020 2013 中国石油大学学报-基于组合式平板模型预测曲面裂缝数字岩心渗透率的方法
近几年科学研究及成果产出一览
项目来源单位
项目级别(名 项目负 实到经费
称)
责人
(万)
海底电缆多波多分量三维多尺 国家自然科学基金
78 2015Z12010
度时间域全波形反演研究
委员会
国家科学基金 成景旺
20
热液活动背景下的砂砾岩蚀变 国家自然科学基金
79 2015Z12011 模式研究及有效性测井评价
委员会
国家科学基金 申波
20
近几年科学研究及成果产出一览
一、2013-2018 年承担省部级及以上项目一览表
序 号
项目编号
项目名称
项目来源单位
项目级别(名 项目负 实到经费
称)
责人
(万)
1
2012Z0201
稠油油藏过油管/套管精细测井 国家科技重大专项 解释及综合评价技术研究
其他国家级
汪忠浩
44.65
大陆边缘盆地复杂岩性地层测
87
拟子系统
极低频探地工程地震预测分系
统建设数据处理与应用软件开 中国地震局地质研
22 2013z0201-1 发项目人工源极低频正反演模
究所
其他国家级 胡文宝
8
拟子系统
极低频探地工程地震预测分系
统建设数据处理与应用软件开
23 2013z0201-2 发项目人工源极低频正反演模
国家发改委
其他国家级 严良俊
测和评价方法
973 专项
其他国家级 唐新功
6
深部油气储层综合地球物理探
34 2013z0203-4
测和评价方法-4
国家 973 专项
其他国家级 唐新功
15
深部油气储层综合地球物理探
35 2013z0203-5
基于数字岩心的变质岩裂缝储层微观渗流机理研究——以JZ油田潜山为例
X 射线 微 米 级 CT 是 利 用 锥 形 X 射 线 穿 透 物 体,通 过 不 同 倍 数 的 物 镜 放 大 图 像,并 360 度 旋 转 重构出三维立体 模 型.通 过 能 量 衰 减 图 像 信 息,能 真实地反映出岩心内部的孔隙结构与相对密度大 小 [13].本 次 建 立 数 字 岩 心 模 型 主 要 包 含 四 部 分 :
随 着 数 字 化 技 术 的 发 展 ,数 字 岩 心 分 析 技 术 成 为 储 层 微 观 结 构 和 渗 流 特 征 研 究 的 重 要 手 段 ,该 技 术包含三维数字岩心建模和流动模拟技术[4].在 真 实岩心数字模型 基 础 上,模 拟 微 观 流 动 的 过 程、形 态 与 规 律 ,能 较 准 确 方 便 地 获 得 岩 石 的 微 观 渗 流 机 理.该方法可多次 重 复 实 验,弥 补 了 常 规 物 理 实 验 的 局 限 性 .将 数 字 岩 心 技 术 引 入 到 变 质 岩 裂 缝 储 层 基质储集 空 间、油 水 两 相 驱 替 和 吸 吮 过 程 模 拟 研 究,解决裂缝储层 基 质 渗 透 率 计 算,以 及 相 渗 曲 线 缺乏等难题.
第4期
徐 暋 静 等 :基 于 数 字 岩 心 的 变 质 岩 裂 缝 储 层 微 观 渗 流 机 理 研 究 ——— 以 JZ 油 田 潜 山 为 例
· 97 ·
micro灢fracturetypeandbedrock.Basedonthetwo灢phaseflowsimulation,therelativeper灢 meabilitycurvesofvariousmatricesareobtained,andthemicro灢seepagecharacteristicsofva灢 riousreservoirspacesamplesarequantitativelycharacterized.Theporestructureandphysi灢 calparametersofmatrixdescribedbydigitalcoresarebasicallyconsistentwiththeconven灢 tionalexperimentalresultsinthearea.Thisstudy hasachieveda breakthroughin under灢 standingthepermeabilityofmicro灢matrixincomplexburiedhillreservoirdevelopment,and providedamethodforsimilarmicro灢reservoirresearchpuzzles. Keywords:digitalcoretechnology;matrixreservoirspacetypes;microscopicseepagemecha灢 nism;numericalexperiment;relativepermeability
基于组合式平板模型预测曲面裂缝数字岩心渗透率的方法
