数字岩心

摘要： 天然气水合物储层精确评价关系到储层的生产与开发过程.由于储层微观结构具有非均质性,且水合物合成分解过程中分布形式复杂,水合物储层物性变化规律尚不明晰,从而难以对储层水合物饱和度进行准确预测.为明确水合物赋存模式对电性特征的影响规律,本文基于石英砂样品采用随机模拟的方法实现了颗粒包裹型、孔隙填充型和团簇状分布三类赋存模式的水合物数字岩心构建,并进一步提取孔径分布分析不同水合物分布模式下的微观结构变化特征,利用有限元方法对含水合物数字岩心进行电性模拟,结合阿尔奇公式得到适用于含水合物石英砂介质的经验参数取值,并采用实验室内水合物合成实验电阻率测量数据与实际储层电阻率测井数据对比验证了阿尔奇经验参数取值的正确性及有效性.结果表明,随着水合物饱和度逐渐增加,在相同水合物饱和度下,颗粒包裹型生长引起的微观结构变化对电传导过程的影响最为显著;孔隙填充型水合物生长引起的孔隙结构变化对电传导过程影响最小;不同水合物赋存形式下,沉积物孔径分布变化规律从微观角度解释了三类分布模式的电性差异.研究结果有助于研究储层内含水合物沉积物合成分解过程中的电性特征演化规律.

摘要： 针对古龙页岩油储层黏土含量高、纹层页理与纳米孔发育、孔隙结构复杂导致传统驱替方式的岩电实验方法较难确定饱和度模型参数的问题,优选Simandoux饱和度模型作为古龙页岩油含油饱和度计算模型,并提出利用高精度的配套岩石物理实验分析方法确定关键岩电参数。该方法将微米级CT孔隙扫描与高精度矿物分布信息相结合,在保持样品尺度与图像分辨率的前提下将纳米级孔喉分布进行准确定位,构建高分辨率四维数字岩心孔隙格架,通过有限元法数字模拟分析页岩油储层在差异性含油等不同阶段的岩电参数变化规律,进而确定关键岩电参数。通过井A7等多口井的岩心分析数据检验,模型平均绝对误差为3.9%,精度能满足页岩油储量评价需求。该技术能够为古龙页岩油储层含油饱和度计算提供可靠的方法和模型,对其他类型页岩油饱和度评价也具有借鉴意义。

摘要： 由于疏松砂岩的胶结程度较差,实验过程中容易破坏岩心的孔隙结构,实验结果可靠性较差;常规数字岩心构建流程包含的洗油、钻取小样等步骤依然会破坏疏松砂岩的孔隙结构。为解决疏松砂岩岩心实验难度大的问题,提出了一套数字岩心构建新方法。该方法通过冷冻保存疏松砂岩地层密闭取心,对含油岩心柱塞开展微米CT扫描、聚焦扫描,避免对岩心孔隙结构的破坏,在此基础上完成数字岩心的建立;该方法能够精确测试疏松砂岩物性及流动参数,实验结果与油田实际开发情况吻合较好,特别是与密闭取心饱和度分析结果基本一致,该方法减少了常规方法带来的实验误差并缩短了实验周期,可应用于类似储层的岩心分析。

摘要： 微观孔喉结构是决定致密砂岩储层物性的内在因素,定量描述微观孔喉结构特征可以为致密砂岩储层质量表征提供依据。但致密砂岩储层微纳米孔喉发育,微观非均质性强,常规实验手段难以准确地确定孔喉特征参数。在高精度数字岩心图像的基础上(以SEM-Maps扫描图像为例,分辨率为10 nm),建立致密砂岩多孔介质模型,研究形成了自适应孔喉识别与提取方法、基于图像形态学算法的孔喉分割方法、孔喉结构特征参数计算方法,实现了基于扫描图像的致密砂岩微观孔喉结构定量表征。选取3块红河油田长8储层典型井致密砂岩岩样,定量计算孔喉特征参数,分析不同岩样的孔喉结构差异,结果表明:岩样的宏观物性与微观孔喉结构特征密切相关,孔喉半径越大、数量越多、配位数越高、连通性越好,岩样的渗透率等宏观物性也越好。

