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X射线康普顿背散射(CBS)技术是一项较新的射线安检技术,可以提高复杂背景下安检设备对爆炸物等有机违禁品的探测力度,这其中一个重要环节就是图像中有机违禁品的分割问题,本文分析了CBS技术成像图像的特点,有针对性地提出了一种基于EM聚类的图像中有机违禁品的图像分割方法,实验结果表明该方法具有很好的适用性。 相似文献
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地质多孔介质成像技术现状与进展 总被引：1，自引：0，他引：1
过去十年间,广泛应用的多孔介质成像技术给地质与油气勘探开发领域内流体渗流特性以及岩石物理属性的实验与数值模拟研究带来革命性的变革.多孔介质成像技术的应用使得研究介质微观世界成为可能并且取得的一定的进展.成像技术不仅可以直观显示多孔介质微观结构,而且还是建立孔隙介质微观模型的基础.然而,多孔介质成像技术仍然存在挑战,为了了解各种成像技术的挑战以及相应的解决措施,调研多孔介质成像方法:光学显微镜技术,扫描电子显微镜技术,聚焦离子束纳米层析成像技术,X射线计算机层析成像技术,相位对比层析成像技术,小规模层析成像技术.介绍每种成像技术的技术原理,技术局限性和改进措施,各种技术应用范围及其当前重要应用.光学显微镜技术与扫描电镜,聚焦离子束纳米层析成像以及X射线计算机层析成像技术实现光电联用,扫描电子显微镜技术实现矿物识别,泥页岩纳米-微米级孔隙成像以及通过图像拼接构建具有高分辨率大视域的高清图像,X射线计算机层析成像技术实现动态成像与不同分辨率图像的融合.然后总结了各种方法的优缺点,适用性以及未来发展方向.本文旨在使读者了解孔隙介质成像技术的原理、局限,以及每种成像技术在当前石油勘探热点领域中的应用,掌握多孔介质成像技术现状以及未来的发展方向和热点.这些不仅有利于展现多孔介质微观世界,而且有助于研究人员针对多孔介质的特点选取合适的成像技术或技术组合,以期推动多孔介质成像技术进一步的发展和应用. 相似文献
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孔隙性砂岩中变形带对揭示其相关地质作用过程和工程应用具有重要的意义,而其微观结构是其相关科学与工程研究的关键点。常规的岩石微观结构分析手段对于全面解析岩石内部的微观结构具有一定的局限性,而近年发展起来的三维X射线显微成像技术可以无损地获得岩石内部微米尺度的三维精细数字化图像,是建立岩石微观结构并对其进行解析的有效手段。通过三维X射线显微镜对孔隙性砂岩中变形带扫面,建立了高分辨率三维微观结构图像,利用高密度切片图像,对其微观结构特征进行解析。根据变形带微观产出状带和颗粒破碎过程的解析,建立颗粒破碎-破碎颗粒与残余破碎颗粒重新排列-局部颗粒破碎带-弱颗粒破碎变形带-强颗粒破碎变形带-强弱颗粒破碎变形带相间排列-簇状变形带的完整时间发育序列。 相似文献
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基于双能量X射线透射技术的物质分类识别方法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
X射线装置已被证实具有揭示物质的分子或原子特性的能力,这种特性对于探测违禁品是相当重要的.尽管X射线探测方法作为一种自动探测违禁品的有效手段已经开始商业化,然而大多数技术都还不是很成熟.研究了一种基于X射线透射技术的物质分类识别的更有效方法,物质按有效原子序数分成有机物、无机物和混合物,实验证明此方法是很有效的. 相似文献
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岩石弹性各向异性特征是普遍存在的,但导致岩石弹性各向异性的原因复杂且仍然存在一定争议.本研究以龙马溪页岩为例,试图建立页岩弹性各向异性和矿物分布之间关系.研究使用无损超声波探测获取岩石弹性各向异性参数,并使用背散射技术获取岩石矿物分布特征.研究通过引进变异系数来描述矿物或孔裂隙在不同方向的差异性,并通过2个正交方向的变异系数建立微观异质性指标,用于表征微观尺度上矿物或孔裂隙在不同方向的差异程度.微观背散射图像显示,龙马溪组页岩主要由石英和伊利石构成,且这两种矿物和孔裂隙在X和Y面上都有定向排列特征.相应地,它们的变异系数在X面和Y面上均表现出随角度增大而降低的特征;而在Z面,石英、伊利石和孔裂隙变异系数变化不明显,这与Z面上矿物和孔裂隙无明显方向性的特点一致.无损超声波探测结果显示,波速在X和Y面上随角度增加而减小,这与主要矿物和孔裂隙变异系数变化趋势相同;而在Z面,波速变化不大,与主要矿物和孔裂隙变异系数变化不明显的特征一致.以上观测结果说明,宏观波速与矿物的微观变异系数明显相关,暗示岩石弹性各向异性与矿物分布直接相关. 相似文献
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利用同步辐射X射线同轴显微层析(CT)方法对页岩进行扫描成像是一种无损的,对研究页岩孔裂隙大小、形态、三维结构及连通性等微观结构特征有重要意义的方法.同步辐射的引入将在物理上为提高页岩成像的分辨率提供了可能,在相位-吸收二重性假设下利用光强传递TIE(transport-of-intensity)方程可以较好地抑制由于相位信息带来的"边缘增强"效应,但该问题本质上是不适定的反演问题.本文根据实际问题构造模型,提出了一种与传统基于频域方法不同的,基于空间域的相位恢复迭代算法,并采用迭代Tikhonov正则化在数值上解决了噪声干扰下的不稳定性·问题.研究结果表明,新方法的残差仅为频域方法的1%左右,该方法可用于未来实际数据的处理. 相似文献
