[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

说明书

本发明公开了基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法，方法先选取岩心样本烘干后测量样本参数，并对样本进行抽真空饱和度模拟地层水或模拟地层原油；对样本进行核磁共振扫描获取二维图像；对二维图像进行插值获取岩心三维数据体；建立三维无序孔隙网络模型，将三维数据体赋值到该模型的节点中；通过转换系数计算模型中各相邻节点的孔喉半径并模拟计算模型的渗透率；调整转换系数大小，确保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。本发明所建立建模型的准确度和建模效率高，可以真实还原储层真实岩心特征，适用范围广，物理实验成本低且周期短，显著减少了模型中模拟的结果与实际实验结果的差异。

技术领域

本发明涉及油气田开发领域，尤其涉及一种基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法，适用于常规砂岩油气藏，以及致密油气、页岩油气、天然气水合物等非常规油气藏，也适用于CO2地质封存技术。

背景技术

石油和天然气是保持国民经济高速发展的重要能源之一，如何合理开采石油和天然气并提高其采收率一直是油气田发发过程中的重要问题。实际地下储层岩石内部孔喉结构复杂，很难通过实验手段厘清流体在其中的渗流规律。许多发明人员利用多孔介质模型来模拟不同类型流体在岩石内部流动，从而找到有利于提高石油采收率的方法。数字岩心技术作为多孔介质模型的一个分支，可以用于石油与天然气行业的地质、地震、测井和开发以及提高采收率等各个领域。数字岩心能有效地保留岩心微观物理特征，能确保岩心可以无限次地被使用，是岩石物理实验数值模拟的重要平台，能定量发明岩心内部各种微观因素(如孔隙连通性、润湿性等)对储层渗流过程的影响，能够计算传统物理实验无法直接测量的物理性质，如油气水三相相对渗透率。鉴于其广泛的应用性，开展数字岩心的发明对提高石油和天然气采收率具有重要意义。

应用数字岩心进行各种岩石物理实验发明时最基础的工作就是建立一个准确的、与实际岩石相符的三维数字岩心模型。在过去的15年里，随着实验仪器的创新和新理论的突破，国内外发明团队不断提出新的构建数字岩心模型的方法。经过数年的发明，把构建数字岩心的方法分为三大类，分别是数值重建法、物理实验法和混合法。数值重建法是以少量的二维薄片图像为基础，利用二维图片中包含的信息，通过随机模拟法或沉积岩的过程模拟法来重建三维数字岩心的方法。该方法所建模型的准确度和建模效率较低，并且建模方法中约束条件的选择会使得模拟结果存在偶然性，难以还原储层真实岩心特征。物理实验法是指利用实验仪器对岩心样品拍摄或扫描以获取大量的岩心二维图片，然后通过建模程序或软件把二维图片叠加重构成三维数字岩心。但该方法受限于实验仪器(如CT扫描仪)的分辨率与精度，建立的模型尺度较小(一般为毫米尺度)，模型的代表性和工程应用受到较大限制，对于提取和分析具有溶洞裂缝特征岩心的微观参数较为困难，且物理实验成本高、周期长。混合法通过将多种建模方法结合，各取所长，能够建立较准确的三维模型，但所建立的模型尺度仍然与真实岩心存在差异。同时，受限于孔隙尺度渗流理论体系和数学模型的不完善，通过上述方法建立的模型中模拟的结果与实际实验结果存在不同程度的差异。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法，利用该方法建立的岩心数字化孔隙网络模型能够将微观渗流机理应用于岩心尺度孔隙网络进行数值模拟发明，并能直接与室内岩心实验分析得到的宏观实验结果进行对比验证，还能够在室内岩心分析的基础上进行更大规模的升尺度分析，是室内岩心分析和宏观尺度油气藏数值模拟的重要补充，在室内岩心分析和宏观油气藏数值模拟之间架起一座桥梁。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

基于核磁共振数据的岩心数字化孔隙网络模型构建方法，方法包括以下步骤：

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；