摘要： 为了可靠地评价海上油田开发后期的剩余油潜力,解决无岩心可用于实验分析的问题,本文采用了一套快捷、可行的实验及分析手段,将岩屑分析和数字岩心分析相结合,从老岩屑中重建出数字岩心,并通过数字岩心分析技术,准确描述储层孔隙结构特征、岩石物性特征和流体流动特征。该方法显著改善了缺乏岩心样品的海上油田储层特征描述,表征了储层渗流特征,为油田未来提高采收率研究提供了指导。

摘要： 参照目标储层岩石物性参数分布范围,采集了相对低、中、高渗的典型岩样,分别模拟地层温度和热采高温环境下的防砂及排砂流动过程,并对实验岩样进行CT扫描及图像后处理三维重构,建立数字岩心,利用孔道网络流动模拟技术,研究热采防砂、排砂开发方式对储层岩石孔道微观结构和地层渗透率的影响规律。结果表明:在地层温度条件下,防砂导致孔隙度下降8.2%,渗透率下降60.4%,排砂则导致孔隙度增加7.4%,渗透率增加32.2%;在热采高温环境下,防砂导致孔隙度下降16.1%,渗透率下降79.8%,排砂只能增加0.8%的孔隙度,渗透率仍然降低18%。热采高温产生的新生矿物将充填孔道,其缩径降渗效果将削弱高温降粘及排砂带来的增产效果,因此需要在热采方案制定或实施前,对目的层热采增产的可行性条件和增产幅度进行综合评价。

摘要： 基于卷积神经网络深度学习理论探讨了砂岩数字岩心绝对渗透率的计算方法和相关的重要影响因素。研究选取了3种具有代表性的砂岩样品包括Bentheimer砂岩、Berea砂岩和Doddington砂岩的数字岩心,比较了采用N-S方程法和孔隙网络模型法计算绝对渗透率的差异性;探讨了对砂岩样品进行切割生成子样品时,3种不同子样品尺寸对绝对渗透率均值和不同方向渗透率分量的影响。在此基础上基于200×200×200尺寸对原砂岩数字岩心进行切割获取子样品,并对全部子样品进行微观渗流模拟计算获得相应的绝对渗透率,建立了用于深度学习的数字岩心子样品数据库。基于该数据库讨论了卷积神经网络系统搭建过程中的关键参数如学习率和丢弃率等的选择方法。训练学习后对测试集子样品进行测试,预测值与真实值差异在5%以内,证明了该方法的有效性。

摘要： 根据吉木萨尔页岩油储层岩样的扫描电镜(FIB-SEM)图像,通过BP神经网络分割方法得到页岩的孔隙、微裂缝结构信息,进而利用改进四参数随机生长法和二维分数布朗运动模型重构了精细的、具有裂缝-基质孔隙双重介质的页岩三维数字岩心,并采用有限元方法对其模拟计算了不同裂缝参数下的有效电阻率,最后分析了不同的润湿性以及裂缝排列方式条件下数字岩心电阻率的变化规律。研究结果表明:微裂缝不同参数的变化能够引起岩石某方向视电阻率的不同程度变化,岩石电阻率与含水饱和度在多种裂缝排列方式下各自存在指数关系,同含水饱和度情况下亲水岩石电阻率更小,且亲水岩石电阻率与含水饱和度函数关系式参数的骤减比亲油状态下更显著。

摘要： 页岩油由于储层异常致密,传统储层表征方法存在取心成本高、岩心测试周期长等问题,并且实验室测量方法对页岩储集空间、微观孔隙结构的精细刻画不足。为此提出了一种基于岩屑定量数字化分析的页岩油储层表征方法,通过对岩屑的扫描电子显微镜(SEM)图片进行基于深度学习的图像识别和分割,刻画出纳米级孔隙结构,再结合J函数分析方法,定量分析页岩油储层最低可动孔隙半径,用以辅助页岩油储层的高效开发。研究选取吉木萨尔芦草沟页岩油储层典型井吉174井岩石碎屑样品为研究对象,得到了该井页岩油储层可动用油的孔隙尺寸下限,同时核磁测井结果也验证了该方法的有效性。

