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GB／T 38531-2020 微束分析 致密岩石微纳米级孔隙结构计算机层析成像（CT）分析方法简介：

GB/T 38531-2020《微束分析 致密岩石微纳米级孔隙结构计算机层析成像（CT）分析方法》是中国国家标准，主要针对致密岩石中微纳米级孔隙结构的计算机层析成像（Computed Tomography, CT）分析技术进行规定。这是一种非破坏性的无损检测技术，用于研究和分析岩石的微观结构，特别是其孔隙度、孔隙大小、形状以及连通性等特性。

计算机层析成像（CT）是一种通过X射线或电子束对样本进行扫描，然后通过重建技术获取内部结构的三维图像。在地质学和矿物学中，这项技术被广泛用于研究矿石、岩石和沉积物的孔隙结构，这对于理解储层性能、岩石的物理性质和地质过程等具有重要意义。

GB/T 38531-2020标准详细描述了CT成像设备的选择、样品的制备、扫描参数设置、数据处理和分析方法，同时也包括了图像质量控制和结果解释的指导原则。它旨在提供一种科学、准确和可重复的孔隙结构分析方法，以支持地质科学研究和工业应用。

GB／T 38531-2020 微束分析 致密岩石微纳米级孔隙结构计算机层析成像（CT）分析方法部分内容预览：

微束分析致密岩石微纳米级孔隙结构

本标准规定了计算机层析成像（CT)技术用于致密岩石微纳米级孔隙结构成像的术语和定义、分析 方法、技术要求、数据处理、分析报告内容与不确定度分析 本标准适用于泥页岩、致密碳酸盐岩、致密砂岩、煤岩等岩石的微纳米级CT分析，其他地质样品也 可参照执行。

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件BD-01-隔离开关等--新建瓮安至马场坪铁路甲供物资（电力DL-01、DL-03、DL-04、牵引变电BD-01）二次采购招标-Z-盖章，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB17589X射线计算机断层摄影装置质量保证检测规范 GB/T 27025 检测和校准实验室能力的通用要求 GB/T 29034 无损检测 工业计算机层析成像（CT）指南 GB/T 29070 无损检测 工业计算机层析成像（CT）检测通用要求

GB/T 38531—2020 式中： P孔隙度； VP一孔隙总体积； V一试样总体积。 3.6 形状因子shapefactor 目标图像特征的数学描述。计算见式（2）： G A P2 （2） 式中： G形状因子； A一一孔隙截面面积，单位为平方米（m）； 孔隙截面形状的周长，单位为米（m）。 3.7 孔隙连通域 poreconnectivitypart 连通域 connectivitypart 试样中相互连通的孔隙范围。 注：连通域分为三类（如图1所示），A类连通域指有孔隙像素落在且仅落在一个边界上的连通域；B类连通域 指有孔隙像素落在相邻边界上，且不为A类连通的连通域；C类连通域指有孔隙像素落在相对的边 界上的连通域[

孔隙连通率 pore connectivity ratio 连通域的孔隙体积与总孔隙体积的比值。计算见式（3)：

乱隙连通率poreconnectivityratio

图1活连通域分类示意图（以正立方体为例

连通域分类示意图（以正

的孔隙体积与总孔隙体积的比值。计算见式（3

GB/T385312020

致密岩石微纳米级孔隙结构计算机层析成像分析，利用X射线微聚焦器件将X射线源发射的X射 线聚焦，穿透样品，通过数据探测传输系统采集样品吸收后的X光信号，对试样进行360°扫描，以特定 算法，利用重构软件，求解出每个空间位置点的X光吸收系数，并以灰度显示试样中不同组分，获得试 样孔隙结构及相关数据

5设备、器材与测试条件

5.1X射线 CT扫描仪

X射线CT扫描仪应按照GB/T29070的规定进

试样台能够相对于 试样合理 平移动最小步长应小于或等 小于或等于0.01°

5.1.5仪器外表面X射线强度

软件系统应具备以下功能： a 调节并控制X射线源功率、探测器曝光时间、射线源、样品台及探测器位置、样品扫描角度，并 能按照设定的扫描条件自动变换角度，扫描并存储试样投影图像。 b 按照固定算法对投影图像计算得到二维切片，具有重构、预览、去除伪影、中心偏移及图像增强 等功能。

