[发明专利]基于多种形状孔喉的随机孔隙网络模型建模方法

摘要

本发明公开了一种基于多种形状孔喉的随机孔隙网络模型建模方法，该方法包括如下步骤：1)设定随机孔隙网络模型的大小；2)求取随机孔隙网络模型的节点坐标；3)选择随机孔隙网络模型的孔喉形状；4)设定随机孔隙网络模型连通概率；5)分配孔喉半径；6)建立随机孔隙网络模型中的欧姆定律；7)求解随机孔隙网络模型的各节点电压；8)生成随机孔隙网络模型。本发明的建模方法考虑了多种形状孔喉，进一步接近真实岩芯的孔喉类型，可加深对储层岩石内部孔隙结构的认识，深入研究储层岩石流体流动。

主权项

1.一种基于多种形状孔喉的随机孔隙网络模型建模方法，其特征在于，包括如下步骤：1)设定随机孔隙网络模型的大小：设定二维正方形孔隙网络模型的横纵方向的长度均为L，节点数均为n；2)求取随机孔隙网络模型的节点坐标：对于正方形孔隙网络模型，其横纵方向的长度、节点数相等，孔隙网络模型中各节点坐标表示为：式(1)中，i为x方向节点序号；j为y方向节点序号，L为横纵方向的长度，n为节点数；3)选择随机孔隙网络模型的孔喉形状：根据模拟需要，从圆形、椭圆形、圆锥形、双曲边三边形、星形中选取一种作为所建立的随机孔隙网络模型中孔喉形状，并根据模拟方案选取随机孔隙网络模型纵横比的比值及比例组合；4)设定随机孔隙网络模型连通概率：在随机孔隙网络模型程序中设定一个概率函数，通过随机发生器来判定相邻节点间管束是否连通；当有管束处于连通时，通过另一随机函数随机地分配即孔喉半径；5)分配孔喉半径：采用随机函数随机分配管束半径以实现非均质随机孔隙网络模型，孔喉半径r通过如下随机函数生成：式(2)中，e为自然底数；rand()％为随机数；r为孔喉半径，μm；r_max为最大孔喉半径，μm；r_min为最小孔喉半径，μm；6)建立随机孔隙网络模型中的欧姆定律：通过设定孔隙网络模型的两端电压为V₁、V₂，由欧姆定律可求取网络模型总电阻：式(3)中，R为总电阻，Ω；ΔV为电压，V；I为电流，A；V₁、V₂为模型两端电压，V；7)求解随机孔隙网络模型的各节点电压：根据Kirchoff电压定律、节点以及连线的传导性，采用如下n个节点网络模型的方程，求解随机孔隙网络模型各节点电压：(q)＝AKA^T(V)                     (4)其中(q)＝[q₁q₂q₃...q_n]^T                    (5)(V)＝[V₁V₂V₃...V_n]^T                    (6)式中，q为总流量，cm³/s；V为总电压，V；q_i为i节点的体积流量(i＝1,2,3…n)，cm³/s；V_i为i节点的压力(i＝1,2,3…n)，V；K为对角矩阵(n×n阶)；A为关联矩阵，A^T为矩阵A的转置矩阵；8)生成随机孔隙网络模型：根据网络模型中各节点坐标、相邻节点间管束连通情况，即可构建随机孔隙网络模型框架，再结合随机孔隙网络模型的模拟方案，分配随机孔隙网络模型中孔喉形状、纵横比比值及比例组合、孔喉半径，生成了考虑多种形状孔喉的随机孔隙网络模型，并且可以根据此随机孔隙网络模型进行流体流动模拟。