基于数字岩石物理的高温岩石电学特性分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于数字岩石物理的高温岩石电学特性分析方法及系统，属于岩石物理学的技术领域，该方法包括：S1：构建高分辨多组分的数字岩心；S2：通过分形布朗运动生成粗糙表面的裂缝，并整合到高分辨多组分的数字岩心中；S3：利用温度和基质矿物或被包含物电阻率的关系，通过岩心电阻率与被包含物电阻率关系式求得被包含物电阻率，进而求得被包含物的电导率；S4：将不同温度下的矿物组分电导率作为有限元算法的输入，模拟得到不同温度下整体数字岩心电流，转化得到整个数字岩心的电阻率。本发明专利技术通过数值模拟方法研究高温下岩石电学特性，拓展数字岩石物理技术在高温储层评价的应用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
基于数字岩石物理的高温岩石电学特性分析方法及系统


[0001]本专利技术属于岩石物理学的
，具体涉及一种基于数字岩石物理的高温岩石电学特性分析方法及系统。

技术介绍

[0002]干热岩能源是国际社会公认的高效低碳清洁能源，地热资源储量巨大。高温高压是干热岩储层最为显著的特征，干热岩体的岩石物理学参数会受到高温高压环境的影响而发生变化，由温度影响而引起的电性变化成为识别干热岩资源的重要特征之一，准确研究高温下干热岩储层电学性质对人工热储的建造以及促进地热资源开发利用具有重要指导意义。高温导致钻井仪器无法钻取温度超过260℃的干热岩岩心，在实验室条件下对岩心进行高温电学特性分析成本高难度大，而基于数字岩石物理技术开展干热岩电学特性数值模拟则可有效解决这些难题。数字岩石物理技术可以构建多孔隙数字岩心模型，可精细表征岩石内部微观结构特征，通过数值算法对温度加以设置，可定量改变微观参数进而分析岩石电学性质的变化规律。如果能够开发出有效的适用于不同温度下的电学数值模拟方法，就可以研究高温下岩石电学特性。因此，基于三维数字岩心技术研究高温对岩石电学特性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于数字岩石物理的高温岩石电学特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：构建高分辨多组分的数字岩心；S2：通过分形布朗运动生成粗糙表面的裂缝，并整合到高分辨多组分的数字岩心中；S3：利用温度和基质矿物或被包含物电阻率的关系，通过岩心电阻率与被包含物电阻率关系式求得被包含物电阻率，进而求得被包含物的电导率；S4：将不同温度下的矿物组分电导率作为有限元算法的输入，模拟得到不同温度下整体数字岩心电流，转化得到整个数字岩心的电阻率。2.根据权利要求1所述的基于数字岩石物理的高温岩石电学特性分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括：制备岩心样品，对岩心样品进行X
‑
ray CT扫描、QEMSCAN矿物分析和MAPS拼接成像实验；将X
‑
ray CT扫描获取的三维灰度图和QEMSCAN结合，采用多阈值分割法得到多组分三维数字岩心；通过MAPS精细提取每种矿物中的孔隙，将对应的孔隙等效添加到多组分数字岩心每个组分中，获得高分辨多组分的数字岩心。3.根据权利要求1所述的基于数字岩石物理的高温岩石电学特性分析方法，其特征在于，所述步骤S2包括：通过分形布朗运动生成具有二维裂缝粗糙表面，并整合到高分辨多组分数字岩心中。4.根据权利要求1所述的基于数字岩石物理的高温岩石电学特性分析方法，其特征在于，所述步骤S3包括：在高温电学数值模拟中，利用热学、电学理论得到温度和被包含物电阻率的关系，岩石电阻率与温度的关系如下：岩心为多孔介质复合材料，其中，孔隙为不导电的包含物且不导电，骨架为被包含物，则岩心电阻率ρ
core
与被包含物电阻率ρ
grain
有如下关系式：式中，φ为岩心的孔隙度，通过岩电实验得到岩心电阻率，再求得被包含物电阻率，进而求得被包含物电导率。5.根据权利要求1所述的基于数字岩石物理的高温岩石电学特性分析方法，其特征在于，所述步骤S4中：在三维数字岩心中，选定每一个像素为一个单元，单元的形状为立方体，每个像素通过8个顶点与相邻单元连接，像素的能量由各个节点上的电压确定，像素内的能量为：在有限元方法中每个像素的能量表示为：将所有像素能量相加计算整个三维数字岩心的总能量，根据系统总能量取最小值，计算所有节点电压；获取每个像素单元的电导率张量，求得每个单元内的电流，对三维数字岩心中所有单元电流取体积平均，得到三维数字岩心的等效电流，最后根据电流与电压的关
系得到等效电阻率。6.基于数字岩石物理的高温岩石电学特性...

【专利技术属性】
技术研发人员：王思宇，谭茂金，李永杰，吴海燕，谢关宝，王谦，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：