一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法，涉及岩石物理领域。以致密砂岩气层岩石为研究对象，通过微CT扫描的切片图像建立数字岩心，提取岩心的孔隙结构参数。利用格子Boltzmann方法模拟不同饱和度下岩心中气水两相的分布情况，并以此为基础研究致密砂岩的微观孔隙结构及润湿性对其电阻率特性的影响。本发明专利技术利用数字岩心技术恰好能够弥补传统实验的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法
本专利技术涉及岩石物理领域，特别涉及一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法。
技术介绍
我国致密砂岩气资源丰富，潜力巨大，四川盆地早在20世纪70年代初就已发现致密砂岩气藏。截至2011年底，我国致密砂岩气累计探明可采储量为1.76×1012m3，占全国天然气探明总储量的2/5左右，2011年致密砂岩气产量占全国天然气产量的1/4左右（鲁雪松等，2014）。据国土资源部预测，我国的致密砂岩气产量在2030年将达到（400-600）×108m3，同时非常规天然气产量将约占天然气总产量的一半（王南等，2015）。致密砂岩气已成为我国天然气产量增长的重要力量。致密砂岩储层由于沉积、成岩作用复杂，导致其具有孔隙结构复杂、孔隙度与渗透率低下、次生孔隙发育、毛管压力高等特点。致密砂岩储层结构的复杂性给勘探开发带来了许许多难题：测井解释符合率低、储层评价与试油气效果不好。岩石的电阻率特性在测井解释与储层评价中具有重要作用，其不仅依赖于微观孔隙结构，还受到孔隙中流体分布的影响。高质量岩电参数的获取，对于提高测井解释符合率有重要的意义。然而致密砂岩因其低孔低渗的特点，难以使用传统的两相驱替实验来建立饱和度，使得获取高质量的岩电参数较为困难。传统的岩石物理方法分析岩心物性较为耗时，且难以表征三维空间内孔隙的结构。因此，获取致密砂岩的孔隙结构及其对岩石电学特性的影响研究难以通过传统的实验手段开展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法，旨在以致密砂岩气层岩石为研究对象，通过微CT扫描的切片图像建立数字岩心，提取岩心的孔隙结构参数。利用格子Boltzmann方法模拟不同饱和度下岩心中气水两相的分布情况，并以此为基础研究致密砂岩的微观孔隙结构及润湿性对其电阻率特性的影响。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法，其特征在于；其是将标准制样的岩心进行CT扫描获得一系列二维切片图像，然后进行滤波去噪、阈值分割后建立数字岩心模型，将模型中的每一个体素作为格子Boltzmann方法中的一个格子，模拟气和水在岩心孔隙空间中在不同含水饱和度时的分布状况；基于模型中气水分布信息获得岩心的电学特性参数。进一步的技术方案在于，所述CT扫描是采用微CT扫描设备对样品进行扫描，然后利用滤波反投影算法进行重建获得一系列二维切片图像。进一步的技术方案在于，所述滤波去噪采用中值滤波进行去噪。进一步的技术方案在于，所述阈值分割是使用Avizo软件中提供的“I_threshold”方法进行交互式的阈值分割，阈值从0开始逐渐增加，当选中大部分部孔隙时停止，再用“tophat”算法自动进行细节填补。进一步的技术方案在于，格子Boltzmann方法是采用Shan-ChenD3Q19格子模型进行模拟，在该模型中通过设置不同的固体壁面的虚拟密度来模拟不同的润湿性。进一步的技术方案在于，基于模型中气水分布信息获得岩心的电学特性参数过程中，是利用有限元方法进行模拟，将图像的每一个像素点作为有限元当中的一个单元，随后设置单元属性时，将代表水的单元设置为导电，而其余单元不导电；通过计算岩心在不同饱和度下的电阻率，可以做出双对数坐标的Sw-I图，进行线性拟合得到阿尔奇公式参数b、n。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术公开一种基于数字岩心，通过格子Boltzmann方法确立岩心中气水分布，并进一步获取致密砂岩电学特性的方法。首先利用微CT扫描获得岩心的一系列二维切片图像，通过滤波去噪及阈值分割建立起数字岩心模型。第二步，利用格子Boltzmann方法模拟气和水在岩心孔隙空间中在不同含水饱和度时的分布状况。第三步，基于气水分布信息，利用有限元方法求解岩心的电阻率。该方法可以获取岩心的电阻率，并进一步获取岩心的阿尔奇公式参数b、n。