[發明專利]一種考慮凹凸性的巖石孔隙網絡模型的孔喉截面構造方法

有效

• 申請號: 201510818657.3
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105427383B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 侯健;韋貝;姚軍;曹緒龍;付紅斐;劉建林;楊勇;郭蘭磊;劉東瀅;于波;劉永革;杜慶軍;李淑霞;姚傳進;周康
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06T17/30
• 分類號: G06T17/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種考慮凹凸性的巖石孔隙網絡模型的孔喉截面構造方法，其特征在于以下步驟：

(1)利用CT成像技術對巖心進行掃描，然后基于CT切片圖像利用移動立方體法對巖心進行三維重建。

(2)利用細化算法對三維數字巖心進行孔喉分割，將所有孔喉編號并排序，依次為1，2，3···N_max，同時初始化N使得N＝1；統計每個孔喉截面周長P、面積A、形狀因子G及孔喉半徑r_in。

(3)利用數值實驗隨機構建包括凹四邊形及凸四邊形在內的M個四邊形，M取值一般為5000；畫出M個四邊形最大內角和形狀因子的散點關系圖，其輪廓曲線稱之為截面最大內角極值曲線，擬合曲線得到函數表達式。

(4)采用無因次水力半徑H判斷第N個截面的凹凸性，根據最大內角極值曲線表達式確定一個四邊形最大內角β₄。

(5)利用一條從角β₄頂點出發的對角線l₀將β₄分為角α₁和角α₂兩部分，同時根據公式確定該對角線長度。

(6)建立以四條邊長為未知數的截面非線性特征方程。利用牛頓迭代法求解四邊形參數，其中每條邊長的迭代初值選為截面周長的四分之一，迭代結束條件為迭代前后絕對值之差小于10^-5或者迭代次數大于1000。

(7)檢驗截面非線性特征方程的解，若方程無正解或內角和不等于360°，返回步驟(5)。若方程有符合物理意義的解且N<N_max，執行N＝N+1，并轉至步驟(4)，否則構造結束。

2.如權利要求1所述的一種考慮凹凸性的巖石孔隙網絡模型的孔喉截面構造方法，其所述步驟(3)中的數值實驗，其特征在于：

在直角坐標系中以原點為圓心構造一個單位圓，在單位圓范圍內的四個象限分別隨機選取一點，依次連接各個點，組成一個四邊形。

3.如權利要求1所述的一種考慮凹凸性的巖石孔隙網絡模型的孔喉截面構造方法，其所述步驟(4)中采用無因次水力半徑H判斷第N個截面的凹凸性，其特征在于：

H＝r_h/r_in,

其中r_h為水力半徑，r_in是孔隙半徑。如果H≥0.5，則該截面形狀是凸邊形，否則為凹邊形。

4.如權利要求1所述的一種考慮凹凸性的巖石孔隙網絡模型的孔喉截面構造方法，其所述步驟(4)中的四邊形最大內角β₄，其特征在于由以下公式決定：

其中β_4min表示四邊形形狀因子為G時最大內角的最小值，β_4max表示四邊形形狀因子為G時最大內角的最大值。

5.如權利要求1所述的一種考慮凹凸性的巖石孔隙網絡模型的孔喉截面構造方法，其所述步驟(5)中的對角線l₀，其特征在于該對角線長度確定公式為：

l₀＝5A/P+k(0.5P-5A/P),k∈(0,1)

其中k為符合均勻分布的隨機數。

6.如權利要求1所述的一種考慮凹凸性的巖石孔隙網絡模型的孔喉截面構造方法，其所述步驟(6)中的截面非線性特征方程，其特征在于滿足以下形式：

l1+l2+l3+l4-p=0(0.5l0sinα2)l3+(0.5l0sinα1)l4-A=0l12-l42+(2l0cosα1)l4-l02=0l22-l32+(2l0cosα2)l3-l02=0.]]>

其中l₁、l₂、l₃、l₄分別表示四邊形四條邊的邊長。