骨架的结构和空间位置产生错误的影响，需要将其剔除，以保证骨 架准确度并提高计算效率。由Delaunay三角剖分算法获得的模型中低质量的四面体为Q>2 的四面体。
[0046] 根据实际需要对岩心的四面体结构模型进行简化，删除表面的和低质量的四面体 单元，保留位于模型空间中心位置且高质量的四面体单元。简化前，岩心模型的四面体数量 为51839,如图3所示；进行表面简化和低质量四面体的移除后四面体数量为13746,如图4 所示。简化比例约为73. 48%。
[0047] (三）提取岩心的骨架结构
[0048] 模型的四面体单元大小不一，因此有着不同直径的外接球，在空间中，这些外接球 相互接触，有独特的拓扑邻接关系，如图5所示。
[0049]定义：
[0050] 当前空间为A，四面体为T，T的外接球为ST，ST的体积为VST，四面体1\与四面体 T2的外接球相交记为ST，ST2;
[0051] 主球：在空间Α中，有四面体?\，对VLe J，& >，则STi为主球；
[0052] 从球：在空间A中，若SI\ΛST2且匕2 <匕;，则ST#STi的一个从球，记为 ST：?=ST\：
[0053] 公共从球：在空间A中，若與 <=輝且5Γ2c: 5T;，则STASTJPST3的公共从球， 记为SCc__(S7；,,S7；'):
[0054] 中间从球：除去公共从球的其它从球；
[0055] 规定从球传递关系为：若#ci57；，％d^，则^Γ3d坪，如图6所示。主球、从 球、公共从球、中间从球的关系如图7所示。
[0056] 对岩心的骨架结构进行提取，首先计算岩心的四面体结构模型中每个四面体单元 的外接球并确定其体积大小，由于四面体的每个面都是两个四面体公用的，因此相邻四面 体的外接球都相交，在每个子空间内，将外接球根据其体积大小排序，确定当前空间内的主 从球关系，进而确定为各子空间的拓扑连接关系，从公共从球到各主球进行球心连接，即可 获得岩心的骨架，最后进行等效计算，得到单一骨架结构。
[0057] 其具体方法为：
[0058]1、外接球计算：计算岩心的四面体结构模型中每个四面体单元的外接球的球心坐 标及半径，并确定外接球的体积大小。
[0059] 2、外接球排序：将外接球根据其体积大小排序。
[0060] 3、主球初始化：确定主球以及空间内其它四面体外接球与主球的关系。
[0061] 4、确定从属关系：根据拓扑邻接关系确定外接球的从属关系，确定每个四面体外 接球的主从关系在确定每一个四面体外接球从属关系的过程中，当前主球记为D_Sphere， 余下的外接球记为C_Sphere，将初始化的主球与剩下的四面体单元外接球进行拓扑连接关 系判断时，两球的位置关系对应为以下九种情况：
[0062] (1)如图8a所示，初始主球与待判断球都未确定；
[0063] ⑵如图8b所示，初始主球待定，待判断球为从球；
[0064] (3)如图8c所示，初始球待定，待判断球为公共从球；
[0065] (4)如图8d所示，初始主球为从球，待判断球未确定；
[0066] (5)如图8e所示，初始主球为从球，待判断球为从球；
[0067] (6)如图8f所示，初始主球为从球，待判断球为公共从球；
[0068] (7)如图8g所示，初始球为公共从球，待判断球未确定；
[0069] (8)如图8h所示，初始球为公共从球，待判断球为从球；
[0070] (9)如图8i所示，初始球为公共从球，待判断球为公共从球；
[0071] 根据上述九种情况分别根据表2的方式确定当前进行比较两球的从属关系。
[0072]表 2
[0073]
[0074] 根据上述方式进行处理，即可建立主球、从球及公共从球的从属关系。
[0075] 5、球心连接：从公共从球的球心向各主球的球心连线，得到的结果如图9所示。
[0076] 6、等效公共从球计算：因模型的三维空间特性，两个主球之间的公共从球不止一 个，经过球心连接后得到了一个以主球为节点的网状结构。为简化骨架结构，同时保证骨架 位于模型体的中心位置，需要去一个等效的公共从球，计算公共从球的等效球，等效公共从 球为各公共主球空间位置和半径的几何平均值，从等效公共从球的球心向各主球的球心连 线，即可得到岩心模型的骨架结构，岩心骨架的提取结果如图10所示。