环境条件应符合GB/T27025、GB/T29070规定

将试样制备为圆柱状，试样直径应根据扫描分辨率确定，确保试样在360°扫描过程中，试样图像应 在探测器的接收范围之内

6.2.1扫描模式设置

X射线源开机后，经X射线源与探测器预热，得到稳定的X射线，根据试样化学成分、最小感兴 成像分辨率的关系，选定扫描模式。煤岩低密度试样宜采用相位衬度扫描模式，其余岩石试样宜 及收衬度扫描模式

6.2.2试样旋转中心调节

将试样固定在试样台上，打开射线源及探测器，预览试样二维投射图像，并沿方向（射线源与探 则器连线方向）、Y方向（水平面内垂直于射线源与探测器连线方向）及Z方向（竖直方向）调整试样位 置，使试样图像处于探测器视野之内，调整试样轴心与试样台旋转轴心重合，保证试样在360°旋转扫描 过程中，扫描图像不会超出探测器视野。调节流程符合GB/T29034、GB/T29070和GB17589的 要求。

6.2.3试样X射线穿透率调节

数值除以空白图像各点的灰度数值， 调整X射线源电压、束流及曝光时间 使得试样的X射线平均穿透率在25%~ ~40%之间。记录参数

6.2.4投影图像数量选定

设定投影图像数量，宜不少于1200张，试验过程中可根据实际情况灵活调整扫描张数，记录扫

6.3.2试样成像数据采集

背底采集完成后，将试样移回X射线视域，采用相同的扫描参数采集试样X射线成像数据。试 360°，采集X射线成像数据

6.3.3图像漂移消除的数据采集

GB/T385312020

采用与6.3.2相同的扫描参数，根据仪器性能采集特定张数（以15张～20张为宜)的试样360° 成像数据。

利用6.3.2采集的试样成像数据减去6.3.1采集的背底数据，消除背厂

利用6.3.3数据消除试样扫描过程中物理偏移的影响

选择两个或两个以上角度的投影图像，逐步调节转轴中心偏移量，进行预重构。参考面图像中矿 物轮廓、孔隙边缘清晰时，确定转轴中心偏移量，进行图像重构，并检查图像质量。重构后图像应无环状 或线状伪影（见图2），样品边缘轮廓无重影，特征矿物晶形明显，孔隙边缘清晰，否则需重新重构或者重 新采集。

图2环状伪影与线状伪影图像举例

7.4.2孔隙识别与参数计算

图3图像滤波前后对比实例

报告内容应满足GB/T27025的要求，包括基本信息、设备信息、样品信息、扫描参数与分析结果 可参见附录A实例。

买验室名称、报告编号、分析人、审核人、签发人与

包括设备型号、基本参数、采纳的标准规范

包括地区、层位、井号、深度、岩性、原编号与尺寸。

包括扫描模式、曝光时间、扫描张数

GB/T385312020

包括孔隙结构定量评价表及成果图件，其中孔隙结构定量评价表包括但不限于孔隙度、形状因子与 孔隙连通率，成果图件包括但不限于原始扫描二维切片、孔隙识别二维切片、三维岩石图、三维孔隙 图、孔隙直径分布直方图、孔隙数量分布直方图、孔隙体积分布直方图、孔隙面积分布直方图。二维 切片图像应标注分辨率，宜采用“.tiff”“.png”等格式的二维图片。三维重构图像，可用于图形图像定量 计算机分析.输出格式宜采用“.raw”标准格式。具体可参见附录B实例

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附录A （资料性附录） 致密岩石微纳米级孔隙结构计算机层析成像分析报告格式示例

本附录给出了致密岩石微纳米级孔隙结构计算机层析成像分析的报告示例，见图A.1一 围A1~表A5

图A.1检测报告基本信息实例

图A.2分析报告设备信息实例

表A.1检测报告中样品信息与扫描参数实例

《炼焦工艺设计规范 GB 50432-2007》A.3分析报告二维切片与三维孔隙图像实

表A.2不同物质相像素点数量与体积统计表

表A.3孔隙度与连通率计算结果统计表

GB/T38531—2020

表A.4孔隙直径、数量、面积与体积分布统计表

DB34∕T 4293-2022 近零能耗建筑技术标准表A.5孔隙直径、数量、面积与体积分布统计表

图A.4分析报告——孔隙面积分布直方图实例