[发明专利]一种基于岩心扫描图像分块数值模拟的渗透率预测方法

说明书

本发明涉及一种基于岩心扫描图像分块数值模拟的渗透率预测方法，包括：(1)对岩心进行扫描，得到岩心整体的三维数字图像；(2)进行二值化分割；(3)进行分块处理，得到每一小块的岩心图像数据；(4)模拟计算得到每个小块的岩心图像的渗透率和孔隙度；(5)拟合每个小块的岩心图像的渗透率和孔隙度，得到渗透率与孔隙度关系式；(6)求取整个岩心图像的孔隙度，并根据渗透率与孔隙度关系式，求得整个岩心图像的渗透率。本发明能够通过对一个岩心样品进行模型，得到一个对整个地层其他岩心样品都适用的孔隙度与渗透率的关系，从而能够对储层的任意岩心样品进行渗透率的预测，克服了传统渗透率计算或实验的方法精度低、结果不准确的缺点。

技术领域

本发明涉及一种基于CT扫描、数字岩心和数值模拟的岩心渗透率预测方法，属于油气田开发工程数值模拟的技术领域。

背景技术

在油气田开发过程中，储层中的孔隙度、渗透率等宏观性质对于储层中油气的储量和开采有着至关重要的影响。而孔隙度、渗透率这些宏观性质可以用岩石的微观结构来刻画。岩石的微观特征包括岩心内部的孔隙、喉道以及骨架特征，这就涉及到了微米级甚至纳米级的微观尺度。岩石的微观结构是其根本，而其宏观特征仅仅是表面。要真正的研究储层岩石的物性参数，需要深入其内部，抓住微观特征的本质，由于在传统常规的物理实验中，往往不能考虑储层岩石的非均质性及微观结构，仅仅是针对每个岩心的一个平均渗透率来进行应用与计算，因此只能获得储层岩石的等效的岩石物理性质，然而由于岩心中存在着非均质性，会导致岩心中不同位置或不同方向上的渗透率存在一定的差异，会对岩心渗透率的准确度产生影响，而将这些性质用于生产预测常常与实际有着较大的误差。

近年来，随着数字岩心技术和微观流动模拟技术发展越来越成熟，数字岩心技术作为新兴的数值模拟方法，已逐渐在岩石物理属性研究中发挥了重要的作用。数字岩心是将真实的岩心中的岩石骨架和孔隙用计算机可以识别的数字化体素表示出来，进一步构造出一种可以准确反映岩心孔隙空间分布特征，同时又能反映流体在岩心中渗流特征的孔隙网络模型。然而，当前的岩心数值模拟计算渗透率技术只能针对较小尺寸的岩心，计算区域小，在油气田开发过程的应用中具有局限性。

中国专利文献CN106442271A公开了一种岩心渗透率模拟方法及装置，涉及油田开发的技术领域，包括以下步骤：读取所述岩心的CT图像数据；对所述CT图像数据进行二值化处理，生成所述岩心多孔介质的二值化CT图像数据；对所述二值化CT图像数据进行三维重建，生成所述岩心的三维体数据；通过所述三维体数据获取所述岩心的表征体元数据；根据所述表征体元数据建立所述岩心的物理模型，并由所述物理模型计算宏观物理量，其中，所述物理模型分布函数的存储采用稀疏矩阵存储算法；根据所述宏观物理量计算所述岩心渗透率。但是，该专利仅适用于均质岩心，计算区域小，最终获取的岩心渗透率不准确，不能将结果推广到同类岩心的渗透率的预测中来。

中国专利文献CN105510204A公开了一种基于CT图像的渗透率预测方法。CT扫描：利用工业X射线CT对实际岩石样品进行扫描，得到实际岩石样品的数字岩心图像并对图像进行裁剪；将数字岩心图像二值化，得到数字岩心图像的骨架和孔隙；确定数字岩心图像的表征单元体积；渗流模拟：绝对渗透率值和相对渗透率值即为实际岩石渗透率的预测值。但是，该专利只适用于均质岩心，即岩心孔隙分布均匀，存在表征单元体积的情况，对于非均质岩心，在岩心扫描图像范围内无法获得有效的表征单元体积，从而无法得到准确的岩石渗透率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于岩心扫描图像分块数值模拟的渗透率预测方法。

本发明基于CT扫描、数字岩心和数值模拟技术，将岩心整体图像进行X射线CT扫描，并对图像进行二值化分割，将分割后的岩心图像进行分块处理，对每一小块岩心图像进行数值模拟计算渗透率和孔隙度，拟合二者的关系，计算岩心整体的孔隙度并根据拟合关系式得到岩心整体的渗透率，并且拟合关系式可作为经验公式对同一类型的岩心直接进行应用，大大减少了工作量，提高了工作效率。可以为油气田开发中的岩样渗透率预测提供一种便捷有效的方法。