[发明专利]基于CT扫描技术和Gabriel图的非均质多孔介质模型构建方法

说明书

本发明涉及基于CT扫描技术和Gabriel图的非均质多孔介质模型构建方法，包括步骤如下：(1)采用CT扫描技术获取孔隙结构以及粗糙壁面信息；(2)绘制Delaunay三角形，更新获得Gabriel图；(3)生成一组孔隙宽度；(4)判断Gabriel图中是否含有无效网格边；(5)基于每条网格边的位置作为孔径分布，拓展孔隙宽度，遍布所有像素点；(6)对多孔介质模型中的光滑孔隙壁面进行粗糙化。本发明利用CT扫描技术获取真实岩心内孔隙壁面的粗糙度分布，利用Gabriel图构造的孔隙网络分布具有连通性差以及可以随机出现盲道的特点，与真实地层的更加贴近。

技术领域

本发明涉及基于CT扫描技术和Gabriel图的非均质多孔介质模型构建方法，属于多孔介质模拟流动机理研究领域。

背景技术

多孔介质在自然界中广泛存在，如常见的岩石储层、大坝坝体等。当前，可以通过构建合理的多孔介质模型来认识多孔介质内流体运动的规律。当前，多孔介质内流体流动研究主要基于两类多孔介质模型，包括人造构造多孔介质模型以及天然多孔介质模型，其中，人为构造多孔介质模型由于具有可以独立改变其孔隙度、孔隙尺寸、配位数、均质性等物性参数的优点，因而在实验及数值模拟研究中得到了广泛的应用。

近年来随着显微技术以及微纳尺度实验的发展，研究人员发现孔隙壁面粗糙性对于流体输运、热传递以及物质扩散等物理化学过程存在显著的影响。传统人为构造的多孔介质模型主要有小球堆积模型、毛管束模型等等，均未考虑壁面粗糙性对于流体流动的影响。而真实多孔介质如地层岩石其孔隙壁面均是无规则粗糙表面，人为构造的多孔介质模型与其存在较大的差异。

现有孔隙网络分布的生成方法中，如Delaunay三角剖分，形成的孔隙网络分布均质性与连通性较好且未能考虑孔隙连通性中“盲道”的存在。通常在真实的多孔介质中许多孔隙之间非均质性强，连通性差，且伴随“盲道”的存在，上述剖分方法构造的孔隙网络分布与真实的情况不符。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于CT扫描技术和Gabriel图的非均质多孔介质模型构建方法。本发明利用CT扫描技术获取真实岩心内孔隙壁面的粗糙度分布，利用Gabriel图构造的孔隙网络分布具有连通性差以及可以随机出现盲道的特点，与真实地层的更加贴近。

本发明的技术方案为：

基于CT扫描技术和Gabriel图的非均质多孔介质模型构建方法，包括步骤如下：

步骤(1)，采用CT扫描技术扫描岩石样品，获取孔隙结构信息以及粗糙壁面信息，所述孔隙结构信息包括多孔介质孔隙宽度，所述粗糙壁面信息包括多孔介质孔隙的粗糙度；

步骤(2)，绘制Delaunay三角形，更新获得Gabriel图，并保存Gabriel图中网格边编号；

步骤(3)，基于步骤(1)CT扫描所得的孔隙结构信息，分析获得孔隙宽度的概率密度函数，利用孔隙宽度的概率密度函数生成一组孔隙宽度W₁、W₂、W₃…W_k，W_k表示标号为k的网格边对应的孔隙宽度；

步骤(4)，判断步骤(2)中所得的Gabriel图中是否含有无效网格边；

如果存在无效网格边，则将无效网格边去除，并取无效网格边的中点作为新的网格节点，然后连接新的网格节点，得到修正后的Gabriel图；再重新进行网格边编号，并保存新的网格边编号；

如果不存在无效网格边，则无需修正Gabriel图，保存步骤(2)得到的网格边编号；

步骤(5)，基于步骤(4)所得的Gabriel图中的每条网格边的位置作为孔隙分布，遍布目标区域的所有像素点，得到多孔介质模型文件，根据多孔介质模型文件生成光滑孔隙壁面的多孔介质模型；