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风云二号系列卫星以自旋稳定方式工作于地球静止轨道,太阳X射线探测器是该系列卫星的重要有效载荷,监测太阳耀斑爆发过程,并对太阳质子事件等灾害性的空间天气事件进行预警.卫星自旋一周,该探测器完成一次全日面观测,记录太阳X射线的能谱与流量.2012年初,太阳活动进入第24周峰年,风云二号卫星太阳X射线探测器的在轨运行取得了良好的观测结果.相比于过去的太阳X射线探测器,风云二号F星的太阳X射线探测器应用了硅漂移探测(Silicon Drift Detector,SDD)技术,对GEO轨道海量的高能带电粒子采取了有效的屏蔽措施,可以对更"软"的X射线进行观测,能谱分辨率本领达到国际先进水平,对太阳耀斑的量化定级精度更高,在轨初步观测结果表明,精确的能谱探测能力可提高太阳质子事件预警能力,能道响应的时间特性比过去的探测数据更准确地反映了太阳耀斑的加热过程和带电粒子加速特性.本文介绍了风云二号F星太阳X射线探测器的设计及其发射前的标定试验结果,并且对发射后在轨运行获得的初步探测成果进行分析和讨论. 相似文献
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《应用地球物理》2016,(2)
弹性参数在甜点区预测和页岩气的开发过程中扮演着重要的角色,因此研究等效弹性参数随页岩气储层属性的变化是一项很有意义的工作。研究中我们用X射线CT扫描技术获得了较为精确的页岩样品微观结构图像。从这些图像中,我们可以获得孔隙度和矿物的详细情况,据此,我们构建了三维数字岩心,并应用有限元法对弹性参数进行了数值模拟,其间深入考察了子样选取、网格划分、求解器类型以及边界条件等,该方法易于区别不同的矿物及其百分含量。本文重点研究孔隙度和干酪根含量对弹性参数的影响,计算结果表明,孔隙度和干酪根含量对弹性性质有较大的影响,当孔隙度和干酪根含量增加时,弹性模量降低,且当孔隙度小于0.75%左右、干酪根含量大于3%左右时弹性参数减小速率较缓。因为孔隙度仅仅为4.5%,孔隙中填充油或气对弹性参数的影响甚微。不同岩心样本具有不同的孔隙度和干酪根含量,传统岩石物理实验不仅昂贵而且费时,而数值模拟是基于数字岩心来计算弹性参数,更加经济、方便。本研究证实了将页岩样品的微观结构图像与弹性模量的计算相结合来预测页岩弹性参数的可行性。 相似文献
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X射线安全检查技术综述 总被引：15，自引：3，他引：12
近年来,X射线安全检查技术受到航空安全等需要的驱使,得到迅速发展.本文对国内外现有的用X射线探测行李中的爆炸物和其他违禁品的几个主要方法做了一个回顾,阐述了用单能法、双能法、双视角、散射、计算机断层成像法和立体匹配分层成像法进行物质识别的基本原理,并对各种方法的优缺点作了比较和讨论,最后对X射线安全检查技术的未来发展前景进行了展望. 相似文献
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一种改进的基于原始投影数据的CT硬化校正方法 总被引：1，自引：1，他引：0
在X射线CT（Computed Tomography）技术中,X射线能谱的多色性将导致重建图像出现杯状伪迹,降低成像图像的质量。为提高重建图像的质量,本文研究了一种校正X射线多色性产生硬化现象的方法。针对噪声多集中在高频部分的特点,先将投影数据分成高低频段,然后基于射线硬化的物理属性,采用本文研究的硬化校正方法对低频部分作校正,再和高频部分进行相加,并采用实验系统对其验证。实验结果表明该方法能够有效地提高重建图像的质量。 相似文献
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The dependence of elastic moduli of shales on the mineralogy and microstructure of shales is important for the prediction of sweet spots and shale gas production. Based on 3D digital images of the microstructure of Longmaxi black shale samples using X-ray CT, we built detailed 3D digital images of cores with porosity properties and mineral contents. Next, we used finite-element (FE) methods to derive the elastic properties of the samples. The FE method can accurately model the shale mineralogy. Particular attention is paid to the derived elastic properties and their dependence on porosity and kerogen. The elastic moduli generally decrease with increasing porosity