基于组合式平板模型预测曲面裂缝数字岩心渗透率的方法王鑫;姚军;杨永飞;王晨晨;蒲德军【摘要】针对碳酸盐岩微裂缝系统中曲面裂缝特征复杂,流动模拟难以进行的问题,提出一种求解曲面裂缝数字岩心渗透率的方法.首先构建平板裂缝数学模型,并利用格子布尔兹曼方法,得到以开度和倾角为基本参数的微裂缝模型的流动规律;其次基于平板模型的流动规律和曲面裂缝的基本特征将平板模型进行组合求解曲面裂缝的绝对渗透率;最后进行实例验证.结果表明该方法准确有效,可在识别出裂缝相关参数后预测岩心绝对渗透率,避免了大量数值模拟,提高了计算效率.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(037)006【总页数】5页(P82-86)【关键词】碳酸盐岩;数字岩心;微裂缝系统;裂缝倾角;裂缝开度;绝对渗透率【作者】王鑫;姚军;杨永飞;王晨晨;蒲德军【作者单位】中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE311碳酸盐岩是非常重要的油气储集岩，其储层的主要类型为溶洞溶孔型、溶洞溶孔裂缝型和裂缝溶孔型，虽然裂缝的储集空间较小，但其渗透性极强，延伸较远，同时可将分散的、孤立的孔洞连通起来，是油气渗流的主要通道。
国内外学者已对宏观裂缝系统的渗透特性、裂缝发育预测［1］等方面进行了较为深入的研究，在断层裂缝条数、几何形态描述、裂缝长度、密度、宽度、平面分布等［2-4］方面都取得了较大进展。
在微观裂缝的研究上，Madadi［5］利用 LB(格子波尔兹曼)方法对含有明显裂缝的岩心进行了流动模拟并取得了很好的结果，但是对于裂缝的多样形态的描述没有后续研究。
Blunt［6］基于孔隙网络模型方法将裂缝描述成大型孔喉相连的球棍结构，但对于裂缝的特征描述不够准确，之前学者对于裂缝研究大多停留在定性或半定量阶段，对裂缝的孔隙度和渗透性的计算更少。
致密砂岩储层构造裂缝形成机制及定量预测研究进展_徐会永
第19卷第4期2013年12月地质力学学报JOUＲNAL OF GEOMECHANICS Vol.19No.4Dec．2013文章编号：1006-6616（2013）04-0377-08致密砂岩储层构造裂缝形成机制及定量预测研究进展徐会永1，冯建伟2，葛玉荣3（1.中国石油大学期刊社，山东青岛266580；2.中国石油大学地球科学与技术学院，山东青岛266580；3.中国石油测井有限公司，新疆哈密735200）收稿日期：2013-03-02基金项目：山东省博士后基金项目“基于应力场模拟的低渗透砂岩储层裂缝多参数定量建模”（201003104）作者简介：徐会永（1977-），男，汉族，山东庆云人，副编审，博士，主要从事沉积学及石油地质学等方面的研究及科技论文编辑工作。
E-mail ：xhy7714@ 摘要：致密砂岩裂缝性储层已逐渐成为非常规油气资源勘探开发的重点，构造裂缝形成机制研究及定量预测也相应成为热点问题。
从构造地质学和地质力学角度对目前的裂缝研究方法进行系统分析，并对含微裂隙的岩石损伤力学实验分析、复合地层本构关系及破裂准则的建立以及不同应力场作用下裂缝参数的定量表征方法进行详细对比后认为，裂缝的产生、裂缝的位置和方向以及裂缝参数的量化是实现裂缝准确预测的关键。
今后裂缝研究的发展方向主要有3个，即基于构造地质学和岩石损伤力学的宏观野外观察和微观室内试验相结合研究裂缝形成机制，考虑多重影响因素并基于能量转换理论的复合岩石破裂准则建立，基于精细构造地质模型的有限元数值模拟实现各期应力场作用下裂缝参数的三维定量表征。
关键词：致密砂岩储层；构造裂缝；形成机制；定量预测；非常规油气中图分类号：P542；P553文献标识码：A0引言随着中国油气资源勘探开发逐渐由东部向西部、由常规储层向非常规储层转变，致密气、页岩气和煤层气成为国家“十二五”规划后的开发重点［1］。
很多学者认为在致密气、页岩气和煤层气3种非常规天然气中，应该优先发展致密气［2 3］。
基于数字岩心技术研究低渗砂岩渗流特征
关键词：岩石物理实验；微观因素；Ｍｉｃｒｏ－ＣＴ 扫描；孔隙微流动；岩石渗流参数 中图分类号：ＴＥ１３５＋ ．４ 文献标志码：Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１１７４９．２０１７．０４．１９
０ 前言
我 国 的 低 渗 油 藏 分 布 广 泛 、资 源 丰 富 、开 发 潜 力 巨大［１－２］。低渗储层由于低孔、低 渗、高 孔 隙 结 构 复 杂性等特点，给 岩 石 物 理 实 验 带 来 巨 大 挑 战 。 ［３］ 为 了提高低渗油藏原 油 采 收 率，急 需 从 微 观 层 面 上 对 岩石物理属性进行研究 。 ［４］ 传统岩石物理实验（如： 渗流实验［５］，压 汞 实 验 及 ［６］ 核 磁 共 振 实 验 等 ［７］ ），无 法定量描述岩石微 观 性 质，据 此 建 立 的 很 多 理 论 模 型均是以岩石骨架 和 孔 隙 为 基 础 的 粗 略 模 型，不 能 精准描述孔隙空间 分 布，且 传 统 岩 石 物 理 实 验 具 有 测 试 周 期 长 ，数 据 结 果 误 差 大 、岩 心 重 复 实 验 次 数 低 等弊端 。 ［８］ 随着 高 分 辨 率 Ｍｉｃｒｏ－ＣＴ 扫 描 技 术 及 数字图像处理技术 的 高 速 发 展，基 于 数 字 岩 心 及 模 拟算法的数字岩石 物 理 技 术，不 仅 能 三 维 可 视 化 岩 石 微 观 结 构 且 能 定 量 表 征 孔 隙 结 构 参 数 ，更 能 快 速 、
第 ３９ 卷 第 ４ 期
物探化探计算技术
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．４２源自１７ 年 ７ 月ＣＯＭＰＵＴＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳＦＯＲ ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ ＡＮＤ ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ
