一种真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法及系统，涉及油气田开发技术领域，方法包括：采用SEM扫描电镜对待用真实岩样进行扫描，以得到待用真实岩样的二维扫描图；采用预设RCF边缘检测模型，对待用真实岩样的二维扫描图进行特征提取，以得到干酪根孔隙形状特征图；基于干酪根孔隙形状特征图，构建三维初始干酪根孔隙模型；三维初始干酪根孔隙模型包括孔隙原子团和多个干酪根分子；对三维初始干酪根孔隙模型进行模拟退火后，去除三维初始干酪根孔隙模型内的所述孔隙原子团，以得到待用真实岩样的干酪根孔隙模型。本发明专利技术得到更贴合实际且具有更高精度的页岩干酪根孔隙模型。合实际且具有更高精度的页岩干酪根孔隙模型。合实际且具有更高精度的页岩干酪根孔隙模型。

【技术实现步骤摘要】
一种真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法及系统


[0001]本专利技术涉及油气田开发
，特别是涉及一种真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法及系统。

技术介绍

[0002]随着油气需求快速增长，油气生产保障压力不断增大，页岩油将成为传统油气资源的重要补充资源。在实际地层中，可根据页岩油孔隙的发育位置的不同，将页岩油孔隙分为有机质孔隙和无机质孔隙，相对于无机质孔隙而言，有机质孔隙对油气的生成、运移起着更为复杂的作用。而干酪根孔隙又是有机质孔隙的重要组成部分，且在模拟页岩油气在干酪根孔隙内吸附、扩散及流动的过程时，孔隙形状的改变会导致模拟结果出现较大的偏差。因此，为了准确描述不同地层孔隙内流体的各种现象，观察流体与有机质孔隙之间的的相互作用，构建能合理且真实的干酪根孔隙结构模型十分必要。
[0003]目前干酪根孔隙模型的构建存在以下问题：1)干酪根分子的结构十分复杂，建立干酪根孔隙前，需对其模型进行模拟退火处理，保证干酪根分子的密度与真实地层保持一致，在此基础上构建干酪根孔隙模型，过程十分繁琐。2)由于页岩油气在纳米孔中的分子动力学模拟的模型构建过程比较复杂，尤其是除平行狭缝外的的孔隙结构。因此大多数页岩油有机质纳米孔的构造是基于平行狭缝的，用此种方法得到的干酪根孔隙的狭缝结构与真实地层孔隙结构偏差较大，对不同孔隙形态的页岩油气特征研究十分缺乏。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法及系统，以得到更贴合实际且具有更高精度的页岩干酪根孔隙模型。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法，包括：
[0007]采用SEM扫描电镜对待用真实岩样进行扫描，以得到所述待用真实岩样的二维扫描图；
[0008]采用预设RCF边缘检测模型，对所述待用真实岩样的二维扫描图进行特征提取，以得到干酪根孔隙形状特征图；
[0009]基于所述干酪根孔隙形状特征图，构建三维初始干酪根孔隙模型；所述三维初始干酪根孔隙模型包括孔隙原子团和多个干酪根分子；
[0010]对所述三维初始干酪根孔隙模型进行模拟退火后，去除所述三维初始干酪根孔隙模型内的所述孔隙原子团，以得到所述待用真实岩样的干酪根孔隙模型。
[0011]可选地，所述预设RCF边缘检测模型包括依次连接的主干卷积神经网络、深监督网络和特征融合网络；
[0012]所述主干卷积神经网络用于对所述待用真实岩样的二维扫描图进行边缘检测，以得到多维度孔隙特征图；
[0013]所述深监督网络用于对所述主干卷积神经网络输出的每一维度孔隙特征图进行监督学习，以得到对应的孔隙边缘图像；
[0014]所述特征融合网络用于将所述深监督网络输出的多张孔隙边缘图像融合，得到所述待用真实岩样的干酪根孔隙形状特征图。
[0015]可选地，基于所述干酪根孔隙形状特征图，构建三维初始干酪根孔隙模型，具体包括：
[0016]构建孔隙原子团；所述孔隙原子团的截面尺寸形状与所述干酪根孔隙形状特征图中的孔隙形状一致；
[0017]将所述孔隙原子团插入至模拟盒子，然后将制备好的多个干酪根分子插入至所述模拟盒子，并使得所述多个干酪根分子均匀分布在所述孔隙原子团的周围，以得到三维初始干酪根孔隙模型。
[0018]可选地，对所述三维初始干酪根孔隙模型进行模拟退火，具体包括：
[0019]采用正则系综对所述三维初始干酪根孔隙模型进行弛豫处理，以得到处于平衡状态的三维初始干酪根孔隙模型；
[0020]在水平方向上，对所述处于平衡状态的三维初始干酪根孔隙模型施加预设作用力，然后采用等温等压系综进行退火处理；
[0021]当所述三维初始干酪根孔隙模型中的所述多个干酪根分子的密度与预设多个干酪根分子密度相等时，停止退火处理。
[0022]可选地，方法还包括：
[0023]将不同比例、不同组分的烷烃混合物嵌入所述待用真实岩样的干酪根孔隙模型，以模拟页岩油气在干酪根孔隙中的赋存状态及流动特征。
[0024]可选地，所述孔隙原子团的截面尺寸形状包括圆形和三角形；所述孔隙原子团由多个氧原子构成。
