与医学CT不同的是，岩石CT的分辨率很高，可达远远小于头发丝的几十微米到纳米，人的肉眼难以看到。利用一些三维重构方法可以将扫描获得的高分辨率CT影像构建成一个三维的、立体的、直观的、数字化的岩石，这样的的三维岩石体，我们称其为“数字岩心”。数字岩心实际上就是将实际的岩心进行数字化，得到一种三维结构模型，根据模型可以做出类似于真实岩心的内部结构和组分。

传统上要想获取岩心的内部结构和组分都要在实验室进行岩石物理实验，如分析岩石粒度的筛析法和分析孔隙结构的压汞法，但是这些传统实验过于复杂且或多或少都会对样品造成损坏，会随着实验次数增多，造成实验结果的失真。而数字岩心具有速度快、成本低、精度高、可重复的优点，可以完美的规避这些问题，只需要利用计算机对数字岩心进行一定的组分、结构划分，就可获得准确度较高的内部结构，且根据不同的结构组分可以做一些仿真模拟，来模拟液体或气体在孔隙裂缝中的流动、压力等变化。

这时候大家肯定都有一个疑问，这些数字岩心的工作到底有何实际意义？现今数字岩心的应用主要是如下两个方面。

1.应用于科普网站和博物馆中，在科普一些岩石时，可以直观地展示岩石的三维结构、内部成分等等，更加生动直观地向参观者展示（图3）。

图3 吉林中部大黑山钼矿岩石三维成像（a 含矿物岩石照片;b 原岩石切片灰度图像;c 原岩石三维成像图;d提取矿物成分切片图;e 提取矿物成分三维图像）

 

2.广泛的应用于石油天然气行业。如基于新疆克拉玛依砾岩的数字岩心进行了不同聚合物驱油的渗流模拟仿真，为选取合适的驱油剂（图4）；如基于松科二井3500-5700m沙河子组数字岩心进行重构获取了孔隙模型，探讨了孔隙连通性、渗透率等属性，对松辽盆地深部油气预测提供了一定依据（图5）；如基于龙马溪组页岩的数字岩心进行弹性参数模拟，可以有效地确定页岩气压裂的位置（图6）。

图4 克拉玛依砾岩数字岩心聚合物驱油过程中油、水及聚合物溶液的变化

 

 

图5 松科二井沙河子组某岩心三维结构（a—重建出来的数字岩心; b—将主要特征渲染后与数字岩心重叠在一起的结果。c—在 XY 截面上任意抽取的一条线; d—将数字岩心中孔隙进行提取，将不连通的部分用不同颜色进行标记; e—在 XY 截面上任意抽取一条线的灰度值曲线，①位置为孔隙，灰度值曲线显示为波谷; ②位置也为孔隙，灰度值也显示为波谷; ③位置为岩石中包裹的矿物，灰度值显示为波峰）

 

图6 龙马溪组页岩数字岩心模拟中传播的波场动态模拟快照

地球物理是一门包罗万象的学科，大到宇宙中的行星，小到岩石中晶体都是我们研究的范围，如若将这些不同尺度的研究可以联系起来，变成环环相扣的整体，必将迎来新的伟大发现。数字岩心与传统地球物理勘探和油气资源开发的多尺度结合，为地球物理从小到大，从大到小的发展提供了一个良好的范例，虽然数字岩心技术仍处于襁褓期，还需要长期的发展，但是他的未来是可预见的，必会迎着朝阳蓬勃发展。