Ｊｕｌ．２０１７
文 章 编 号 ：１００１１７４９（２０１７）０４０５７３０６
应用数字岩心对砂岩绝对渗透率研究
应用数字岩心对砂岩绝对渗透率研究杜建芬;魏博熙;郭平【摘要】岩石渗透率作为岩石固有的物性参数,对于研究流体在岩石中的渗流过程具有重要意义;然而传统的研究方法只是在数值方面的计算,并未结合流体的实际流线.通过结合传统计算方法与数字岩心技术,使用Avizo三维重建软件对渗透率的计算结果与流线结合可视化结合处理,可清晰观察到流体流动流线及流体渗透压力分布;并得到渗透率张量的计算结果.可从流线观察得到岩石渗透率的各向异向.通过与实验室岩心所测量结果相对比,发现二者误差极小,说明重建结果可信,可用于工程实际计算.通过对数字岩心进行三维模拟,可以使研究者得到更为直观的结果,有利于进行更加客观的分析,为油藏工作者分析岩石物性参数时提供了一种新的方法.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)023【总页数】7页(P166-172)【关键词】数字岩心;绝对渗透率;渗透率张量;三维可视化【作者】杜建芬;魏博熙;郭平【作者单位】油气藏地质及开发工程国家重点实验室,西南石油大学,成都610500;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,西南石油大学,成都610500;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,西南石油大学,成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE311;TE319当研究储层时，最令油藏工程师关心的是油藏岩石的两个物性——储集性和渗透性。
岩样的储集性描述的是油藏单位体积岩石中储量的大小，而岩石的渗透性则直接影响到油、气井的产能[1]。
利用三维数字岩心技术研究岩石的渗透性，将得到更为直观和可靠的结果。
近年来，国外学者对数字岩心的研究取得了较大的突破，如挪威的Numerical Rock团队、澳大利亚国立大学的Arns、Knackstedt等人、英国帝国理工学院的Blunt、Hu等[2]、美国三塔釜大学的Keehm、Sain等人以及美国的数字岩石物理公司Ingrain。
相比之下，国内对数字岩心的研究还处于初级阶段，中国石油大学的姚军教授及其团队[3]以及西南石油大学的刘向君教授[4]及其团队开展了一系列渗流模拟研究，并取得了一定的成果。
利用格子Boltzmann方法计算页岩渗透率
一、UG的模块UG 中有好多模块，模块的切换由下列图中画圈的“开端”栏控制。
下拉开端栏，会出现多个选项，此中，“制图” 和“建模” 是设计者最常用的两个模块。
建模是 3D 制图模块，在这个模块下能够进行 3D 状态的画图；制图是二维制图模式，对 3D 图纸进行投影并标明有关尺寸定义，获取二维图纸。
制图与建模的切换，往常使用快捷键控制；此中，建模模式由键盘 M控制，制图模式由Ctrl+Shift+D 控制。
装置与非装置模式装置模式是 UG特别重要的模式，在装置模式下，UG中的各个零件能够进行相对的装置地点挪动，特别方便。
由快捷键 A 控制能否处于装置模式。
下列图为装置模式的工具条。
此中第二个为增添现有组件，即在图纸中增添UG文件，与图纸中的零件形成装置关系。
第三个为创立新的组件，马上图纸中的零件创立为新的UG 装置组件。
第四个为创立新父体，即创立一个新的组件，成为原图纸中的最高装置。
第五个为组件阵列，一般不合用。
第六个为配对组件，即便用一一配对的关系，将两个组件依照装置关系拘束到一同。
第七个为重定位组件，即对装置组件从头定位（与配对的差别为没有约束，能够任意挪动）。
倒数第二个为WAVE几何链接器，马上装置中的实体link到当前装置下，进而进行编写。
其余的工具使用频率极少，故不介绍。
WAVE几何链接器的激活状态以下列图。
二、UG工具条UG中的基本菜单如上图所示。
各个企业可能会针对UG开发出各具特点的工具，在这里不做赘述。
1、文件（快捷键Alt+F ）文件菜单下拉后以下图，UG需要新建零件或翻开一个零件后才能够进行编写。
除此以外常用的工拥有“绘图”“导入”“导出”和“适用工具”。
此中，画图是针对二维图进行图纸绘制，绘制出的图纸能够进行打印。
“导入”和“导出”是对应的两个工具，常用的为导入或导出零件，马上外面零件导入翻开中的UG零件，或将翻开中的UG 零件导出至独自或已有零件中，这个过程中坐标轴按目前坐标。
裂缝性油气藏表征与预测
储层裂缝表征与预测摘要：裂缝是油气储层特别是裂缝性储层的重要储集空间，更是良好的渗流通道。
系统的研究研究裂缝类型、性质、分布规律等对于裂缝性油气田的勘探和开发具有十分重要的意义。
关键词：裂缝、裂缝参数、探测方法与预测1、裂缝的成因类型及分布规律裂缝，是指岩石发生破裂作用而形成的不连续面，或者说裂缝是由于岩石受力而发生破裂作用的结果。
