10.14489/vkit.2019.06.pp.003-009 |
DOI: 10.14489/vkit.2019.06.pp.003-009 Варфоломеев И. А., Якимчук И. В. Аннотация. Рассмотрена процедура оценки трехмерного поля смещений в образце горной породы при всестороннем сжатии путем получения изображений образца в свободном и сжатом состояниях и последующем поблочном совмещении полученных изображений. Проанализирован случай, когда смещения преимущественно направлены вдоль одной оси, а также случай, близкий к изотропному сжатию. Показаны отличия наблюдаемого поля смещений от модели изотропного сжатия, которые могут быть обусловлены структурной неоднородностью породы. Оценка точности метода проведена с использованием изображений образца в трех различных состояниях: через невязку между полем смещений и суммой полей смещений . Ключевые слова: 3D-изображения; совмещение изображений; корреляция цифровых изображений; обработка томографических изображений; деформации пористых сред.
Varfolomeev I. A., Yakimchuk I. V. Abstract. We describe a method for estimating 3D-deformation field in a rock sample under confining pressure. The method is based on acquiring micro-computed tomography images of the sample in uncompressed and compressed states. Non-rigid registration of the obtained images is performed in a block-by-block manner. Each pair of blocks is registered independently of each other, using 6-parameter rigid-body approximation. The image registration method is implemented as a simplex optimization of the area-based norm. The initial approximate whole-sample rigid-body transformation is estimated from at least three pairs of points, set by an operator. Next, said transformation parameters are further optimized using area-based registration procedure, similar to those used for individual blocks. We demonstrate the approach on the two distinct samples, both cylindrically shaped with diameter of 8 mm, using confining pressures from 1 up to 40 MPa. Each image consists of ~ 40003 voxels. The first sample represents a proppant-packed fracture model, and demonstrates predominantly axial compression. The second sample is a relatively homogeneous sandstone, and demonstrates near-uniform compression. For the second sample, we focus on the difference between the observed deformation field and the isotropic compression model, the latter being a least squares approximation of the displacements of the individual blocks.We evaluate the precision of our method by imaging the same sample under three distinct confining pressures, and comparing the displacement field between the first and the third states with a sum of two other displacement fields (between first and second states and between second and third states). We conclude that this residual error is below the observed non-uniformity of the deformation field. Keywords: 3D-images; Image registration; Digital volume correlation; Tomographic image processing; Porous media deformation.
РусИ. А. Варфоломеев (Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Московский научно-исследовательский центр «Шлюмберже», Москва, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
EngI. A. Varfolomeev (Moscow Institute of Physics and Technology; Schlumberger Moscow Research Center, Moscow, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Рус1. Kostek S., Schwartz L. M., Johnson D. L. Fluid Permeability in Porous Media: Comparison of Electrical Estimates with Hydrodynamical Calculations // Physical Review B. 1992. V. 45, No. 1. P. 186 – 195. Eng1. Kostek S., Schwartz L. M., Johnson D. L. (1992). Fluid Permeability in Porous Media: Comparison of Electrical Estimates with Hydrodynamical Calculations. Physical Review B, Vol. 45, (1), pp. 186-195.
РусСтатью можно приобрести в электронном виде (PDF формат). Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке. После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи. Для заказа скопируйте doi статьи: 10.14489/vkit.2019.06.pp.003-009 Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных. .
EngThis article is available in electronic format (PDF). The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank. After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail. To order articles please copy the article doi: 10.14489/vkit.2019.06.pp.003-009 and fill out the
.
|