基于真实岩心数字重建孔隙结构内流体流动特性的计算研究

摘要

随着三次采油技术的不断发展，对于储层介质的研究也从宏观层面逐渐发展到微观层面，油气储层的勘探与开发逐渐转向精细油气藏。数字岩心技术因此成为研究的热点，而更为细致的三维重构岩心内部结构的数字岩心技术得到了极大的关注。 本文主要描述了一种新的数字岩心三维重构的方法，并对岩心孔隙进行数值模拟，其具体操作如下：通过Micro-CT设备对储层真实岩心和人造岩心进行了扫描，获取两种岩心的CT图像，并利用CT设备的相关软件完成岩心部分区域孔隙结构的三维展示以及岩心孔喉比等相关参数的定量分析及对比。但是由于Bentheimer岩石具有更好的均匀性，因此选用Bentheimer岩石的CT图像进行以下一系列处理来重建岩心内部三维结构：首先利用ImageJ软件进行降噪、阈值分割及选取REV区域等处理，利用MATLAB软件填充岩心“空洞”、获取岩心REV区域孔隙度分布，输出代表孔隙结构的记事本文件，通过SOLIDWORKS软件对记事本文件数据进行岩心内部孔隙的三维重构，输出能被FLUENT软件所能分析的CAD文件。最后对CAD文件进行划分网格，利用FLUENT软件对孔隙结构中单相水及单相空气的流动特性进行数值模拟，获得岩心内部复杂孔隙结构的流场及压力场分布。通过数值模拟，可以得出以下结论：计算得出岩心内单相水流动的绝对渗透率为2.4D，单相空气流动的绝对渗透率为2.47D，两者模拟结果与文献数据符合较好。 研究结果表明，本文开发的数字岩心三维重构方法可用于对真实岩心中的驱替过程进行良好预测，并对工业实践起到有效指导。

目录

第一个书签之前

1.1研究目的和意义

1.2研究现状

1.2.1孔隙结构获取研究进展

1.2.2数字岩心研究进展

1.3本文主要研究内容

2.1 Mcro-CT设备发展和成像原理

2.1.1 Micro-CT设备发展

2.1.2 CT成像原理

2.2 CT设备对样品的扫描

2.2.1 CT设备的介绍

2.2.2扫描岩样的选择

2.2.3扫描过程

2.3 CT设备中软件对图像的处理

2.3.1 CT图像重建

2.3.2阈值分割的原理

2.3.2 CT设备软件中对岩样部分区域的获取——人造岩心

2.3.3岩样数据分析

2.4本章小结

3.1 ImageJ中的图像处理

3.1.1降噪

3.1.2阈值分割

3.1.3颜色转换和图像分割

3.2 MATLAB中的数据处理

3.2.1读取和构建三维矩阵

3.2.2填充“空洞”

3.2.3每一张图像孔隙度的计算和分布

3.2.4输出记事本文件

3.3孔隙在CAD软件重构

3.3.1重构机理

3.3.2重构结果

3.4本章小结

4.1网格划分及模型

4.1.1网格划分

4.1.2数值模型

4.2计算条件

4.3水的单相模拟

4.3.1不同工况的计算条件

4.3.2计算结果及分析-速度分布

4.3.3计算结果及分析-压力分布

4.3.5计算结果及分析-岩心宏观渗透率计算

4.3.6 五种工况下的模拟结果统计分析

4.4空气的单相模拟

4.4.1不同工况的计算条件

4.4.2计算结果及分析-速度分布

4.4.3计算结果及分析-压力分布

4.4.4计算结果及分析-岩心宏观渗透率计算

4.4.5四种工况下的模拟结果统计分析

4.5本章小结

总结

展望