同一时期、相同应力作用产生的方向大体一致的多条裂缝称为一个裂缝组;同一时期、相同应力作用产生的两组和两组以上的裂缝组则称为裂缝系；多套裂缝组系联通在一起称为裂缝网络。
1.1、裂缝的力学成因类型在三维空间中，应力状态可用三个相互正交的法向变量（即主应力）来表示，以分量σ1、σ2、σ3分别代表最大主应力、中间主应力、最小主应力，如图1-1，在实验室破裂（1）、剪裂缝成因：三个主应力都为挤压应力时，派生的剪切应力大于岩石的抗剪强度时所形成的裂缝。
特征：位移方向与破裂面平行；破裂面与σ1- σ2面锐角相交；一般为闭合缝；破裂面上可见擦痕和阶步；两组剪切缝共轭。
（2）、张裂缝成因：三个主应力派生的张应力大于岩石的抗张强度时所形成的裂缝。
特征：位移方向与破裂面垂直；破裂面与σ1- σ2面平行；一般为张开缝；（3）、张剪缝成因：派生的剪应力和张应力先后作用于岩石所形成的裂缝。
特征：介于两者之间。
1.2、裂缝的地质成因类型及分布规律（1）、构造裂缝构造裂缝指由局部构造作用所形成或与局部构造作用相伴生的裂缝，主要是与断层和褶曲有关的裂缝。
①与褶皱想伴生的裂缝裂缝发育程度主要取决与应力强度、岩性变化的不均匀性、地层厚度以及裂缝形成的多次性。
②与断层有关裂缝断层和裂缝的形成机理一致，裂缝是断层形成的雏形。
对于正断层可形成高角度或垂直的张裂缝以及平行于断层和断层共轭的剪裂缝。
与逆断层相伴生的主要为近于水平的张裂缝以及平行于断层和与断层共轭的剪裂缝。
（2）、非构造裂缝①区域裂缝指的就是那些在区域上大面积内切割所有局部构造的裂缝。
基于数字岩心的泥浆侵入数值模拟及微观机理
基于数字岩心的泥浆侵入数值模拟及微观机理崔利凯;孙建孟;陈彦竹;姜黎明;闫伟超;董怀民【摘要】石油钻井中由于钻井液压力略大于地层压力,使得钻井泥浆侵入到原始地层中,改变地层的电阻率,进而影响电阻率测井的准确性.以岩心CT扫描得到的数字岩心模型为基础,利用格子玻尔兹曼方法来模拟泥浆侵入的过程,结合有限元方法计算泥浆侵入过程中岩心电学特性参数的变化,并结合岩心孔隙结构参数,从微观尺度上认识泥浆侵入过程,从而系统地分析泥浆侵入的微观机理.孔隙微观结构参数中,渗透率、孔隙连通性及孔喉半径对泥浆侵入和电阻率影响显著,在实际测井解释中,有必要针对不同渗透率的岩心建立相应的电阻率校正模型.【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(034)003【总页数】9页(P27-34,93)【关键词】泥浆侵入;数字岩心;微观机理;有限元方法;格子玻尔兹曼方法;孔隙结构参数【作者】崔利凯;孙建孟;陈彦竹;姜黎明;闫伟超;董怀民【作者单位】中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE19;P631引言泥浆滤液侵入油气层是一个十分复杂的物理过程，涉及到泥浆滤液性质、井内泥浆柱与地层的压力差、油水相渗透率、泥浆滤液与地层水的密度差、泥浆滤液与地层水的矿化度差以及泥浆侵入油气层的时间等因素[1-6]。
因此，无论识别油气层或水层，或是定量计算原状地层电阻率，均需要考虑泥浆滤液侵入对电测井相应的影响。
由此可见，泥浆侵入微观机理研究具有重要意义[7-10]。
本文利用数字岩心技术研究泥浆滤液侵入的微观机理。
基于机器学习的数字岩心孔渗预测方法研究
裂缝性油藏地质建模与数模一体化技术的研究与应用
裂缝性油藏地质建模与数模一体化技术的研究与应用郑旭，赵春明，雷源，吕坐彬，张迎春，童凯军（中海石油（中国）有限公司天津分公司科麦奇联管会，北京100016）摘要：针对锦州25-1 南太古界潜山油藏裂缝发育、非均质性强的特点，采用裂缝性油藏地质建模与数模一体化技术对裂缝性油藏描述及开发方案影响因素进行了研究。
地质建模在统一建立构造模型网格的基础上,对基质和裂缝系统分开建模, 首次引入离散裂缝网格（DFN模型）建模技术建立反映裂缝性油藏地质特征的双重孔隙介质模型，并对地质建模中的不确定性因素对开发效果的影响开展了数值模拟研究，在此基础上提出了水平井潜山优化开发方案。
现场实施效果表明，裂缝性油藏地质建模与数模一体化技术在锦州25-南潜山油田取得了较好的开发效果。
摘要：裂缝油藏地质建模离散化模型数值模拟一体化潜山裂缝性油藏作为复杂油气藏类型之一在渤海湾盆地有着广泛分布，随着勘探开发的不断深入，应用三维地质建模和精细油藏数值模拟一体化技术成为开发此类复杂油气藏的重要手段。
然而由于裂缝性油藏具有孔隙空间结构复杂、非均质性强的特征，给裂缝性油藏储层描述和地质模型的建立带来了极大不确定性，并导致以地质模型为基础的油藏模拟失真，因此不断采用新的技术提高裂缝性油藏地质建模与数值模拟一体化技术的精细水平具有重要意义。
本文以渤海锦州25-1南油田太古界潜山油藏为研究对象，以Petrel地质建模软件及Eclipse油藏数值模拟软件为工具，采用分系统建模方法和离散化裂缝网络建模技术建立了反映双重孔隙介质特征的三维地质模型，并针对地质建模中影响裂缝性油藏开发效果的非确定性因素开展了数值模拟研究，为指导锦州25-1南油田潜山裂缝性油藏开发提供了科学依据。
1 油田地质特征锦州25-1南油田太古界潜山油藏构造位于辽西凸起中北段，西边界为辽西1号断层，东南呈缓坡向辽中凹陷过渡，内部断层十分发育，辽西2号断层将锦州25-1南油气田构造分为东、西两个高带（图1）。
裂缝性低渗油藏压裂水平井井网渗流数学模型
