一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法及系统，通过天然岩心样本，建立数字岩心模拟区域，该数字岩心模拟区域中包括第一区域和第二区域，第一区域为岩石骨架，第二区域为孔隙空间，根据天然岩心样本的含水饱和度及流体的类型，设定流体在第二区域中的初始分布和Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼方法的演化方程的演化初始条件，基于Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼方法的演化方程，并根据演化初始条件和流体在第二区域中的初始分布，对流体在第二区域中的分布情况进行演化计算，当演化计算达到稳定时，获取流体在第二区域中的分布情况。该方法提高了流体分布情况模拟的精确度，有利于岩石物理属性的定量研究。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法及系统
本专利技术涉及石油测井
，特别涉及一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法及系统。
技术介绍
由于对油气资源的需求不断增加，油气田的勘探和开发逐步由常规储层转向非常规储层，比如页岩、致密砂岩、碳酸盐岩、油砂等。岩石的物理研究在油气储层评价中所占据的地位也越来越重要，针对以上这些复杂储层，岩石物理研究遇到了诸多困难，例如:低孔、低渗岩石驱替困难，裂缝发育的碳酸盐岩难以取到代表性的岩心，页岩和油砂很难开展岩石物理实验等。而岩石物理实验无法定量研究储层微观参数对岩石宏观物理属性的影响，亟需一种储层微观参数的研究方法。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供的一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法及系统，实现了可通过格子玻尔兹曼方法模拟岩石孔隙中的流体的分布情况，提供一条定量研究储层微观参数对岩石宏观物理属性影响的途径。本专利技术实施例的目的是通过以下技术方案实现的:—种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法,包括:根据天然岩心样本，建立数字岩心模拟区域，所述数字岩心模拟区域中包括第一区域和第二区域，所述第一区域为岩石骨架，所述第二区域为孔隙空间，其中，所述第一区域为所述数字岩心模拟区域的边界，所述第一区域和所述第二区域的体积大小为整数格子单位；根据所述天然岩心样本的含水饱和度及流体的类型，设定流体在所述第二区域中的初始分布和Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程的演化初始条件；基于Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程，并根据所述演化初始条件和流体在所述第二区域中的初始分布，对流体在所述第二区域中的分布情况进行演化计算;当所述演化计算达到稳定时，获取流体在所述第二区域中的分布情况。一种模拟岩心孔隙空间流体分布的系统，包括:CT扫描仪、计算机系统和图像服务器，其中，[0011 ] 所述CT扫描仪用于对所述天然岩心样本进行X射线扫描，以获得所述天然岩心样本的结构图像；所述图像服务器用于根据所述CT扫描仪获得的所述天然岩心样本的结构图像，进行三维重构，生成数字岩心模拟区域的图像；所述计算机系统用于根据所述数字岩心模拟区域的图像，建立数字岩心模拟区域，所述数字岩心模拟区域中包括第一区域和第二区域，所述第一区域为岩石骨架，所述第二区域为孔隙空间，其中，所述第一区域为所述数字岩心模拟区域的边界，所述第一区域和第二区域的体积大小为整数格子单位；根据所述天然岩心样本的含水饱和度及流体的类型，设定流体在所述第二区域中的初始分布和Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程的演化初始条件；基于Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程，并根据所述演化初始条件和流体在所述第二区域中的初始分布，对流体在所述第二区域中的分布情况进行演化计算；当所述演化计算达到稳定时，获取流体在所述第二区域中的分布情况；所述图像服务器还用于根据所述计算机系统获取的流体在所述第二区域中的分布情况，生成流体在所述第二区域中的二维分布图像或生成流体在所述第二区域中的三维分布图像。本专利技术实施例中，通过天然岩心样本，建立数字岩心模拟区域，所述数字岩心模拟区域中包括第一区域和第二区域，所述第一区域为岩石骨架，所述第二区域为孔隙空间，根据所述天然岩心样本的含水饱和度及流体的类型，设定流体在所述第二区域中的初始分布和Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程的演化初始条件,基于Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程，并根据所述演化初始条件和流体在所述第二区域中的初始分布，对流体在所述第二区域中的分布情况进行演化计算，当所述演化计算达到稳定时，获取流体在所述第二区域中的分布情况。实现了充分考虑流体自身的物理特性、流体与岩石骨架之间和流体与流体之间的相互作用的基础上，模拟岩石孔隙中的流体分布情况，能真实再现表面张力、润湿性等基本界面现象，提高了模拟精确度，有利于对岩石物理属性进行精确研究。【附图说明】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。图1是本专利技术实施例中数字岩心模拟区域示意图；图2是本专利技术实施例岩心孔隙空间初始流体分布的等效示意图；图3是本专利技术实施例中提供的一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法流程图。图4是本专利技术实施例中提供的数字岩心内部流体分布的三维图像；图5是本专利技术实施例中提供的不同时间演化步长下，数字岩心模拟区域中流体分布横截面图；图6是本专利技术实施例中提供的一种模拟岩心孔隙空间流体分布的系统示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。