[发明专利]基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法

权利要求书

1.基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法，其特征在于，包括：

步骤一：选取岩心样本烘干后测量岩心孔喉长度、孔隙度和渗透率，并对岩心样本进行抽真空饱和度模拟地层水或模拟地层原油；

步骤二：对岩心样本进行核磁共振MRI/T₂扫描测量，获取岩心在不同断面上的二维图像；所述步骤二具体包括：利用核磁共振仪器对抽真空饱和度模拟后的岩心样本进行核磁共振扫描，利用SIRT反演算法生成T₂分布；对岩心不同部位进行切片处理，根据核磁共振仪器的扫描精度，在核磁共振仪器可处理范围内选择合适切片位置和断面数对岩心进行核磁共振成像扫描，获取岩心不同切片位置的岩心核磁共振MRI二维图像，将切片位置坐标与二维图像的像素数据保存于二维图像TXT文本中；

步骤三：对二维图像进行插值，获取岩心MRI/T₂三维数据体；所述步骤三具体包括：利用插值算法结合步骤二中获取的二维图像TXT文本和步骤一中的岩心孔喉长度，对核磁共振成像数据体，即岩心核磁共振MRI二维图像进行插值处理，使数据体规模满足反应岩石微观孔喉特征的要求，所述插值处理的算法包括三线性插值和克里金插值算法，插值的基本参数由岩心的实际长度和直径，以及二维图像切片的空间位置确定，得到关于岩心的MRI/T₂三维张量数据体；

步骤四：建立三维无序孔隙网络模型，将MRI/T₂三维数据体赋值到三维无序孔隙网络模型的节点中；

步骤五：通过转换系数α计算三维无序孔隙网络模型中各相邻节点的孔喉半径，模拟计算岩心数字化孔隙网络模型的渗透率；调整转换系数α大小，确保孔隙网络渗透率与岩心实测渗透率相近，建立岩心数字化孔隙网络模型。

2.根据权利要求1所述的基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法，其特征在于，核磁共振成像扫描过程具体包括：采用磁场强度为0.5t的低场核磁共振岩心分析系统进行测量，测试参数包括主导频率、回波间距、极化时间和回波个数；扫描岩心过程中，将长为5cm，直径为2.5cm的标准岩心置于恒定的磁场内，并在x，y，z三个方向均施加梯度场；采集样本时，起初层面内共振一致，对磁场施加相位编码梯度，撤掉相位编码梯度，然后施加频率编码梯度，对每一个体素标定一个记号；对某一层面施加射频脉冲后，接收该层面的MR信号；再进行解码，得到该层面各个体素MR信号的大小，把体素信号的大小显示在荧光屏对应的像素上。

3.根据权利要求1所述的基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法，其特征在于，所述步骤四具体包括以下子步骤：

S401，根据岩心尺度设置模型大小、配位数和平均孔喉长度；

S402，采用计算机编程语言和矩阵计算库Eigen构造三维规则立方体网络结构，生成一个X×Y×Z的三维规则立方体网络；

S403，设置立方体网络的总节点数为(X-1)×(Y-1)×(Z-1)，每个节点代表一个孔隙，节点与节点之间由喉道相连，其余部分为岩石骨架；

S404，建立的立方体网络模型中每个代表孔隙的节点周围都有六个喉道相连，喉道长度为岩石平均孔喉长度l；立方体网络模型的x，y，z方向边长为分别L_x＝(X-1)l，L_y＝(Y-1)l，L_z＝(Z-1)l；立方体网络模型中所有网格节点之间均通过圆管实现全连接，设置孔隙与喉道的半径之比为1；设置L_y和L_z为实际岩心的直径，并将每一层的yoz平面中，距离中心点大于L_y的点全部移除，使得立方体网络模型成为与真实岩心形状一致的柱塞状模型；

S405，将核磁共振MRI/T₂三维张量数据体中的数值赋予三维规则立方体网络模型的各个节点，2个节点之间连线的值即为孔喉半径R；网络中所有孔喉半径R均取相邻2个节点上MRI/T₂值的平均值；对模型中各个节点坐标在球面内空间内进行随机移动，生成无序网络空间结构并产生孔喉长度随机变化；随机从网络结构中移除部分连接，得到不同连通性特征的孔隙网络模型。

4.根据权利要求1所述的基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法，其特征在于，所述步骤五具体包括假定转换系数的初始值为α，根据步骤四的方法并通过转换系数α计算孔喉半径R_i得到岩心数字化孔隙网络模型，采用单相稳定渗流孔隙网络模拟算法计算构建的岩心数字化孔隙网络模型的渗透率，检验模拟得到的渗透率与岩心测量的渗透率是否一致；若不一致则调整转换系数α，重新计算孔隙网络孔喉半径R_i，重新建立岩心数字化孔隙网络模型并计算其渗透率值，直到岩心数字化孔隙网络模型的渗透率与真实岩心的渗透率测量值一致，则得到与实际岩心样本对应的岩心数字化孔隙网络模型。