摘要： 疏松砂岩稠油油藏在开采过程中地层极易出砂,固相颗粒的迁移、堵塞及稠油中沥青质的沉降,导致储层物性变差,采用排砂冷采及化学降解工艺可以减小储层伤害。针对目标油藏典型岩样的数字岩心,参照实验观察和测试结果,分析岩石孔道孔径及连通条件对渗流环境的响应程度,将储层伤害因素转换为连通孔道网络渗流阻力的变化程度,利用孔道网络流动模拟技术,实时计算储层岩石的有效孔隙度和表观有效渗透率,并回归建立渗流环境、开采方式与主要渗流参数之间的相关式;再基于原始地层渗透率,以压力梯度为结合点,将微观模拟结果映射到宏观渗流空间,得到有效渗透率和波及系数在储层的实时分布,可用于评价敏感油藏储层伤害程度及防砂和排砂冷采对地层渗流场的影响,并进一步测算采收率、极限井距、合理井距等关键开发指标参数。本方法立足于敏感稠油油藏储层岩石孔道网络内的渗流过程,考虑了多种复杂的渗流环境,降低了开发过程的不确定性,可用于该类油藏主要开发技术参数的快速测算和评价。

摘要： 针对碳酸盐岩气藏储层由于缝洞发育导致的孔隙度、渗透率相关性差的问题,本文基于安岳气田高石梯—磨溪区块裂缝-孔洞型储层岩心的CT扫描图像和储层段的成像测井资料,通过重构岩心内部的三维结构,提取岩心中缝洞结构参数,划分缝洞模式,开展数字岩心流动模拟和渗透率计算,认识不同孔隙度区间渗透率的分布规律,描述裂缝-孔洞型储层的孔渗特征.研究结果表明:碳酸盐岩岩心中毫米至厘米级小型溶洞是主要储集空间,占孔隙体积的68％,开度为0.1～0.6mm的扁平状小裂缝在局部构成缝网,缝洞搭配形成优势渗流通道是提高岩心渗透率的关键;结合成像测井可将储层中缝洞划分为四种发育模式,在孔隙度大于3％的储层中,当面洞率大于10％或面缝率大于0.02％时,储层渗透性能有显著提高.该研究拓展了数字岩心的应用范围,为碳酸盐岩储层评价提供了一种新的途径,进一步拓展了数字岩心技术的使用范围.

摘要： 相渗曲线对于评价油藏开发潜力、制定开发方法和参数至关重要,致密砂岩渗透率低,常规实验方法测其相渗曲线耗时长、误差大,对实验设备和操作要求高.本文选取致密砂岩岩心高精度扫描图像的典型样本,经过图像降噪、增强、二值化和孔喉连通体提取后形成数字岩心数据体,按照多相流体混合注入的条件构造了适当的边界注入网格模型,采用基于COLOR模型的LBM方法,用稳态法模拟计算得到了致密砂岩典型样本的相渗曲线.相比常规实验方法,该方法具有参数易控制、求解速度快、结果精确可靠、具有可重复性等特点.

摘要： 酸蚀蚓孔的形成源于酸液的非均匀流动反应,其扩展规律决定了碳酸盐岩储层酸化、酸压的改造效果.安岳气田震旦系白云岩储层的储集空间复杂,孔洞和裂缝的存在使酸蚀蚓孔的扩展尤为复杂.利用CT扫描形象直观、样品无损的特点,首先定量地获取岩心内部溶蚀孔洞、天然裂缝、孔隙和喉道的三维空间拓扑结构;随后开展酸化流动实验,再进行CT扫描以分析酸蚀蚓孔三维形态,并校正双尺度蚓孔扩展数值模型模拟结果.利用数字岩心分析提取孔隙结构网络模型,对比分析过酸前后岩心孔隙尺寸、喉道尺寸、孔喉配位数等参数,结合孔隙尺度的绝对渗透率数值模拟明确孔洞空间分布对酸蚀蚓孔扩展的影响.最后运用校正后的双尺度模型模拟了安岳气田震旦系裂缝-孔洞型储层酸蚀蚓孔的扩展规律.研究结果为该类储层酸化设计提供了理论依据和科学指导.