[0077] 上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权力 要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种空间球外联的岩心骨架提取方法，其特征在于：含有以下步骤： (一） 获取岩心的四面体结构模型：根据岩心的CT断层扫面图像得到岩心结构的体数 据，根据提数据信息重构岩心结构表面模型，对重构的岩心结构表面模型进行四面体剖分， 得到岩心的四面体结构模型； (二） 简化岩心的四面体结构模型：对岩心的四面体结构模型进行简化，删除表面的和 低质量的四面体单元，保留位于模型空间中心位置且高质量的四面体单元； (三） 提取岩心的骨架结构：计算岩心的四面体结构模型中每个四面体单元的外接球 并确定其体积大小，在每个子空间内，将外接球根据其体积大小排序，确定当前空间内的主 从球关系，进而确定为各子空间的拓扑连接关系，从公共从球到主球进行球心连接，即可获 得岩心的骨架，最后进行等效计算，得到单一骨架结构。2. 根据权利要求1所述的空间球外联的岩心骨架提取方法，其特征在于：步骤（三） 中，确定当前空间内的主从球关系时，定义：当前空间为A，四面体为T，T的外接球为ST， ST的体积为Vst，四面体T1与四面体T2的外接球相交记为ST，ST 2;主球的定义：在空 间A中，有四面体T1，对ν?? ，则ST^主球；从球的定义：在空间A中，若 ST1A ST 2且心2 < Iv则STA ST i的一个从球，记为*ST2 c:邳；公共从球的定义：在空间 A中，若灯2 C=輝且S7:7 c S7；,则ST2为ST ^ ST 3的公共从球，记为5T2 c: (^TplSr3),中间 从球的定义：除去公共从球的其它从球，规定从球传递关系为：若Sr2 C1STv则 SI] c_- ST13. 根据权利要求2所述的空间球外联的岩心骨架提取方法，其特征在于：步骤（三） 中，在确定每一个四面体单元的外接球从属关系的过程中，当前主球记为D_Sphere，余下的 外接球记为C_Sphere，将初始化的主球与剩下的四面体单元外接球进行拓扑连接关系判断 时，两球的位置关系及从属关系对应为以下九种情况： (1) 初始主球与待判断球都未确定，则两球的从属关系 (2) 初始主球待定，待判断球为从球，则两球的从属关系为C_Sphere为公共从球； ⑶初始球待定，待判断球为公共从球，则两球的从属关系为cUPte* * ⑷初始主球为从球，待判断球未确定，则两球的从属关系为Ccl象fem ; (5) 初始主球为从球，待判断球为从球，则两球的从属关系为C_Sphere为公共从球； (6) 初始主球为从球，待判断球为公共从球，则两球的从属关系为 C _ Sphere <z D Sphere t. (7) 初始球为公共从球，待判断球未确定，则两球的从属关系为C _分ten? c=D ⑶初始球为公共从球，待判断球为从球，则两球的从属关系为; (9)初始球为公共从球，待判断球为公共从球，则两球的从属关系SD_Sphere为从球； 根据上述九种情况进行处理，即可建立主球、从球及公共从球的从属关系。
【专利摘要】本发明涉及一种空间球外联的岩心骨架提取方法，含有以下步骤：(一)获取岩心的四面体结构模型，(二)简化岩心的四面体结构模型，(三)提取岩心的骨架结构。本发明以岩心的四面体结构模型为基础，综合岩心模型的特点，根据四面体外接球拓扑关系实现了岩心骨架的提取，能够保证岩心骨架结构与岩心结构的拓扑一致性，与现有技术相比，连通性更好，且不受模型边界质量的影响，准确性高，鲁棒性低，适用于复杂的岩心形体结构，岩心骨架的提取效率高，能够实现岩心骨架的快速提取。
【IPC分类】G06T17/20
【公开号】CN105427381
【申请号】CN201510788847
【发明人】牛文杰, 徐箐箐, 王晓斌, 吕长荣, 郑士坡, 刘赫, 徐国慧
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月16日