Формирование трехмерной модели материала из серии изображений, полученных с помощью ФИП-РЭМ

Диссертационная работа направлена на решение научно-технической задачи построения трехмерной модели образца горной породы по данным растрового электронного микроскопа с фокусированным ионным пучком (ФИП-РЭМ). Актуальность этой тематики связана с нарастающим усложнением условий разработки месторождений углеводородных полезных ископаемых и необходимостью повышения эффективности нефтегазовой промышленности, в частности, с помощью внедрения цифровых технологий. Концепция цифрового анализа керна предлагает дополнить лабораторные исследования математическим моделированием на цифровых моделях образцов горной породы и флюидов (жидкостей и газов), что позволяет проводить новые типы исследований и повысить скорость проведения существующих. Целью работы являлось создание системы, алгоритмов и программного обеспечения для обработки и сегментации ФИП-РЭМ изображений пористой среды с целью формирования трехмерной модели образца, которая в дальнейшем может использоваться для проведения цифровых экспериментов. Для реализации поставленной цели были детально рассмотрены основные этапы обработки ФИП-РЭМ изображения, проанализированы существующие подходы и разработаны новые алгоритмы для выравнивания слоев, согласования их интенсивности, подавления эффекта занавеса, оценки качества изображения и сегментации с учетом эффекта прозрачности пор. Все процедуры обработки объединены в гибкую систему, которая реализована в виде программного обеспечения, позволяющего удобно и эффективно строить модель образца по данным ФИП-РЭМ томографии.