and kerogen, and there is a critical porosity (0.75) and kerogen content (ca. ≤3%) over which the elastic moduli decrease rapidly and slowly, respectively. The derived elastic moduli of gas- and oil-saturated digital cores differ little probably because of the low porosity (4.5%) of the Longmaxi black shale. Clearly, the numerical experiments demonstrated the feasibility of combining microstructure images of shale samples with elastic moduli calculations to predict shale properties. 相似文献
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页岩储层矿物颗粒、孔/裂隙、干酪根等微观结构呈现明显的尺度化分布特征,常规的单结构单尺度随机介质模拟方法难以完整描述和重构微观尺度的页岩储层介质,本文提出了一种微结构-尺度双分解的随机介质模拟方法.基于龙马溪组页岩数字岩心,将岩心切片按照占比分解为脆性矿物、孔隙、干酪根及背景介质四种类型,对脆性矿物、孔隙和干酪根三种微结构进行尺度分解,通过优化随机介质模型参数,实现精确模拟不同尺度的微结构组分,再按占比进行微结构-尺度双合成.结果表明,微结构-尺度双分解随机介质模拟大幅度提高强非均质页岩储层介质的建模精度. 相似文献
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Alexey Yurikov Maxim Lebedev Marina Pervukhina Boris Gurevich 《Geophysical Prospecting》2019,67(4):984-996
Shales play an important role in many engineering applications such as nuclear waste, CO2 storage and oil or gas production. Shales are often utilized as an impermeable seal or an unconventional reservoir. For both situations, shales are often studied using seismic waves. Elastic properties of shales strongly depend on their hydration, which can lead to substantial structural changes. Thus, in order to explore shaly formations with seismic methods, it is necessary to understand the dependency of shale elastic properties on variations in hydration. In this work, we investigate structural changes in Opalinus shale at different hydration states using laboratory measurements and X-ray micro-computed tomography. We show that the shale swells with hydration and shrinks with drying with no visible damage. The pore space of the shale deforms, exhibiting a reduction in the total porosity with drying and an increase in the total porosity with hydration. We study the elastic properties of the shale at different hydration states using ultrasonic velocities measurements. The elastic moduli of the shale show substantial changes with variations in hydration, which cannot be explained with a single driving mechanism. We suggest that changes of the elastic moduli with variations in hydration are driven by multiple competing factors: (1) variations in total porosity, (2) substitution of pore-filling fluid, (3) change in stiffness