行求解，得到重构的页岩内部的微观图像。本发明能够对页岩内部进行微观成像，特别是对页岩内部的微米孔隙进行微观成像，得到精准的页岩内部微观结构图像，缓解相关技术中通过滤波反投影方法观测页岩内部微观结构，观测得到的图像具有噪声和重构伪影的问题。

主权项

页岩微米孔隙成像方法，其特征在于，所述方法包括：采用同步辐射平行X射线束对页岩进行CT成像，得到所述页岩的成像数据；根据所述页岩的成像数据建立稀疏正则化模型；采用梯度下降算法对所述稀疏正则化模型进行求解，得到重构的所述页岩内部的微观图像；其中，采用梯度下降算法对所述稀疏正则化模型进行求解，得到重构的所述页岩内部的微观图像，包括：通过以下公式确定所述稀疏正则化模型的梯度；g(m)≈L^T(Lm‑d)+αγ(m)$\gamma \left(m\right)={(\frac{m_1}{\sqrt{{\left(m_1\right)}^T{m}_1+ϵ}},\frac{m_2}{\sqrt{{\left(m_2\right)}^T{m}_2+ϵ}},\mathrm{...},\frac{m_n}{\sqrt{{\left(m_n\right)}^T{m}_n+ϵ}})}^T$其中，g(m)表示所述稀疏正则化模型的梯度，L代表离散拉顿变换，m表示重构的所述页岩内部的微观图像，d表示所述页岩的成像数据，L^T表示离散拉顿变换的转置，α表示正则化因子，ε表示大于零的常量，n表示m的维数，m_n表示m的第n个分量，(m_n)^T表示m_n的转置；通过以下公式确定所述稀疏正则化模型的海森矩阵；H(m)≈L^TL+αχ₃(m)其中，H(m)表示所述稀疏正则化模型的海森矩阵，L代表离散拉顿变换，L^T表示离散拉顿变换的转置，α表示正则化因子，m表示重构的所述页岩内部的微观图像，ε表示大于零的常量，n表示m的维数，m_n表示m的第n个分量，(m_n)^T表示m_n的转置，i表示介于1和n之间的常整数；根据梯度下降算法中的非单调梯度算法通过以下公式确定迭代步长；${\mu }_k^{Ray1}={\beta }_1{\mu }_k^1+{\beta }_2{\mu }_k^2$${\mu }_k^1=\frac{(g_{k-1},g_{k-1})}{(g_{k-1},H_k{g}_{k-1})},{\mu }_k^2=\frac{(g_{k-1},H_k{g}_{k-1})}{(g_{k-1},H_k^T{g}_{k-1})}$其中，表示所述迭代步长，k表示迭代次数，β₁和β₂均表示正实数，H表示所述海森矩阵，g表示所述梯度；按照所述迭代步长和所述梯度采用梯度下降算法对所述稀疏正则化模型进行迭代求解，得到重构的所述页岩内部的微观图像。