[發明專利]裂縫網絡三維數字巖心建模方法

有效

• 申請號: 201410264009.3
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN105279790B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 張麗艷;孫建孟;趙國欣;閆國亮;烏洪翠;趙建鵬;王筱文;王玉芹;張孝珍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質科學研究院
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 崔曉艷

本發明提供一種裂縫網絡三維數字巖心建模方法，該裂縫網絡三維數字巖心建模方法包括：步驟1，采用CT掃描方法或數值方法建立巖石基質三維數字巖心；步驟2，基于裂縫分布滿足分形特征的假設條件，采用隨機方法生成分形離散裂縫網絡FDFN；以及步驟3，將FDFN離散化后與基質數字巖心逐體素疊合后得到裂縫網絡三維數字巖心。該裂縫網絡三維數字巖心建模方法能夠解決裂縫性儲層難以獲取代表性巖心的困難，同時也為裂縫性儲層巖石物理屬性的數值模擬研究提供了研究平臺，因此極具推廣價值。

技術領域

本發明涉及巖石物理研究領域，特別是涉及到一種裂縫網絡三維數字巖心建模方法。

背景技術

數字巖心的建模方法主要有兩大類：一類是物理方法，通過實驗儀器對巖心樣品直接成像構建數字巖心，主要有序列二維薄片疊加成像方法、共焦激光掃描方法和無損X射線CT掃描成像方法；另一類是數學方法，是以高精度二維薄片圖像為基礎，通過隨機模擬或地質過程模擬重建三維數字巖心。

由于序列二維薄片疊加成像方法對樣品表面重復的切割、刨光和成像需要花費大量的時間，而共焦激光掃描方法構建的數字巖心相當于二維薄片厚度的偽三維數字巖心，因此在實際構建數字巖心過程中較少使用，實際應用中常用的構建數字巖心的物理方法是無損X射線CT掃描成像方法。

目前主要有兩種類型的X射線CT掃描系統用于構建儲層巖石的數字巖心，一種是使用工業X射線發生器產生X射線的臺式微CT掃描系統；另一種是采用同步加速器作為X射線發生器的同步加速微CT掃描系統。雖然現在先進的臺式微CT掃描系統可以獲得分辨率為5um 甚至更高分辨率的數字巖心，但是文獻中高質量的數字巖心都是用同步加速微CT掃描系統獲得的。澳大利亞國立大學于2004年建立了數字巖心實驗室，應用自制的微CT掃描系統對數字巖心構建技術進行了廣泛深入的研究，構建了直徑為5cm，最大視域為55mm，分辨率小于2um的柱塞巖心的數字巖心。

采用物理方法構建數字巖心具有直接和準確的優點，但是費用較高，由于巖心的二維高分辨率薄片圖像在地質研究中經常用到，是一種造價較低的反映巖心微觀結構的巖心資料。因此提出采用數學方法重建數字巖心，目前主要有隨機方法和過程模擬方法。隨機方法主要包括高斯隨機場方法、模擬退火法、順序指示模擬方法、多點地質統計學方法和馬爾科夫鏈方法。

1974年，Joshi首次提出了重建三維數字巖心的高斯隨機場方法。1997年，Hazlett提出了重建三維數字巖心的模擬退火方法。2003年，Keehm利用順序指示模擬(SISIM) 算法重建了三維數字巖心。這三種方法建立的數字巖心在孔隙度較低時連通性較差。2004 年，Okabe借鑒地質建模過程中常用的地質統計學方法，開發了從巖心二維薄片圖像重建三維數字巖心的多點地質統計學方法。Wu等人基于馬爾科夫隨機網格統計模型重建了三維數字巖心。這兩種方法建立的數字巖心孔隙連通性較好。與隨機方法引入隨機函數重建數字巖心不同，1997年，和Bakke應用不同顆粒半徑的球體通過模擬巖石的沉積過程、壓實過程和成巖過程重建了數字巖心。過程模擬法建立的數字巖心孔隙連通性較好，但是一般只適用于成巖過程簡單巖石的數字巖心的重建。

從目前眾多的數字巖心建模方法來看，主要集中在孔隙性儲層數字巖心的建模方法研究而對裂縫性儲層數字巖心建模方法的研究較少。由于裂縫性儲層選取代表性巖心比較困難，急需提出一種裂縫性儲層三維數字巖心的重建方法，從而為裂縫性儲層巖石物理屬性研究提供有效的分析方法。為此我們發明了一種新的裂縫網絡三維數字巖心建模方法，解決了以上技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種數字巖心建模方法，從而克服裂縫性儲層難以獲取代表性巖心的困難，同時為裂縫性儲層巖石物理研究提供新的數值模擬的裂縫網絡三維數字巖心建模方法。