of contacts between clay particles and (4) chemical hardening/softening of clay particles. We qualitatively and quantitatively analyse and discuss the influence of each of these factors on the elastic moduli. We conclude that depending on the microstructure and composition of a particular shale, some of the factors dominate over the others, resulting in different dependencies of the elastic moduli on hydration. 相似文献
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页岩气储层中含有大量有机碳(TOC),其丰度与成熟度对页岩力学特性有重要影响.建立包含TOC的精细数值模型,将有助于探索页岩微结构与矿物组分含量对等效弹性模量的作用程度,是“甜点区”预测的重要理论基础.本文提出了一种离散数值建模方法,基于高精度成像技术,采用晶格弹簧-随机孔隙耦合模型(LSM-RVM)模拟包含多种矿物组分及不同成熟度干酪根的数字岩心,分析TOC成熟度及含量对弹性参数的影响.在该模型中,参数设置(数值阻尼与加载应变速率)至关重要,选取不当会对计算精度造成一定影响.研究结果表明,LSM-RVM能够生成符合TOC及多种矿物实际分布特征的数值模型,是一种精细数值建模方法. 相似文献
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油页岩勘探开发现状及进展 总被引：1，自引：0，他引：1
油页岩是当今世界热门的非常规油气资源。受石油危机的影响,全球寻找替代能源的脚步不断加快。继美国凭借页岩气革命逆转其天然气长期依赖进口的局面之后,多个国家包括中国越来越重视油页岩这一清洁型的接替能源。本文对油页岩勘探开发现状及进展进行了详细阐述：1油页岩是一种高灰分、有机质含量丰富的未成熟烃源岩,沉积环境有陆相、湖相以及海相三种,其矿床类型可分为近海型和内陆湖泊型;2油页岩在世界范围内储量丰富,美国是油页岩储量最多的国家,中国的油页岩资源也十分丰富,但可采储量明显低于探明储量;3在测井响应方面,油页岩具有低密度、高电阻率、高声波时差及高自然伽玛的特点,主要识别方法有log R重叠法、电阻率法、密度测井法等;4油页岩地震识别方法主要包括甜点属性预测法以及基于岩石物理模型的正反演有机质含量预测法;5油页岩主要对含油率进行评价,可使用的方法包括干馏法、测井评价法和岩石热解法;6页岩油开采是油页岩勘探开发的难点,主要技术包括干馏、原位开采和热转换加工技术等。研究结果对了解油页岩的特征、发展动态、关键技术以及进一步推动油页岩勘探开发具有一定的借鉴作用。 相似文献
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我国地质条件复杂、多样,能否充分发挥出非地震勘探技术成本低、效率高的技术优势,检验电法勘探技术在页岩气勘探中的有效性,是当前在页岩气勘探起步阶段亟待解决的重要问题之一.本文介绍了在研究和总结含气页岩密度、极化率、电阻率等岩石物理特征基础上,在四川盆地南部筠连地区开展的物性调查、时频电磁法勘探试验工作.勘探研究结果表明,本地区分布的富有机质页岩层系-志留系龙马溪组(S1l)具备开展电法勘探工作的物性条件,时频电磁法具有勘探富有机质页岩层系的能力. 相似文献
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利用全方位P波属性进行裂缝检测的地震方法 总被引：2，自引：0，他引：2
胜利油田存在着一种特殊的裂隙性油气藏,即泥岩裂隙油气藏。由于该类裂隙储层的孔隙度很小,岩石物性参数变化不灵敏,并表现出很强的各向异性,因此,其勘探难度很大。到目前为止,国内外还没有一套成熟的地质、物探、测井及钻井等资料综合分析的裂隙方位、分布、密度的识别方法。本文在研究国外裂缝检测方法的基础上,提出了波阻抗随方位变化(IPVA)的新方法,结合罗家地区的泥岩裂隙地震地质特征,研究了利用多方位 P 波资料检测定向垂直裂缝的地震采集、处理和识别方法,对不同共中心点 CMP 位置的全方位 P 波资料在速度随方位变化(VVA)及振幅随方位角变化(RVA)研究的基础上,进行波阻抗随方位变化(IPVA)的研究,用于识别裂缝的分布、走向及密度。经罗家地区实际资料的应用,见到了初步的效果,证明该方法是潜力较大的高角度裂隙的定量检测方法。 相似文献
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当前应用工业X射线CT技术观测岩土内部微观结构和力学特性成为研究工程地质的热点课题。然而,现有CT技术的“笨、大、重、险、贵”限制了现场应用能力,且常规岩土工程勘察方法存在丢失或破坏原有地质信息的问题。本文提出原位CT技术的概念,并指出其在岩土工程勘察领域应用中的关键技术。基于超小型冷阴极脉冲式X射线管及成像设备搭建随钻原位CT实验平台,实验结果表明该方法能够实现原位岩心数字采样与CT快速重构。在此基础上明确后续研究重点和关键技术,主要包括2D/3D CT快速重构新理论和新方法,解析CT重构图像与岩土颗粒特性之间的关系以及局部精细结构重建算法,构建精确的原位岩心3D微观结构模型;结合3D打印技术制备原位置岩土准样本,研究等效准样本的力学特性;建立时-空四维岩土工程勘察数据库,引入人工智能算法形成具有学习和预测的反馈评价体系,对丰富当前岩土工程勘察方法和完善原位CT技术具有重要的科学意义。 相似文献
