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一种采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法技术

技术编号:13996068 阅读:73 留言:0更新日期:2016-11-15 03:49
本发明专利技术涉及一种采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法,其包括如下步骤:a.扫描岩心样品,并将扫描图片采用波尔兹曼网格法模拟岩石多孔介质内油/水流动,以在该岩石多孔介质内形成不同油/水分布,并读取对应的油/水两相饱和度;b.根据该读取的油/水两相饱和度和该岩石多孔介质内的油/水分布作为输入参数,使用有限差分方法计算该岩石的第一电阻率;c.重复步骤a和步骤b,分别获取含水饱和度从0‑100%条件下的多个第一电阻率;d.采用有限差分方法计算100%饱和盐水条件下该岩石的第二电阻率;e.根据该多个第一电阻率和该第二电阻率计算电阻率指数,并依据该电阻率指数和该水饱和度,以得到岩电关系。上述方法不仅提高模拟计算的准确性,还缩短了模拟计算时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法
技术介绍
在石油和天然气勘探过程中,测量孔隙度、油/水饱和度、电阻率等岩心特征参数以及计算表征岩石电阻率(岩电)指数与含水饱和度之间的岩电关系曲线,在油气储量评估中至关重要。其测量数据的准确性会直接影响到油气资源的储量评估,甚至油气公司的股价与金融借贷能力等。目前,岩心特征参数的传统测试方法是通过实验室直接测量获得,虽然测试的结果准确度高,但是存在测试费用高、耗时长等问题。尤其是对于低渗透油藏,获得一条岩电关系曲线可能需要半年甚至几年时间。数字岩心模拟是当前石油、天然气勘探开发领域的最新前沿技术之一。数字岩心采用岩石图像扫描和分辨并结合高性能流体并行计算,虽然可提供更加方便、快捷、准确和廉价的分析平台,然采用数字岩心评估岩电关系曲线矫正的计算方法尚不成熟。波尔兹曼网格法(Lattice Boltzmann Method, LBM)或者孔隙网格法/有限差分法进行二相流模拟以研究流动,但其一般限于研究观察二相流动的机理和油/水分布结果是否合理。虽然有少量的研究注重在电阻率和岩电关系曲线,但是这些研究要么使用其他数值方法模拟油/水分布作为电阻率模拟的输入参数(Liu Xuefeng, etc. APPLIED GEOPHYSICS[J]. Numerical simulation of rock electrical properties based on digital cores(6):1-7, 2009),要么依然使用LBM方法进行电阻率模拟(Yue Wenzheng, etc. 2-D numerical simulation of digital rock experiments with lattice gas automation for electrical properties of reservoir formation[J]. GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATIONAL(183): 1316-1323, 2010)等。综上,上述方法存在以下缺点,一是不能够准确描述其饱和度以及油/水分布;二是使用LBM计算电阻率耗时长,工作效率低。
技术实现思路
鉴于以上内容,有必要提供一种准确、快速的采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法。一种采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法,其包括如下步骤:扫描岩心样品,并将扫描图片采用波尔兹曼网格法模拟岩石多孔介质内油/水流动,以在该岩石多孔介质内形成不同油/水分布,并读取对应的油/水两相饱和度;b.根据该读取的油/水两相饱和度和该岩石多孔介质内的油/水分布作为输入参数,使用有限差分方法计算该岩石的第一电阻率;c.重复步骤a和步骤b,分别获取含水饱和度从0-100%条件下的多个第一电阻率;d.采用有限差分方法计算100%饱和盐水条件下该岩石的第二电阻率;e.根据该多个第一电阻率和该第二电阻率计算电阻率指数,并依据该电阻率指数和该水饱和度,以得到岩电关系。该采用波尔兹曼网格法模拟岩石多孔介质内油水流动的步骤包括使用非稳态法模拟油驱替水,该非稳态法通过设置压力差驱使油/水流动,以形成不同的油/水分布。该压力差是流入和流出边界的密度差值,该压力差取值范围为0.2-0.6Kg/m3。在该非稳态法模拟岩石多孔介质内油驱替水的条件下,该岩电关系的曲线方程为:y=a x-b,其中,该x表示为水饱和度,该y表示为岩石电阻率指数,该b表示为胶结指数,该胶结指数的范围为1.5-5。该采用波尔兹曼网格法模拟岩石多孔介质内油水流动的步骤包括使用稳态法模拟油水并流,该稳态法通过设置质量力驱使油/水流动并使用循环边界条件,以形成不同的油/水分布。在该使用稳态法设置质量力驱使油/水流动步骤之前还包括按照不同油/水饱和度比例完全混合后注入该岩石多孔介质内。该质量力的范围为0.001-0.01N。在该稳态法模拟油水并流的条件下,该岩电关系的曲线方程为:y=a x-b,其中,该x表示为水饱和度,该y表示为岩石电阻率指数,该b表示为胶结指数,该胶结指数的范围为1.5-5。该油/水流动过程将产生不同的油/水分布,不同的油水分布具有不同的油/水两相饱和度。当该油/水两相的饱和度不随时间变化时,该油/水流动达到平衡。相较现有技术,上述采用数字岩心模拟计算岩电关系曲线的方法,通过在格子波尔兹曼方法模拟岩石多孔介质内油/水两相饱和度分布,再使用有限差分方法计算出岩石电阻率、饱和盐水条件下岩石电阻率以及电阻率指数,由于格子波尔兹曼方法能够准确模拟油水分布及模拟计算油/水两相饱和度,而有限差分法能够快速模拟该油/水饱和度下的电阻率。因此,本专利技术的方法不仅提高了模拟计算岩电关系曲线准确性,还缩短了模拟计算的时间。附图说明图1是本专利技术的第一较佳实施例的采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法的流程图。图2是本专利技术的第二较佳实施例的采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法的流程图。图3是本专利技术实施例1采用非稳态法给定水饱和度为88%的油/水分布示意图。图4是本专利技术实施例1采用非稳态法给定水饱和度为70%的油/水分布示意图。图5是本专利技术实施例1采用非稳态法给定水饱和度为52%的油/水分布示意图。图6是本专利技术实施例1的岩石电阻率指数随水饱和度变化的曲线图。图7是本专利技术实施例2采用稳态法给定水饱和度为82%的油/水分布示意图。图8是本专利技术实施例2采用稳态法给定水饱和度为43%的油/水分布示意图。图9是本专利技术实施例2采用稳态法给定水饱和度为11%的油/水分布示意图。图10是本专利技术实施例2的岩石电阻率指数随水饱和度变化的曲线图。主要元件符号说明步骤S1,S3,S5, S6,S7,S9,S10,S20,S,30,S40,S50,S60如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式请参阅图1,本专利技术的第一较佳实施例的采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法,其包括如下步骤:S1、扫描岩心样品,并将扫描图片采用波尔兹曼网格法进行数字岩心模拟。在本实施例中,该波尔兹曼网格法进行数字岩心模拟是通过对岩石多孔介质内油水二相流动进行模拟。采用波尔兹曼网格法进行数字岩心模拟包括:处理该扫描图片,以获取岩石多孔介质的横截面的二维图像;将该岩心多孔介质的横截面的二维图像转换为波尔兹曼网格参数,并根据该波尔兹曼网格参数建立该岩心多孔介质的物理模型。进一步的,根据该岩心多孔介质的物理模型采用波尔兹曼网格法进行该岩石多孔介质内油水二相流动进行模拟。在本实施例中,该扫描采用微计算机断层扫描技术(micro computed tomography,Micro-CT)进行扫描,并获取数字岩心三维像素立方体网格。该数字岩心三维像素为300 x 300 x 720,扫描后的特征岩心样品的有效物理体积为1毫米x 1毫米x 2.4毫米。该数字岩心模拟的孔隙度为27%,渗透率为374 毫达西(mD)。本领域技术人员能够理解的,该岩心样品的Micro-CT扫描图像是由该岩心样品图像和黑色背景组成的灰度图像,由于该岩心样品图像的灰度值与背景灰度值有明显差异。因此,对Micro-CT扫描图像进行二值化处理,可以得到相应的二值图像,并且可以进本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法,其包括如下步骤:a. 扫描岩心样品,并将扫描图片采用波尔兹曼网格法模拟岩石多孔介质内油/水流动,以在该岩石多孔介质内形成不同油/水分布,并读取对应的油/水两相饱和度;b.根据该读取的油/水两相饱和度和该岩石多孔介质内的油/水分布作为参数,使用有限差分方法计算该岩石的第一电阻率;c.重复步骤a和步骤b,分别获取含水饱和度从0‑100%条件下的多个第一电阻率;d.采用有限差分方法计算100%饱和盐水条件下该岩石的第二电阻率;e.根据该多个第一电阻率和该第二电阻率计算电阻率指数,并依据该电阻率指数和该水饱和度,以得到岩电关系。