205裂缝性低渗透油藏具有储层裂缝发育复杂、非均质性强、渗透率低、开发难度大、注水容易水窜等特点。
水力压裂使得天然裂缝不断扩张产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的复杂裂缝网络系统[1]，增加改造体积，从而提高初始产量和最终采收率。
裂缝性低渗透油藏压裂开发的关键问题是搞清复杂裂缝网络分布规律、低渗透油藏基质-裂缝-井筒耦合渗流问题。
国内外学者还采用离散化数值模拟方法来研究裂缝性储层压裂井产能[2-4]，研究周期长，不能快速准确描述体积压裂裂缝中流体流动。
根据天然裂缝及压裂后复杂裂缝网络分布特征，利用分形理论，推导出裂缝的有效渗透率表达式。
考虑裂缝性低渗透储层的非线性渗流特征和压敏特性[4-5]，根据储层流体在注采井网中不同流动形态，将流体流动划分为3个区域，建立了考虑压裂裂缝干扰的压裂水平井-直井井网三区耦合渗流模型，并分析了裂缝及压敏参数对压裂水平井-直径混合井网产能的影响，为合理开发裂缝性油藏提供一定理论基础。
1 裂缝性低渗透油藏水平井压裂-直井井网渗流数学模型1.1 裂缝性油藏压裂裂缝形态及数学表征方法裂缝性油藏压裂极易形成复杂裂缝网络结构。
裂缝性储层天然裂缝长度及其压裂后形成的复杂裂缝网络满足自相似性、标度不变性和分维三个条件，说明其具有分形特性[5]，因此可以用分形理论描述天然裂缝及压裂裂缝的分布规律。
则可以求出基质-裂缝的等效渗透率k e 为：()()()2222m ax e m 2(1cos sin )(1)1241f f f ff fl D k k D βφαθφφφ--=-+--（（1）式中，k e 为等效渗透率，k m 为基质渗透率，mD；φf 为裂缝孔隙度，小数；β为比例常数，与裂缝周围的介质力学性质有关；D f 为裂缝长度的分形维数；θ为裂缝的倾角，°；α为裂缝方位角，°；l max 为裂缝最大长度，m。
1.2 数学模型的建立水平井压裂后产生多条压裂裂缝，据裂缝性低渗透油藏水平井压裂-直井井网流体流动特征，采用流场划分原则，划分井网流动单元，井网流动单元划分为3个流动区域，见图1：第1流动区域为普通直井产生的平面径向渗流场；第2流动区域为压裂水平井模型中的外部流场，即水平井压裂裂缝水平面内的椭圆流动；第3流动区域为压裂水平井模型中的内部流场，即垂直平面内沿裂缝的裂缝性低渗油藏压裂水平井井网渗流数学模型高英 张越 崔景云 蒋时馨 谷峰中海石油气电集团有限责任公司 北京 100028摘要：基于分形理论表征天然裂缝和压裂裂缝网络的复杂裂缝形态，针对裂缝性低渗透储层的非线性渗流特征和储层压敏特性，建立了裂缝性低渗透油藏压裂水平井-直井井组的非线性渗流模型。
渗透率模型研究进展
渗透率模型研究进展孙建孟;闫国亮【摘要】Introduced is current permeability model about single porosity media and dual porosity media. There exist some problems in permeability model, such as lacking theoretical researches, no uniform model and model of dual porosity media also needs urgently developing. Permeability and porosity of single porosity media have good correlation, but porosity is not the only parameter which is crucial to the accuratepermeability .model, and therefore other parameters of rock structure and pore structure should be considered. Permeability model about dual porosity media can be divided into matrix permeability and fracture permeability, and the coupling of them is critical for permeability model. The application of fractal theory and imaging well logging may improve the accuracy of dual porosity media modeling. Beside this, the application of 3D digital core technology and induced polarization method are the importance in permeability model construction.%讨论单重孔隙介质和双重孔隙介质渗透率模型的发展,分析渗透率建模面临的问题:建模理论研究缺乏,至今没有提出统一的模型,双重孔隙介质渗透率模型亟待发展.单重孔隙介质渗透率与孔隙度相关性较好,但仅有孔隙度不能建立精确的渗透率模型,还需考虑岩石结构和孔隙结构参数.