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1、数字孔隙介质技术的现状、应用与发展趋势 1 数字孔隙介质技术的内容 1. 3-D 孔隙介质图像重构模型软件。 2. 孔隙网络仿真技术，孔隙网络的提取软件。 3. 孔隙介质流体流动模拟技术，基于孔隙网络平台的模拟器。 4. 多级网络整合技术。 2 石油 工业界 岩芯 的应用 现状 钻井 岩芯 取样废时，成本很高。 岩芯室内多相流驱替试验需半年至一年的时间。 岩芯室 内试 验 对样本质量要很高，而且只能使用一次，价格昂贵。 岩芯室内试验结果偏差很大，数据分布范围很广，使用困难。 非常规油气藏（ Carbonate reservoir, Shale gas and tight reservoir)
2、岩芯室内试验很难进行。 很难对非均质岩心 整体 作出 有效的 评价。 中国复杂地层结构， 岩芯室内试验更具挑战性。 3 数字岩心概念 岩心数字化成像技术（多尺度 CT成像） 岩心整体扫描 （精 度 0.5mm，尺度 1米） 岩心栓扫描 （精 度 1550微米） 岩石 DNA扫描及分析 （孔隙尺度建模，精度 0.515微米） 流体流动模拟技术 （ 多相流 逾 渗理论） 连续介质流体力学方法，达西定律。 孔 隙网 络仿真方法， 孔隙网络的 提取。 基于孔隙网络平台的模拟器 格 子气法，水平集法。 多级网络整合技术（多重介质理论） 多级孔隙 网 络直接整合 多级孔隙结构系统跨尺度粗化整合 4 岩心数
3、字化成像技术 显微镜下二 维图 像成像：简捷，快速，经济 Carbonate with micropores resolution: 0.068 mm Carbonate with macropores resolution: 0.34 mm Sheer band resolution 0.063mm Sandstone with sheer bands resolution 1.05mm Higher scale images Lower scale images Siltstone with macropores resolution: 1.0 mm Siltstone with micr
4、opores resolution: 0.14 mm 5 3-D 孔隙介质图像重构模 型 利 用最新技术 , 将 二维图像构成三维结构 , 更加简捷 , 快速 , 经济 Pore Solid 2 mm 2 cm 3-D Markov Random field model , , | P = PV i 0 l j 0 m k 0 n 1 , , , 1 , , , 1 lmn ijk = = = - - - n m l n m l n m l l l l l 6 3-D 孔隙介质图像重构模 型实例 2D Rock image Pore Solid 1.5 mD 35 mD 0.05 mD 0.4
5、8 mD 0.2 mD 300 mm 2D Rock image 5 mm 3 mm 0.2 nD 0.004 mD ktop= 2409 mD kmid= 12 mD Wu et al. 2006 10 mm Mudstone Fracture Multi-component 3D Reconstruction 3D Reconstruction 7 CT三维扫描成像典型工作流程 整体扫描： 直径： 24.22毫米 分辨率： 17.6微米 钻取小样本扫描： 直径： 4毫米 分辨率： 2.2 微米 小样本局部细观扫描 ： 直 径： 2.2 毫 米， 分 辨率： 1.1 微米 CT三维 成 像
6、样本：浅红色细砂岩 直径 24.22mm， 高度 29.22mm 8 数字岩心优势 快速准确 成本低 对样本质量要求低，反复使用 非 常规油气藏（ Tight gas， Carbonate reservoir, Shale gas and tight reservoir) 可以有效地解决 非 均质岩心整体评 价 中国复杂地层结构 ，起 步较晚，缩短国际差距，捷径，直接运用最高端技术，符合集团数字化智能化战 略。 世界应用趋势： bp， shell-slb， chevron， exxon 9 Why network flow model to efficiently calculate larg
7、e scale multiphase flow property Traditional Network models Network extraction Realistic network mCT/Pore space reconstruction 3D binary image 孔隙网络渗流模 型： Bridge between continuous and discrete method 孔隙介质的流体性质计算与预测 :多相流模拟技术 10 数字岩芯能解决什么问题： 工业界的应用 可以全面深入分析油藏岩石的内部结构，比如说孔隙的大小和连通。 可以迅速准确地计算出岩芯的渗透率以及 多相流
8、特性。把半年或一年的工作缩短至几个小时。 还可以迅速准确地计算出岩芯的其它物理性质，例如，电阻率，导磁性，核磁共振，声波以及地震波性等等。 提 高采油率 :通过 全面深入地分析孔隙介质的流体性质计算和多相流模拟，取得最佳交替驱替方案，达到最高采收率目的。 WAG, Polymer, Surfactant, Foam, Microbial 可 以直接对非 常规油气藏（ Carbonate reservoir, Shale gas and tight reservoir) 储油层的 渗透率以及多相流特 性 进行准确地计算。 运用多级孔隙结构系统跨尺度粗化整合新技术 对 非均质岩心 整体 作出 有效
9、的 评价 。 11 微孔到油藏尺度 pore space images and multiphase flow modelling 00 .20 .40 .60 .810 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1SgKrg/KroK r oK r gS im - K r oS im - K r gcore scale multiscael and multi-phase flow network modelling reservoir scale simulation transfer of flow and transport properties, e.g. relperms, adsorption rates, from scale to scale Accounting heterogeneity in lithology, wettability, rock structure across all the scales Green: Vuggy pore Brown: Macro-pore Red: Micro-pore outcrop simulation mm to cm cm to m m to 100m 12