[0025]为达上述目的，本专利技术还提供了如下技术方案：
[0026]一种真实页岩干酪根孔隙模型的构建系统，包括：
[0027]岩样扫描模块，用于采用SEM扫描电镜对待用真实岩样进行扫描，以得到所述待用真实岩样的二维扫描图；
[0028]孔隙形状提取模块，用于采用预设RCF边缘检测模型，对所述待用真实岩样的二维扫描图进行特征提取，以得到干酪根孔隙形状特征图；
[0029]初始孔隙模型构建模块，用于基于所述干酪根孔隙形状特征图，构建三维初始干酪根孔隙模型；所述三维初始干酪根孔隙模型包括孔隙原子团和多个干酪根分子；
[0030]孔隙模型优化确定模块，用于对所述三维初始干酪根孔隙模型进行模拟退火后，去除所述三维初始干酪根孔隙模型内的所述孔隙原子团，以得到所述待用真实岩样的干酪根孔隙模型。
[0031]可选地，初始孔隙模型构建模块，具体包括：
[0032]原子团构建子模块，用于构建孔隙原子团；所述孔隙原子团的截面尺寸形状与所述干酪根孔隙形状特征图中的孔隙形状一致；
[0033]孔隙模型构建子模块，用于将所述孔隙原子团插入至模拟盒子，然后将制备好的多个干酪根分子插入至所述模拟盒子，并使得所述多个干酪根分子均匀分布在所述孔隙原
子团的周围，以得到三维初始干酪根孔隙模型。
[0034]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0035]本专利技术公开一种真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法及系统，采用SEM扫描电镜对真实岩样进行扫描得到二维扫描图，采用预设RCF边缘检测模型对二维扫描图进行特征提取，以得到干酪根孔隙形状特征图，从而使得所得到的孔隙形状特征贴合实际岩样结构，具有更高的精度。基于此特征图构建三维初始干酪根孔隙模型，模型中包括孔隙原子团和多个干酪根分子；对三维初始干酪根孔隙模型进行模拟退火后，去除模型内部的孔隙原子团，即可得到真实岩样的干酪根孔隙模型。本专利技术利用RCF边缘检测模型提取孔隙形状，在此基础上，构建与干酪根孔隙形状相同的原子团，通过分子模拟方法得到真实的干酪根孔隙结构，对开展页岩油赋存状态、流动形态等方面的研究提供了一种新思路，且所构建的干酪根孔隙模型与真实岩样贴合，具有较高的精确性。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本专利技术真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法的流程示意图；
[0038]图2为本专利技术预设RCF边缘检测模型的结构示意图；
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法，其特征在于，方法包括：采用SEM扫描电镜对待用真实岩样进行扫描，以得到所述待用真实岩样的二维扫描图；采用预设RCF边缘检测模型，对所述待用真实岩样的二维扫描图进行特征提取，以得到干酪根孔隙形状特征图；基于所述干酪根孔隙形状特征图，构建三维初始干酪根孔隙模型；所述三维初始干酪根孔隙模型包括孔隙原子团和多个干酪根分子；对所述三维初始干酪根孔隙模型进行模拟退火后，去除所述三维初始干酪根孔隙模型内的所述孔隙原子团，以得到所述待用真实岩样的干酪根孔隙模型。2.根据权利要求1所述的真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法，其特征在于，所述预设RCF边缘检测模型包括依次连接的主干卷积神经网络、深监督网络和特征融合网络；所述主干卷积神经网络用于对所述待用真实岩样的二维扫描图进行边缘检测，以得到多维度孔隙特征图；所述深监督网络用于对所述主干卷积神经网络输出的每一维度孔隙特征图进行监督学习，以得到对应的孔隙边缘图像；所述特征融合网络用于将所述深监督网络输出的多张孔隙边缘图像融合，得到所述待用真实岩样的干酪根孔隙形状特征图。3.根据权利要求1所述的真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法，其特征在于，基于所述干酪根孔隙形状特征图，构建三维初始干酪根孔隙模型，具体包括：构建孔隙原子团；所述孔隙原子团的截面尺寸形状与所述干酪根孔隙形状特征图中的孔隙形状一致；将所述孔隙原子团插入至模拟盒子，然后将制备好的多个干酪根分子插入至所述模拟盒子，并使得所述多个干酪根分子均匀分布在所述孔隙原子团的周围，以得到三维初始干酪根孔隙模型。4.根据权利要求1所述的真实页岩干酪根孔隙模型的构建方法，其特征在于，对所述三维初始干酪根孔隙模型进行模拟退火，具体包括：采用正则系综对所述三维初始干酪根孔隙模型进行弛豫处理，以得到处于平衡状态的三维初始干酪根孔隙模型；在水...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵菲，王森，冯其红，张梦琦，柳静雨，张纪远，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：