双重孔隙介质渗透率可分为基质渗透率和裂缝渗透率2个方面研究,它们之间的耦合是渗透率建模重点考虑的问题.提出应用分形理论和成像测井有望提高双重孔隙介质渗透率模型的建模精度.渗透率建模发展方向是三维数字岩心技术和激发极化法的应用.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2012(036)004【总页数】7页(P329-335)【关键词】测井解释;岩石物理性质;渗透率模型;单重孔隙介质;双重孔隙介质;研究进展;数字岩心【作者】孙建孟;闫国亮【作者单位】中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266555;中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266555【正文语种】中文【中图分类】P631.84绝对渗透率是指当只有单一流体在岩石孔隙中流动而与岩石没有物理化学作用时所求得的渗透率，它是一个表征流体在岩石内部流动难易程度的岩石物理参数。
基于三维数字岩心的油页岩裂解孔隙重构及表征研究
基于三维数字岩心的油页岩裂解孔隙重构及表征研究目录1. 内容概述 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 文献综述 (5)1.4 研究内容与方法 (6)2. 三维数字岩心的构建与处理 (7)2.1 数字岩心的采集与数据获取 (8)2.2 数字岩心的预处理 (10)2.3 数字岩心的三维重建 (10)2.4 数字岩心的质量评估 (11)3. 油页岩裂解孔隙的识别与分类 (12)3.1 裂解特征的识别方法 (13)3.2 裂解孔隙的分类标准 (14)3.3 裂解孔隙的空间分布 (15)3.4 裂解孔隙的尺寸统计 (16)4. 裂解孔隙的数学模型构建 (17)4.1 裂解孔隙的几何模型 (19)4.2 裂解孔隙的物理模型 (20)4.3 裂解孔隙的数值模拟 (21)4.4 模型的验证与校准 (22)5. 裂解孔隙重构技术 (23)5.1 裂解孔隙的重构原则 (24)5.2 裂解孔隙的重构方法 (26)5.3 裂解孔隙的重构效果评价 (27)5.4 重构技术的改进与应用 (28)6. 油页岩裂解孔隙的表征 (29)6.1 孔隙度表征 (30)6.2 渗透率表征 (31)6.3 孔隙类型表征 (32)6.4 裂解孔隙的岩石物理性质表征 (33)7. 油页岩裂解孔隙的特征分析 (35)7.1 裂解孔隙的空间分布特征 (36)7.2 裂解孔隙的连通性分析 (37)7.3 裂解孔隙的时序变化分析 (38)7.4 裂解孔隙与岩性之间的关系 (39)8. 研究实例与应用 (40)8.1 研究实例介绍 (41)8.2 应用案例分析 (42)8.3 研究成果的应用前景 (43)9. 结论与展望 (45)9.1 研究结论 (46)9.2 研究局限性 (47)9.3 未来的研究方向 (48)1. 内容概述本研究旨在通过对三维数字岩心的油页岩裂解孔隙重构及表征研究，揭示油页岩的微观结构特征及其对油气储层开发的影响。
附：引进人员教育经历及代表成果1.刘峰
2. 剩余油分布综合预测与精细注采结构调整技术（2011ZX05010-002），国家科技重大专项，主要完成人。
Байду номын сангаас
3. 环 56-305 井区长 8 油藏评价及开发技术政策研究，中石油长庆油田分公司，学生负责人。 4. 白马南区二次精细油藏描述，中石油长庆油田分公司，学生负责人。 5. 塔河油田十区稳产技术政策研究，中石化西北油气田分公司，学生负责人。 6. 芳 48 断块 CO2 驱油试验区综合调整技术研究，中石油大庆油田分公司，学生负责人。
4. 单相流数值试井参数调节方法研究. 油气井测试. 2013, 22(1): 33-36. 第二作者. 5. 复合区域形态对试井曲线的影响. 油气井测试. 2013, 22(1): 31-32. 第三作者. 6. 油水两相试井曲线特征研究[J]. 油气井测试. 2013, 22(1): 49-52. 第二作者. 科研 1. 新一代油藏数值模拟软件，国家重大科技专项子课题，主要参与人。 2. CO2 减排、存储和资源化利用的基础研究，国家重点基础研究发展计划（973），主要参与人。 3. 石油开采中的若干关键科学问题与技术应用示范，中国科学院知识创新重大项目，主要参与人。 4. 多孔介质中复杂流动细观机理与方法研究，国家自然科学重点基金，主要参与人。 5. CO2 井压力折算及试井解释方法研究，大庆油田项目，主要完成人。 6. 大庆油田井-地电位成像解释系统研究，大庆油田项目，主要参与人。
4. 超临界 CO2 径向水平井钻井技术应用前景分析.石油机械.2013，41（6）：14-19. 第一作者. 5. 径向水平井自进式旋转射流钻头流场特性分析.流体机械（录用）. 第一作者. 6. 金属波纹管三滚轮膨胀工具优化设计.全国博士生论坛—未来石油工程师论坛，北京，2011. 第一作者. 7. 地层超临界 CO2 侵入时井筒流动与传热研究. 2013，34(11)：2086-2092（EI）. 第四作者. 8. 注 CO2 井筒温度压力预测模型及影响因素研究[J].石油钻探技术.2013，41（1）：76-81. 第五作者.