摘要： 以往通过岩心实验数据和测井数据来获取岩石力学、矿物成分以及原生裂缝发育的程度等信息,从而对非常规储层可压裂性进行评价.本文提出利用岩心CT扫描、数字岩心图像识别技术与测井信息相结合,从而对非常规储层可压裂性进行评价的新方法.基于三维CT图像提取岩心压裂前后的裂缝的条数、表面积等关键参数,引入原生裂缝开启难度指数F1(单位地应力差下原生裂缝的发育面积)、储层脆性特征指数F2(单位破裂压力下压裂前后裂缝的增加面积)两个参数来综合表征岩心压裂潜力.结合岩心实验的矿物成分、声波波速、孔隙度、电阻率等数据,分析这些参数与F1、F2的相关性.选取与F1、F2高度相关的岩心参数,用神经网络模型建立了F1、F2与这些参数测井值的关系模型,从而建立了F1与F2的测井剖面.更直观的评价储层纵向剖面上压裂潜力的变化.在昭通A井的应用中,F1、F2测井剖面与岩心实验结果较为符合.在F1与F2均为较好的深度段,表示具有较好的天然裂缝发育和较好的脆性特性.这深度段具有较大的压裂潜力.昭通页岩气A井中2047-2050段具有较好的压裂潜力.

摘要： 本文介绍了一种基于数字岩心技术的微尺度孔隙网络模型,可从微观孔道角度对岩心中的微粒运移进行重复性模拟,其工作量小,可控性高,为今后微粒运移模拟实验提供了一种新思路.利用该模型对地层微粒运移堵塞过程进行模拟研究发现,介质有效渗透率的大部分来自孔径较小但数量较多的孔道,而数量较少的大孔道则对介质总体渗透率贡献较小.在半对数曲线图上,有效渗透率的对数与参与流动孔道的最小孔径近似成直线关系.在被堵孔道中,中间孔径范围的孔道降渗贡献率较大,两端相对较小,这与具有不同孔径的孔道体积分布规律相关性较好.

摘要： 本文利用有限元法计算了Fontainebleau砂岩数字岩心的弹性模量,基于有限元结果,对理论岩石物理模型的合理性进行研究:在干岩石条件下,对上下边界理论(H-S界限)、等效介质理论(KT、SCA、DEM)以及常用骨架模型(Krief、Nur、Pride)进行验证;在饱含流体条件下,对Gassmann理论进行验证,从而说明数字岩石物理得到的岩石模量在某些条件下与理论岩石物理模型计算结果具有等价性.

摘要： 本文采用有限元法对四个数字岩心的弹性参数进行了数值模拟，这一方法简便、经济、有效。这一模拟结果对后续研究工作具有重要的指导意义，与此同时，这种方法也有一些缺点，需要对模拟计算方法进一步改进，以达到减小误差的效果。

摘要： 利用Micro-CT建立的数字岩心得到岩心物性参数是可行的;利用数字岩心进行气水两相流渗流研究真实、可行。基于数字岩心的气水两相流渗流研究比常规基于均质各向同性的多孔介质的模拟更加真实可信;微尺寸下真实岩心的孔隙结构复杂多变，在不考虑表面张力的情况下，其气水两相流驱替前缘成圆弧型和包裹型两种，与均质各向同性多孔介质中的驱替前缘为直线型不同;孔隙结构影响驱替前缘。两相流研究应综合考虑表面张力和孔隙结构的作用。

摘要： 本文采用CT扫描技术对5块全直径天然岩心进行微观孔隙结构定量化研究,直观展示了不同类型砂体不同物性特征的岩石三维微观孔隙结构参数,结合驱替实验开展"双胞胎"岩样水驱、三元复合驱微观孔隙结构参数变化规律研究,以及不同驱替方式下的微观剩余油赋存状态研究.结果表明:全直径岩心CT扫描是研究微观孔隙结构的有效手段,岩心扫描切片可以有效的反映砂体内部的层理及孔隙分布特征;随着孔隙度降低,岩心孔隙直径和喉道直径依次减小,孔喉比依次增大,配位数依次减小;水驱和三元复合驱对储层孔隙结构变化均具有积极影响,随驱替倍数的增加,孔喉半径、配位数与面孔率增加,孔喉比降低,后续水驱阶段的三元复合驱岩样微观孔隙结构更为复杂;相同驱替倍数条件下,复合驱对储层结构的改变程度明显高于水驱;驱替介质是影响微观剩余油的赋存状态、驱油效率的主要因素之一,三元复合驱的驱替效率高于水驱;三元复合驱后,孔喉网络中的含油饱和度明显降低,体积明显减小,剩余油更加分散,形态由网络状向多孔状和孤立状转变,而水驱后主要以多孔状剩余油为主.