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地应力的精确预测是对页岩地层进行水平井钻井轨迹设计和压裂的基础.本文在分析页岩构造特征的基础上,提出了适用于页岩地层的岩石物理等效模型的建立流程,并以此为基础实现了最小水平地应力的有效预测.首先,通过分析页岩地层的矿物、孔隙、流体及各向异性特征,将其等效为具有垂直对称轴的横向各向同性介质,进行了页岩岩石物理等效模型的构建;然后建立了页岩地层纵横波速度经验公式,并将该经验公式与岩石物理等效模型均应用于实际页岩工区的横波速度预测中,二者对比表明,本文中建立的页岩气岩石物理等效模型具有更高的横波预测精度,验证了该模型的适用性;最后,利用该模型计算各弹性刚度张量,进而实现了页岩地层最小水平地应力的预测,与各向同性模型估测结果对比表明,该模型预测的最小水平地应力与地层瞬间闭合压力一致性更高,且储层位置更为明显,具有较高的实用性. 相似文献
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Hydraulic fracturing reservoir reconstruction technology is crucial in the development of shale gas exploitation techniques.Large quantities of high-pressure fluids injected into shale reservoirs significantly alter compressional(P)and shear(S)wave velocities,rock mechanical parameters,and anisotropic characteristics.In this study,differentiated hydraulic fracturing petrophysical experiments were carried out on Longmaxi Formation shale under pseudo-triaxial stress loading conditions.The effects of stress loading methods,and water-rock physical and chemical reactions on P-and S-wave velocities and rock mechanical parameters were compared.The experimental results showed that isotropic stress loading may increase the P-and Swave velocities and Young’s modulus of dry shale kldnsample.Furthermore,it may lead to a weakening of the corresponding anisotropy.In contrast,differential stress loading was able to improve the anisotropy of Young’s modulus and accelerate the decrease in the compressive strength of shale in the vertical bedding direction.The water-rock physical and chemical reactions prompted by hydraulic fracturing was found to"soften"shale samples and reduce Young’s modulus.The influence of this"soften"effect on the compressional and shear wave velocities of shale was negligible,whilst there was a significant decrease in the anisotropy characteristics of Thomsen parameters,Young’s modulus,and Poisson’s ratio.The negative linear relationship between the Poisson’s ratios of the shale samples was also observed to lose sensitivity to stress loading,as a result of the"soften"effect of fracturing fluid on shale.The results of this study provide a reliable reference point and data support for future research on the mechanical properties of Longmaxi shale rocks. 相似文献