本专利技术实施例中，需要根据天然岩心样本，进行建模。建模需要利用计算机重构天然岩心样本的三维数字岩心，包括岩石所具有的骨架、孔隙和喉道的几何形状、大小、分布、相互连通情况等，如图1所示，模拟特定尺寸的数字岩心(例如:200*200*200)，在模拟区域四周设置整数个格子单位的岩石骨架(如图1中的白色区域)，岩石骨架内部为孔隙结构(如图1中的黑色区域)，如图2所示为岩心孔隙空间初始流体分布的等效示意图，黑色边框为岩石骨架，黑色的球体表示孔隙，黑色的管道表示喉道。在此需要说明，图2只是示意性的说明，实际应用中的图示取决于天然岩心样本的实际孔隙结构。本专利技术实施例以这一模型为例，说明本专利技术实施例的一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法，流程图如图3所示，步骤如下:步骤301、根据天然岩心样本，建立数字岩心模拟区域；其中，为了建立实际的数字岩心模型，需要对天然岩心样本进行X射线扫描，并通过计算机进行三维重构，生成数字岩心模拟区域。所述数字岩心模拟区域中包括第一区域和第二区域，所述第一区域为岩石骨架，所述第二区域为孔隙结构，其中，所述第一区域为所述数字岩心模拟区域的边界，所述第一区域和第二区域的体积大小为整数格子单位。利用X射线计算机层析(CT)扫描仪，对天然岩心进行扫描，并进行三维重构，可获得实际的数字岩心模型，如图1所示为岩石的骨架结构，内部存在复杂的孔隙结构。为了示意性的说明岩心内部的孔隙结构，如图2展示了岩心孔隙结构的等效图，其中，空白部分的球体和管道分别表示孔隙和喉道，喉道将不同大小的孔隙进行连通。步骤302、根据所述天然岩心样本的含水饱和度及流体的类型，设定流体在所述第二区域中的初始分布和Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程的演化初始条件；根据所述天然岩心样本的含水饱和度在数字岩心模拟区域的孔隙结构中随机选取像素点，并把选取的像素点设定为流体，例如:如图2所示，根据所述天然岩心样本的含水饱和度在第二区域(孔隙结构)中随机选取像素点(图中孔隙中的黑点)，并把选取的像素点设为液相(设定为液滴)，孔隙中的其它像素点便是气相。Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程的演化初始条件包括:数字岩心模拟区域边界的周期性边界条件，流体与固体之间的无滑移反弹边界条件，例如:假定岩石是亲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法，其特征在于，包括：根据天然岩心样本，建立数字岩心模拟区域，所述数字岩心模拟区域中包括第一区域和第二区域，所述第一区域为岩石骨架，所述第二区域为孔隙空间，其中，所述第一区域为所述数字岩心模拟区域的边界，所述第一区域和所述第二区域的体积大小为整数格子单位；根据所述天然岩心样本的含水饱和度及流体的类型，设定流体在所述第二区域中的初始分布和Shan?Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程的演化初始条件；基于Shan?Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程，并根据所述演化初始条件和流体在所述第二区域中的初始分布，对流体在所述第二区域中的分布情况进行演化计算；当所述演化计算达到稳定时，获取流体在所述第二区域中的分布情况。

【技术特征摘要】
1.一种模拟岩心孔隙空间流体分布的方法,其特征在于,包括: 根据天然岩心样本，建立数字岩心模拟区域，所述数字岩心模拟区域中包括第一区域和第二区域，所述第一区域为岩石骨架，所述第二区域为孔隙空间，其中，所述第一区域为所述数字岩心模拟区域的边界，所述第一区域和所述第二区域的体积大小为整数格子单位； 根据所述天然岩心样本的含水饱和度及流体的类型，设定流体在所述第二区域中的初始分布和Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程的演化初始条件； 基于Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程,并根据所述演化初始条件和流体在所述第二区域中的初始分布，对流体在所述第二区域中的分布情况进行演化计算； 当所述演化计算达到稳定时，获取流体在所述第二区域中的分布情况。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述演化初始条件包括流体与固体间作用系数、流体间的作用系数、模拟区域边界的周期性边界条件和流体与固体之间的无滑移反弹边界条件。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据天然岩心样本，建立数字岩心模拟区域，包括: 对所述天然岩心样本进行X射线CT扫描，并通过计算机进行三维重构，生成所述数字岩心模拟区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBGK方法的演化方程为 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第K相流体的平衡态分布 函数中的所述Uktel)为U、~和^^矢量之和，其中，u为格子声速，内聚力 6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当模拟的流体为气体和液体的系统时，所 Tk^k述第K相流体的平衡态分布函数中的所述ukM可以表示为 7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述DnQb模型具体为D3Q19模型。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括: 通过对所述基于Shan-Chen模型的格子玻尔兹曼LBG...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜黎明，杜环虹，章海宁，屈乐，朱益华，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：