摘要： 碳酸岩复杂的孔隙结构和强烈的非均质性,导致传统的阿尔奇模型存在一定不适用性,主要体现在m,n值的变化范围大.本文创新的从岩石体积物理模型出发,设定n为常数,扩展m的含义并重新定义为孔隙结构指数,用它代替原Archie公式中胶结指数和饱和指数对含水饱和度计算的影响.鉴于碳酸盐岩孔隙成因的复杂性和孔隙结构的复杂性,特别是裂缝型和溶蚀孔洞型碳酸盐岩储层取心困难,本文采用数值模拟手段考察碳酸盐岩孔隙结构指数m的影响因素及变化规律.主要包括孔隙结构特征参数孔喉比、孔隙度、泥质含量等因素对表征岩石导电性的F和岩石孔隙结构指数m的影响,又通过引入孔隙结构组分建立了变m的饱和度模型.应用效果表明新模型成功解决了四川磨溪溶蚀孔洞型碳酸岩储层水层段自由烃饱和度计算偏高的难题.

摘要： 本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种具体涉及基于数字岩心实现人造岩心定量制作新方法，该方法包括1、天然岩心前期处理；2、天然岩心基本物性测试；3、天然岩心骨架组成粒度分析；4、基于数字岩心建立颗粒压实模型及渗流物性模拟；5、数值渗流模拟与基本物性测试吻合度分析；6、基于数值模拟结果制备人造岩心。本方法是利用数字岩心方法建立颗粒压实模型，预测岩心物性参数，定量指导固相混合人造岩心制备工艺，可以实现人造岩心制作过程中的参数定量控制、提高模型的制备效率，降低制作成本。

摘要： 本发明公开了一种用于任意方向的岩心切片显示的三维数字岩心存储方法，包括根据三维数字岩心数据的存储格式获取相关的存储参数；确定八叉树切割参数；基于所述存储参数与八叉树切割参数对三维数字岩心数据进行切割，并将切割得到的非空的各叶节点子区块分别存储；将所述各叶节点子区块进行合并得到其父节点子区块，以及将所述父节点子区块继续合并直至得到八叉树的根节点区块，并将合并得到的非空的各父节点子区块及根节点区块分别存储。该方法实现了三维数字岩心数据的任意方向的切片的显示，且可以提高邻近区域数据的获取速度。

摘要： 本发明公开了一种用于不同粗细粒度岩心图像重构的二维数字岩心存储方法，包括根据二维数字岩心数据的存储格式获取相关的存储参数；确定四叉树切割参数；基于所述存储参数与四叉树切割参数对二维数字岩心数据进行切割，并将切割得到的非空的各叶节点子区块分别存储；将所述各叶节点子区块进行合并得到其父节点子区块，以及将所述父节点子区块继续合并直至得到四叉树的根节点区块，并将合并得到的非空的各父节点子区块及根节点区块分别存储。该方法生成了不同粗细粒度的数据，实现了不同粗粒度的图像的显示，同时提高了图像的显示速度。

摘要： 本发明涉及一种采用数字岩心模拟计算岩心渗透率的方法，其包括如下步骤：a.采用波尔兹曼网格法模拟岩心多孔介质的物理模型；b.对该岩心多孔介质的物理模型进行物理场初始化及边界处理，该边界处理采用镜像边界作为波尔兹曼网格法的边界条件，以获得模拟区域及与该模拟区域具有相同构型的若干镜像区域；c.在该模拟区域内使用质量力驱使流体流动；d.根据处理后的该岩心多孔介质的物理模型，计算该模拟区域内的密度分布函数；及e.根据该质量力和该密度分布函数模拟计算该岩心渗透率。上述方法不仅提高了岩心渗透率计算的准确度，还缩短了该岩心渗透率的计算时间。

