[发明专利]一种区域结构差异化的岩石多尺度孔隙网络模型构建方法

说明书

本发明公开一种区域结构差异化的岩石多尺度孔隙网络模型构建方法，包括对岩心的预设物理区域开展高低分辨率SEM电镜扫描，将高分辨率SEM电镜图像划分为若干个高分辨率单元，对每个高分辨率单元构建三维数字岩心，并提取高分辨率孔隙网络模型；对低分辨率SEM电镜图像构建三维数字岩心，并提取低分辨率孔隙网络模型；将高分辨率孔隙网络模型通过虚拟喉道进行连接，构建高分辨率组合孔隙网络模型；将高分辨率组合孔隙网络模型与低分辨率孔隙网络模型进行融合，构建多尺度孔隙网络模型。本发明能够精确刻画纳米级孔隙与微米级孔隙分布，能够准确表征岩石孔隙结构和渗透率。

技术领域

本发明属于油气开发技术领域，具体涉及一种区域结构差异化的岩石多尺度孔隙网络模型构建方法，以准确计算岩石孔隙结构参数和渗透率。

背景技术

我国油气储层岩石孔隙尺寸跨度较大(纳米-微米级)，孔隙结构复杂，非均质较强。目前岩石孔隙结构分析方法主要可以划分为三类：(1)SEM/FIB-SEM/CT扫描图像直接分析方法，通过扫描图像重构页岩数字岩心，提取孔隙网络模型。在页岩数字岩心或孔隙网络模型基础上分析扫描区域孔隙结构性质，该方法基于单一分辨率下的扫描成像，构建单一分辨率下的物理模型来研究岩石孔隙结构和渗透率，由于单一分辨率扫描成像分析方法难以准确捕捉低于该分辨率下的孔隙发育情况，因此难以准确表征岩石孔隙结构和渗透率。(2)岩心物理实验方法，主要包括压汞法、核磁共振方法以及氮气吸附法。岩心物理实验方法能够得到岩石孔喉半径分布，但不同实验方法能够探测得到的最小孔径不同，并且无法准确获得孔隙空间的联通性信息，难以准确计算岩石渗透率。(3)多尺度孔隙网络模型方法，主要通过融合高低分辨率下扫描图像，构建高低分辨率下的孔隙网络模型，进一步建立能准确表征多尺度孔隙结构信息的多尺度孔隙网络模型，在此基础上既能准确得到孔隙统计信息，也能分析孔隙空间结构性质，克服了扫描图像直接分析方法和岩心物理实验方法的不足。

目前多尺度孔隙网络模型构建方法存在较大的技术缺陷，主要原因在于：1)高分辨率孔隙网络模型通过选取高分辨率扫描电镜图像上的局部物理区域构建，忽略了高分辨率视野下不同物理区域的孔隙结构差异，因此会对强非均质性岩石孔隙结构表征和渗透率计算带来较大误差。2)目前多尺度孔隙网络模型构建通过融合单一高分辨率孔隙网络模型与低分辨率孔隙网络模型得到。融合过程中高低分辨率视野下的孔隙连接关系存在很强的随机性，无法准确刻画考虑高低分辨率孔隙结构后的孔隙联通情况。3)油气储层岩石孔隙尺寸跨度较大，既存在纳米级孔隙又存在微米级孔隙，并且不同大小孔隙之间联通性较为复杂，现有多尺度孔隙网络模型分析方法，无法考虑高分辨率下不同区域孔隙结构差异，以及低分辨率视野下的孔隙与高分辨率视野下的孔隙之间联通关系，无法准确表征岩石孔隙结构特征和计算渗透率。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种区域结构差异化的岩石多尺度孔隙网络模型构建方法，通过将高分辨率扫描电镜图像划分物理单元构建高分辨率孔隙网络模型，按照物理空间位置与同一物理尺寸下的低分辨率孔隙网络模型相融合，准确表征岩石孔隙结构和渗透率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明一种区域结构差异化的岩石多尺度孔隙网络模型构建方法，包括以下步骤：

在页岩的预设物理区域内进行SEM电镜扫描，分别得到高分辨率SEM电镜图像和低分辨率SEM电镜图像；

将所述高分辨率SEM电镜图像划分为若干个高分辨率单元，对每个所述高分辨率单元进行编号；在每个所述高分辨单元内构建高分辨率三维数字岩心，对每个所述高分辨率三维数字岩心提取高分辨率孔隙网络模型；所述高分辨率孔隙网络模型用于获取每个所述高分辨率单元的孔喉半径分布、形状因子分布、配位数分布；

基于所述低分辨率SEM电镜图像，构建低分辨率三维数字岩心，对所述低分辨率三维数字岩心提取低分辨率孔隙网络模型；

将每个所述高分辨率孔隙网络模型相邻边界上的孔隙，通过第一虚拟喉道进行连接得到高分辨率组合孔隙网络模型；