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是岩心微CT扫描结果二维切片；图2是岩心微CT扫描结果三维结果；图3是岩心中值滤波对比图滤波前；图4是岩心中值滤波对比图滤波后；图5是岩心阈值分割图的阈值分割前；图6是岩心阈值分割图的阈值分割后；图7是数字岩心模型；图8模拟区域；图9是气水分布图Sw=10%；图10是气水分布图Sw=20%；图11是气水分布图Sw=30%；图12是气水分布图Sw=40%；图13是Sw-I图；图14是实施例岩心微CT扫描结果二维切片；图15是实施例数字岩心模型；图16是实施例双对数坐标图中作I-Rw图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。数字岩心技术是开展岩石物理研究的一个新兴手段，利用岩心的数字模型，研究人员通过划分岩心的孔隙空间来获得孔喉分布、配位数及形状因子等参数，并用这些参数来定量地描述岩心的孔隙结构特征。同时也可以利用建立好的数字模型进行数值模拟，更快的获得多项岩石的物理参数，如绝对渗透率、相对渗透率、岩电参数及力学参数等。本文以致密砂岩气层岩石为研究对象，利用数字岩心技术恰好能够弥补传统实验的不足。本专利技术公开了一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法，其特征在于；其是将标准制样的岩心进行CT扫描获得一系列二维切片图像，然后进行滤波去噪、阈值分割后建立数字岩心模型，将模型中的每一个体素作为格子Boltzmann方法中的一个格子，模拟气和水在岩心孔隙空间中在不同含水饱和度时的分布状况；基于模型中气水分布信息获得岩心的电学特性参数。优选的，所述CT扫描是采用微CT扫描设备对样品进行扫描，然后利用滤波反投影算法进行重建获得一系列二维切片图像。优选的，所述滤波去噪采用中值滤波进行去噪。优选的，所述阈值分割是使用Avizo软件中提供的“I_threshold”方法进行交互式的阈值分割，阈值从0开始逐渐增加，当选中大部分部孔隙时停止，再用“tophat”算法自动进行细节填补。优选的，格子Boltzmann方法是采用Shan-ChenD3Q19格子模型进行模拟，在该模型中通过设置不同的固体壁面的虚拟密度来模拟不同的润湿性。优选的，基于模型中气水分布信息获得岩心的电学特性参数过程中，是利用有限元方法进行模拟，将图像的每一个像素点作为有限元当中的一个单元，随后设置单元属性时，将代表水的单元设置为导电，而其余单元不导电；通过计算岩心在不同饱和度下的电阻率，可以做出双对数坐标的Sw-I图，进行线性拟合得到阿尔奇公式参数b、n。对本专利技术进行详细说明：1.数字岩心模型建立1.1微CT扫描将岩心制成扫描所需的大小，然后利用微CT扫描设备对样品进行扫描，对扫描结果利用滤波反投影算法进行重建，得到扫描样品的最终结果，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法，其特征在于；其是将标准制样的岩心进行CT扫描获得一系列二维切片图像，然后进行滤波去噪、阈值分割后建立数字岩心模型，将模型中的每一个体素作为格子Boltzmann方法中的一个格子，模拟气和水在岩心孔隙空间中在不同含水饱和度时的分布状况；基于模型中气水分布信息获得岩心的电学特性参数。

【技术特征摘要】
1.一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法，其特征在于；其是将标准制样的岩心进行CT扫描获得一系列二维切片图像，然后进行滤波去噪、阈值分割后建立数字岩心模型，将模型中的每一个体素作为格子Boltzmann方法中的一个格子，模拟气和水在岩心孔隙空间中在不同含水饱和度时的分布状况；基于模型中气水分布信息获得岩心的电学特性参数。2.根据权利要求1所述的一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法，其特征在于，所述CT扫描是采用微CT扫描设备对样品进行扫描，然后利用滤波反投影算法进行重建获得一系列二维切片图像。3.根据权利要求1所述的一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法，其特征在于，所述滤波去噪采用中值滤波进行去噪。4.根据权利要求1所述的一种利用数字岩心获取致密砂岩岩石电学特性的方法，其特征在于，所述阈值分割是使用Avizo软件...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向君，熊健，梁利喜，刘凯，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51