[发明专利]单重煤岩孔隙结构模型的构建方法

说明书

本发明公开了一种单重煤岩孔隙结构模型的构建方法，步骤为：获取煤岩样品的孔隙结构参数；构建单重孔隙结构模型；具体的，预设两组圆球个数n₁和n₂，用蒙特卡罗方法随机创建2个数据集X₁、X₂；分别预设一与X₁、X₂对应的初始堆积空间，用球体随机堆积算法将n₁个圆球、n₂个圆球放入各自对应的初始堆积空间中，采用压缩算法进行压缩，再计算两个压缩空间的的孔隙度，利用孔隙度来调整两组圆球个数，得出实际煤岩样品中孔隙数量n，并将n对应的结构作为单重孔隙结构模型。利用该方法得到的单重煤岩孔隙结构模型，具有建模方式简单、成本低廉、且具有通用性的优点。并能再次拓展，在此基础上构建双重煤岩孔隙结构模型。

技术领域

本发明涉及一种模型构建方法，尤其涉及一种单重煤岩孔隙结构模型的构建方法。

背景技术

煤岩既是煤层气的源岩，又是煤层气的储集空间，作为储集空间，与常规岩石相比，最重要的区别是煤岩是一种双重孔隙介质，由基质孔隙和切割基质的裂隙组成，二者对煤岩的渗流和储集能力起着不同的作用。

物理、物理化学以及分子物理学的研究证实，介质的孔隙结构决定了孔隙的宏观、微观结构参数。目前煤岩研究的焦点为其微观孔隙结构特征。煤层内流体的储集、渗流能力受其微观孔隙结构影响。流体、特别是多相流体在煤岩层中的渗流特性，煤层微观孔隙结构的影响较温度、压力以及煤岩的润湿性、吸附性等的影响更重要。另外，煤岩的孔隙结构直接影响到煤岩对气体吸附及解吸特性。因此正确认识煤岩的微观孔隙结构对煤层气的勘探开发至关重要。

作者张井利用煤层微观孔隙结构研究成果解释了孔隙结构对煤层气瓦斯突出的影响，作者张玉贵在此基础上进行了危险性预测。作者郁伯铭通过研究煤岩孔隙结构参数与物性关系，为物性参数评价、分类以及预测提供经验公式。总之，煤岩的宏观性质与它的微观孔隙结构有着本质和必然的联系。

我国关于煤岩物性研究工作已开展多年，但对于煤岩微观孔隙结构的研究相对较少，有关煤岩孔隙结构的特征以观察描述法和物理测试法为主，这些方法用于对煤岩的孔隙结构进行分类或者描述其形状特征，如张慧观察大量煤岩扫描电镜图像，对煤岩中的孔隙进行了分类；郝琦利用电子扫描技术煤岩的显微孔隙按成因进行了分类；李明、李前贵、周龙刚、陈贞龙分别使用压汞法，联合电镜扫描的压汞法、扫描电镜法和液氮测法对煤岩进行了测试，对煤岩中大小孔隙的相对比例和孔隙的连通性进行了描述；傅海统计了不同观测尺度下煤岩的宏观和微观裂隙分布情况，基于分形几何理论提出了裂隙长度越短，裂隙分形维数越大的观点。但上述方法，都没有基于煤岩微观孔隙结构定量图像的分析技术，而且也没有进行孔隙结构3D建模及孔隙度计算，另外，我们已知的建模，一般是针对一个煤岩样品建一次模，建模方法复杂，成本高昂，且不具有通用性。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，能对孔隙这种单重结构、孔隙加裂隙的双重结构进行模拟、的煤岩孔隙结构模型的构建方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种单重煤岩孔隙结构模型的构建方法，包括以下步骤：

(1)获取煤岩样品的孔隙结构参数；

选取一大小为(a，b，c)的煤岩样品，将其分为数张薄片，对每张薄片，计算其面孔隙度、孔隙半径均值、孔隙半径标准差；

将所有薄片的面孔隙度求均值，得到煤岩样品的孔隙度P；

将所有薄片的孔隙半径均值再求均值，得到煤岩样品的孔隙半径均值B；

将所有薄片的孔隙半径标准差求均值，得到煤岩样品的孔隙半径标准差C；

(2)构建单重孔隙结构模型；