[發明專利]一種基于數字巖心的多尺度融合方法

在審

• 申請號: 201810273105.2
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN110320137A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 孔強夫;王曉暢;胡松;鄒友龍;劉學鋒;李軍;胡瑤
• 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石油勘探開發研究院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

公開了一種基于數字巖心的多尺度融合方法，包括：基于巖心樣品提取大尺度孔隙網絡模型；基于所述巖心子樣品建立小尺度孔隙網絡模型；將至少兩組不同尺度下的孔隙網絡利用附加喉道跨尺度連接起來，包括：將小尺度孔隙網絡中喉道最大長度定義為孔隙間距最大值，將大尺度孔隙連接小尺度孔隙的最大數目定義為跨尺度配位數；大尺度的孔隙體在孔隙間距最大值的搜索半徑范圍內，通過跨尺度配位數約束，生成附加喉道與相鄰的小尺度孔隙體連接，生成最終的孔隙網絡模型。本發明通過耦合算法將兩種尺度下的孔隙網絡模型融合，能夠同時描述大孔隙和微孔隙特征，對碳酸鹽巖雙孔隙數字巖心的連通性表征有很大的改善，有助于滲透率等巖石物理屬性的數值模擬。

技術領域

本發明涉及數字巖石物理中的建模技術，更具體地，涉及一種基于數字巖心的多尺度融合方法。

背景技術

由于縫洞儲集體孔隙尺寸分布范圍廣，非均質性強，導致孔-滲相關性差，滲流規律復雜，制約該類儲層的評價精度，因此有必要定量、系統地研究縫洞儲集體的滲流特性。但縫洞等次生孔隙發育的層位取芯困難，僅通過實驗室測量難以揭示該類儲層的流體運移規律。三維數字巖心和數值模擬算法相結合，作為巖石物理實驗的重要補充，已發展為重要的研究方法。準確建立包含縫洞儲集體全部孔隙空間的多尺度孔隙網絡，采用數值模擬方法定量計算滲透率，分析滲透率變化規律，進而提出計算模型具有重要的理論意義和應用價值。

目前，采用數字巖心技術可對巖石的宏觀物理屬性進行研究，數字巖心的構建方法主要有物理成像法和數值重建法。物理成像法精度高，較為準確反映巖石微觀結構。數值重建法存在多解性，精度較物理成像法低，但實驗成本低。物理成像法構建三維數字巖心受到樣品尺寸和分辨率的制約，樣品尺寸大，代表性強，但掃描分辨率低，若要提高分辨率，則需減小樣品尺寸。由于碳酸鹽巖縫洞儲集體非均質性強，發育尺寸較大的次生孔隙，同時還存在小尺寸的基質孔隙，若要識別所有孔隙系統，需采用極高的分辨率掃描大尺寸樣品，導致成像實驗和后續巖石物理數值模擬的困難。

Arns等通過X射線CT掃描構建了碳酸鹽巖三維數字巖心，對同一塊碳酸鹽巖巖心調整不同的掃描分辨率發現，當分辨率達到1um時，基于數字巖心計算的孔隙度仍遠小于實驗室孔隙度測量結果(ARNS C H，BAUGET F，LIMAYE A，et al.Pore Scale Characterisation of Carbonates using X-ray microtomography[J]. SPE Journal,2005,10(4):475-484.)，這說明碳酸鹽巖中仍存在大量尺寸小于1um 的微孔隙。

針對碳酸鹽巖油藏中多尺度的孔隙特征，國內外有大量文獻主要集中在對碳酸鹽巖不同尺度下的孔隙特征進行描述。姜黎明等(姜黎明,劉寧靜,孫建孟, 等.利用CT圖像與壓汞核磁共振構建高精度三維數字巖心[J].測井技術,2016, 40(4):404-407.)利用CT掃描與壓汞核磁共振資料結合構建高精度三維數字巖心，核心思路也是通過將兩種分辨率下的數字巖心進行疊加，并未給出具體的實現過程和思路。

目前對于多尺度下的融合方法研究較少，研究的深度也不夠。從現有的文獻來看，王晨晨等(王晨晨,姚軍,楊永飛,等.碳酸鹽巖雙孔隙數字巖心結構特征分析[J].中國石油大學學報:自然科學版,2013,37(2):71-74.)基于掃描電鏡 (SEM)獲取碳酸鹽巖高、低分辨率的巖心薄片，利用馬爾可夫鏈方法構建了相應的數字巖心，并通過疊加法進行融合。該方法基本思路是采用成像設備在不同分辨率下獲得三維數字巖心，將粗尺度圖像分辨率提高至細尺度圖像分辨率，然后將粗尺度和細尺度圖像疊合，構建多尺度三維數字巖心。但是，該方法的本質是對不同分辨率下的孔隙空間數字做布爾運算，缺乏明確的物理依據。并且，該方法建立的多尺度三維數字巖心數據體尺寸過于龐大，導致后續處理困難。另外為考慮細尺度圖像中的微孔隙與粗尺度圖像中次生孔隙的耦合關系，巖石物理屬性數值模擬與實驗結果匹配程度較低。因此，有必要提出一種匹配程度好的多尺度融合方法。