[发明专利]一种致密砂岩多尺度孔隙模型的构建方法和应用

说明书

本发明涉及低渗致密砂岩储层岩石物理性质研究领域，公开了一种致密砂岩多尺度孔隙模型的构建方法和应用。本发明提供了一种致密砂岩多尺度孔隙模型的构建方法，包括：(1)开展压汞实验建立岩样毛管压力曲线；(2)利用Micro‑CT扫描建立三维数字岩心；(3)确定所述孔隙的空间位置坐标及几何结构特征参数，并将孔隙简化孔隙节点；(4)根据所述孔隙节点空间位置确定孔隙节点间的连通关系；(5)分配孔喉半径，建立初始孔隙模型，接着将该初始孔隙模型拟合成毛管压力曲线；(6)根据实测的毛管压力曲线来调整所述初始孔隙模型中孔喉参数及孔隙参数。本发明的孔隙模型准确可靠。

技术领域

本发明涉及低渗致密砂岩储层岩石物理性质研究领域，具体地，涉及一种致密砂岩多尺度孔隙模型的构建方法和应用。

背景技术

低渗致密砂岩是重要的油气储层，蕴含丰富的油气资源，是目前勘探开发的重点领域之一。为了高效开发低渗致密砂岩孔隙空间内赋存的油气，首先需要对储层岩石孔隙结构、物性参数等有准确认识，这是储层评价和油气开发的基础和关键。

对于中高渗砂岩，目前主要采用岩心实验分析的方法来分析各种储层岩石的物理性质和渗流特征。这类方法首先需要从油气藏储层钻取岩心，然后将所取岩心加工为实验所需尺寸的样品，再利用实验仪器对样品进行化验分析。但与中高渗砂岩相比，低渗致密砂岩岩性致密，并且往往纳米孔喉发育、孔隙连通性差、空间拓扑结构更为复杂，采用实验方法来测量低渗致密砂岩的物性参数存在耗时长、误差大、费用高等缺陷。因此，现有岩心实验分析方法并不适用于致密岩性的油气储层物性参数的评价。

针对上述实验分析方法的局限性，国内外逐渐发展起了基于岩石孔隙空间数值重构的微观流动模拟方法。这类方法利用物理实验来获取岩石孔隙结构信息，建立岩石孔隙空间的物理模型；再根据岩石物理模型所表征的孔隙分布情况，利用数值模拟方法，对不同流体在多孔介质中的流动进行模拟。通过物理实验获取岩石孔隙结构信息，建立孔隙空间的数值模型；在数值模型所表征的孔隙空间中分布模拟流体，制定相应流动原则，可对不同流体在多孔介质中的流动性进行模拟。利用这样的数值方法，可从孔隙尺度对岩石的孔隙结构、物性参数、渗流特征等进行分析，以克服常规实验分析方法耗费大量岩心、精度低、耗时长的缺点。如何建立能够有效表征岩石复杂孔隙空间的孔隙模型是开展微观流动模拟的基础和关键。目前基于Micro-CT图像的孔隙模型构建方法最为直接准确。但由于现有Micro-CT扫描系统仅能获得微米分辨率的图像，无法识别低渗致密砂岩中普遍发育的纳米孔喉，因此并不适用于这类岩石。尽管可通过采用更先进的Nano-CT系统以获取纳米尺度分辨率的孔隙图像，但CT图像视场大小一般与分辨率成反比，即分辨率越高，所拍摄的图像尺寸越小，因此，Nano-CT系统不能满足多尺度孔隙建模对图像尺寸的要求。此外，昂贵费用、耗时长、仪器稀少等原因也限制了Nano-CT系统的普遍使用。

因此，目前急需提出一种能够表征纳微米孔喉的低渗致密砂岩孔隙模型构建方法，以满足低渗致密砂岩孔隙结构分析和流动模拟的需要。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明的目的是为了提供一种致密砂岩多尺度孔隙模型的构建方法及其应用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种致密砂岩多尺度孔隙模型的构建方法，该方法包括：

(1)对致密砂岩岩样开展压汞实验建立岩样毛管压力曲线；

(2)利用Micro-CT扫描上述致密砂岩岩样得到岩样灰度图像，并将得到的岩样灰度图像转化为三维数字岩心；

(3)根据步骤(2)得到的三维数字岩心确定孔隙几何结构，并将孔隙几何结构进行简化以得到孔隙节点，确定所述孔隙节点的空间位置坐标及几何结构特征参数；