裂缝性页岩气藏水平井产能预测模型
裂缝性页岩气藏水平井产能预测模型徐兵祥;李相方;HAGHIGHI Manouchehr;张磊;龚崛;葛涛涛【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(037)006【摘要】基于页岩气藏线性、非稳态流动特点,考虑未压裂区双重介质特点及其对产气的贡献,建立页岩气多级压裂水平井渗流模型并求得定压条件下Laplace空间解.数值模型验证表明解析解与数值解吻合度高,在此基础上推导新的页岩气双孔瞬态产量典型曲线,补充和发展原有页岩气SRV模型典型曲线,并进行参数敏感分析,将新建典型曲线与SRV模型、Brohi模型典型曲线进行对比.结果表明:新典型曲线流动阶段表现为线性流与过渡流交替,较Brohi单孔外区模型典型曲线更复杂;气藏尺寸、窜流系数、内外区裂缝渗透率比对典型曲线影响很大,而储容比的影响不明显:未压裂区天然裂缝对气井产量有积极作用,对页岩气藏进行产能预测时不可忽略.【总页数】9页(P92-99,105)【作者】徐兵祥;李相方;HAGHIGHI Manouchehr;张磊;龚崛;葛涛涛【作者单位】中海油研究总院新能源研究中心,北京100027;中国石油大学石油工程学院,北京102249;阿德莱德大学澳大利亚石油学院,SA5005;中国石油大学石油工程学院,北京102249;中国石油大学石油工程学院,北京102249;中国石油大学石油工程学院,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE371【相关文献】1.三重介质页岩气藏分段压裂水平井产能预测模型 [J], 顾岱鸿;丁道权;刘军;丁志文;刘锦华;朱智2.页岩气藏多段压裂水平井产能预测模型 [J], 谢亚雄;刘启国;王卫红;李若莹;胡小虎3.考虑裂缝角度与干扰的压裂水平井产能预测模型 [J], 彭珏4.不同裂缝形态页岩气多级压裂水平井产能预测模型应用研究 [J], 辛翠平;白慧芳;张磊;穆景福;谢小飞;施里宇;周伟5.不同裂缝形态页岩气多级压裂水平井产能预测模型应用研究 [J], 辛翠平;白慧芳;张磊;穆景福;谢小飞;施里宇;周伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
岩石断裂力学的扩展有限元法
岩石断裂力学的扩展有限元法周博;孙博;薛世峰【摘要】针对岩石材料的断裂力学问题阐述扩展有限元法的单元位移模式的选择、确定平面裂纹空间位置的水平集法和特殊单元的数值积分方法.介绍最大周向应力裂纹扩展判据和计算应力强度因子的相互作用积分法,进而建立岩石断裂力学的扩展有限元法.建立Ⅰ型裂纹和Ⅱ型裂纹的岩石断裂力学的扩展有限元计算模型,对Ⅰ裂纹的应力强度因子和Ⅱ型裂纹的裂纹扩展路径进行扩展有限元法数值模拟计算.结果表明,建立的岩石断裂力学扩展有限元法可对岩石材料的断裂力学参数和裂纹扩展路径进行数值模拟分析,验证了数值计算结果的合理性,能有效地描述岩石断裂力学特性.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(040)004【总页数】6页(P121-126)【关键词】扩展有限元法;水平集法;应力强度因子;相互作用积分法;裂纹扩展判据;裂纹扩展路径【作者】周博;孙博;薛世峰【作者单位】中国石油大学储运与建筑工程学院,山东青岛266580;中国石油大学储运与建筑工程学院,山东青岛266580;中国石油大学储运与建筑工程学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】O346.1石油开采、城市地铁、穿山隧道、水力水电等工程项目的建设都不可避免地涉及岩石区域。
岩石的变形及破坏规律等力学性质对工程勘察、建设施工及运行安全性和可靠性等方面有重要影响。
岩石破坏过程是其内部裂纹的萌生、扩展、直至贯通的结果。
研究含裂纹岩石材料的力学性质,计算其断裂力学参数、预测其裂纹扩展规律,具有工程实际意义。
解析方法只能解决少数简单的断裂力学问题,在实际应用中数值方法是研究断裂力学问题常用的重要而有效途径。
有限元法[1]通过在裂纹尖端设置奇异单元,较好地描述了裂纹尖端位移、应变等物理场的奇异性,但是在模拟裂纹扩展时须重新划分网格,这极大地降低了计算效率。
基于有限元法的黏聚力模型通过设置界面单元[2],可有效地实现对裂纹扩展的模拟,但需要预先得到裂纹的扩展路径,不适合模拟复杂裂纹的扩展问题。
基于数字岩心孔道流动模拟稠油开发参数测算
基于数字岩心孔道流动模拟稠油开发参数测算
赵衍彬
【期刊名称】《石油地质与工程》
【年(卷),期】2022(36)4
【摘要】疏松砂岩稠油油藏在开采过程中地层极易出砂,固相颗粒的迁移、堵塞及稠油中沥青质的沉降,导致储层物性变差,采用排砂冷采及化学降解工艺可以减小储层伤害。
针对目标油藏典型岩样的数字岩心,参照实验观察和测试结果,分析岩石孔道孔径及连通条件对渗流环境的响应程度,将储层伤害因素转换为连通孔道网络渗流阻力的变化程度,利用孔道网络流动模拟技术,实时计算储层岩石的有效孔隙度和表观有效渗透率,并回归建立渗流环境、开采方式与主要渗流参数之间的相关式;再基于原始地层渗透率,以压力梯度为结合点,将微观模拟结果映射到宏观渗流空间,得到有效渗透率和波及系数在储层的实时分布,可用于评价敏感油藏储层伤害程度及防砂和排砂冷采对地层渗流场的影响,并进一步测算采收率、极限井距、合理井距等关键开发指标参数。
本方法立足于敏感稠油油藏储层岩石孔道网络内的渗流过程,考虑了多种复杂的渗流环境,降低了开发过程的不确定性,可用于该类油藏主要开发技术参数的快速测算和评价。
【总页数】7页(P62-68)
【作者】赵衍彬
【作者单位】中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE345