【技术特征摘要】
1.一种采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法,其包括如下步骤:a. 扫描岩心样品,并将扫描图片采用波尔兹曼网格法模拟岩石多孔介质内油/水流动,以在该岩石多孔介质内形成不同油/水分布,并读取对应的油/水两相饱和度;b.根据该读取的油/水两相饱和度和该岩石多孔介质内的油/水分布作为参数,使用有限差分方法计算该岩石的第一电阻率;c.重复步骤a和步骤b,分别获取含水饱和度从0-100%条件下的多个第一电阻率;d.采用有限差分方法计算100%饱和盐水条件下该岩石的第二电阻率;e.根据该多个第一电阻率和该第二电阻率计算电阻率指数,并依据该电阻率指数和该水饱和度,以得到岩电关系。2.如权利要求1所述的采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法,其特征在于,该采用波尔兹曼网格法模拟岩石多孔介质内油水流动的步骤包括使用非稳态法模拟油驱替水,该非稳态法通过设置压力差驱使油/水流动并使用循环边界条件,以形成不同的油/水分布。3.如权利要求2所述的采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法,其特征在于,该压力差是流入和流出边界的密度差值,该压力差取值范围为0.2-0.6Kg/m3。4.如权利要求2所述的采用数字岩心模拟建立岩电关系的方法,其特征在于,在该非稳态法模拟岩石多孔介质内油驱替水的条件下,该岩电关系的曲线方程为:y=a x-b,其中,该x表...

【专利技术属性】
技术研发人员:龙威昝成
申请(专利权)人:龙威昝成
类型:发明
国别省市:广东;44

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