摘要： 本发明涉及采油工程技术领域，具体涉及一种基于数字岩心模拟的致密储层压裂液伤害数字化评价方法。本发明解决了常规压裂液伤害评价方法已无法满足该类储层的压裂液伤害快速评价需求的问题。本发明实施步骤为：制备边长1mm边长立方体岩心样品，进行不同分辨率的CT扫描，构建三维灰度数据体；通过孔隙度约束条件，确定网格边长建模标准；利用压汞曲线模拟，依据孔隙结构分布情况来确定储层数字岩心的扫描分辨率标准：按储层实际温度和压力，以优化后的数字岩心建模标准来建模进行高温高压扫描、模拟，计算不同时间的孔渗参数，以孔隙度、渗透率的降低幅度作为压裂液对致密储层伤害评价标准。本发明具有采用数字岩心技术，成本较传统技术低；采用国际领先的图像智能识别技术，精确度高，人为误差低等优点。

摘要： 本公开的实施例提供了一种提高岩心非均质性表征精度的数字岩心建模方法及装置。所述方法包括对第一至第N级岩心样品分别选取对应的CT扫描分辨率进行CT扫描，基于CT扫描结果分别确定各级岩心样品的CT灰度图像；对第N级岩心样品进行电镜扫描，基于所述电镜扫描结果确定所述第N级岩心样品的电镜扫描图像；对各级岩心样品的CT灰度图像与第N级岩心样品的电镜扫描图像进行配准；对实现配准之后的各级岩心样品的CT灰度图像与第N级岩心样品的电镜扫描图像进行图像分割，构建数字岩心模型。以此方式，可以实现岩心不同尺度图像的有机结合，准确反映岩心在不同尺度的结构特征，表征岩心不同尺度的非均质程度，并对岩心组分分布进行定量表征。

摘要： 本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种具体涉及基于数字岩心实现人造岩心定量制作新方法，该方法包括1、天然岩心前期处理；2、天然岩心基本物性测试；3、天然岩心骨架组成粒度分析；4、基于数字岩心建立颗粒压实模型及渗流物性模拟；5、数值渗流模拟与基本物性测试吻合度分析；6、基于数值模拟结果制备人造岩心。本方法是利用数字岩心方法建立颗粒压实模型，预测岩心物性参数，定量指导固相混合人造岩心制备工艺，可以实现人造岩心制作过程中的参数定量控制、提高模型的制备效率，降低制作成本。

摘要： 本发明公开了一种用于任意方向的岩心切片显示的三维数字岩心存储方法，包括根据三维数字岩心数据的存储格式获取相关的存储参数；确定八叉树切割参数；基于所述存储参数与八叉树切割参数对三维数字岩心数据进行切割，并将切割得到的非空的各叶节点子区块分别存储；将所述各叶节点子区块进行合并得到其父节点子区块，以及将所述父节点子区块继续合并直至得到八叉树的根节点区块，并将合并得到的非空的各父节点子区块及根节点区块分别存储。该方法实现了三维数字岩心数据的任意方向的切片的显示，且可以提高邻近区域数据的获取速度。

摘要： 本发明公开了一种用于不同粗细粒度岩心图像重构的二维数字岩心存储方法，包括根据二维数字岩心数据的存储格式获取相关的存储参数；确定四叉树切割参数；基于所述存储参数与四叉树切割参数对二维数字岩心数据进行切割，并将切割得到的非空的各叶节点子区块分别存储；将所述各叶节点子区块进行合并得到其父节点子区块，以及将所述父节点子区块继续合并直至得到四叉树的根节点区块，并将合并得到的非空的各父节点子区块及根节点区块分别存储。该方法生成了不同粗细粒度的数据，实现了不同粗粒度的图像的显示，同时提高了图像的显示速度。

摘要： 本发明涉及一种采用数字岩心模拟计算岩心渗透率的方法，其包括如下步骤：a.采用波尔兹曼网格法模拟岩心多孔介质的物理模型；b.对该岩心多孔介质的物理模型进行物理场初始化及边界处理，该边界处理采用镜像边界作为波尔兹曼网格法的边界条件，以获得模拟区域及与该模拟区域具有相同构型的若干镜像区域；c.在该模拟区域内使用质量力驱使流体流动；d.根据处理后的该岩心多孔介质的物理模型，计算该模拟区域内的密度分布函数；及e. 根据该质量力和该密度分布函数模拟计算该岩心渗透率。上述方法不仅提高了岩心渗透率计算的准确度，还缩短了该岩心渗透率的计算时间。