【相关文献】
1.砂岩基质酸化中的短岩心和长岩心流动模拟试验研究
2.基于规则Sierpinski地毯结构模型的CaO孔道流动特性模拟
3.砂岩数字岩心的地层参数模拟与粗化方法研究
4.基于格子玻尔兹曼方法的数字岩心孔隙流动模拟
5.基于数字岩心的页岩油储层孔隙结构表征与流动能力研究
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收稿日期:2012-12-25基金项目:国家自然科学基金项目(11072268);教育部科学技术研究重大项目(311009);山东省自然科学基金项目(ZR2011EEQ002);中央高校基本科研业务费专项资金(11CX04022A);高等学校学科创新引智计划( 111计划”)作者简介:王鑫(1981-),男,博士研究生,从事碳酸盐岩数字岩心与孔隙网络模型构建技术研究㊂E-mail:lex.wangx@㊂ 文章编号:1673⁃5005(2013)06⁃0000⁃00 doi:10.3969/j.issn.1673⁃5005.2013.06.001基于组合式平板模型预测曲面裂缝数字岩心渗透率的方法王 鑫,姚 军,杨永飞,王晨晨,蒲德军(中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580)摘要:针对碳酸盐岩微裂缝系统中曲面裂缝特征复杂,流动模拟难以进行的问题,提出一种求解曲面裂缝数字岩心渗透率的方法㊂首先构建平板裂缝数学模型,并利用格子布尔兹曼方法,得到以开度和倾角为基本参数的微裂缝模型的流动规律;其次基于平板模型的流动规律和曲面裂缝的基本特征将平板模型进行组合来求解曲面裂缝的绝对渗透率;最后进行实例验证㊂结果表明该方法准确有效,可在实际中识别出裂缝相关参数后预测岩心绝对渗透率,避免了大量数值模拟,提高了计算效率㊂关键词:碳酸盐岩;数字岩心;孔隙级微裂缝系统;裂缝倾角;裂缝开度;绝对渗透率中图分类号:TE 311 文献标志码:APermeability prediction in digital core with curved fractures basedon a combined plate modelWANG Xin,YAO Jun,YANG Yong⁃fei,WANG Chen⁃chen,PU De⁃jun(School of Petroleum Engineering in China University of Petroleum ,Qingdao 266580,China )Abstract :It is difficult to simulate the fluid flow in micro⁃crack system because of the sophisticated characteristics of the cracks in carbonate reservoirs.A method was developed to predict the absolute permeability of carbonate rock samples using a digital or numerical rock technique,in which curved cracks were considered.Firstly,a numerical simulation model of fluid flow in a system with flat cracks was established,and the effects of its basic parameters (i.e.fracture dip and crack open⁃ing)on the flow behavior were determined using a lattice⁃boltzmann method.Secondly,the absolute permeability of curved fractures was predicted based on the combination of fluid low in the flat model and the basic characteristics of a curved frac⁃ture system.Experimental work was also conducted to prove the accuracy of the numerical method.The results show that thismethod is accurate and effective.The absolute permeability can be directly predicted when the cracks parameters are identi⁃fied,and the calculation efficiency is improved.Key words :carbonate rock;digital core;micro⁃crack system;fracture dip;fracture opening;absolute permeability 碳酸盐岩是非常重要的油气储集岩,其储层的主要类型为溶洞溶孔型㊁溶洞溶孔裂缝型和裂缝溶孔型,虽然裂缝的储集空间较小,但其渗透性极强,延伸较远,同时可将分散的㊁孤立的孔洞连通起来,是油气渗流的主要通道㊂国内外学者已对宏观裂缝系统的渗透特性㊁裂缝发育预测[1]等方面进行了较为深入的研究,在断层裂缝条数㊁几何形态描述㊁裂缝长度㊁密度㊁宽度㊁平面分布等[2⁃4]方面都取得了较大进展㊂在微观裂缝的研究上,Madadi [5]利用LB(格子波尔兹曼)方法对含有明显裂缝的岩心进行了流动模拟并取得了很好的结果,但是对于裂缝的多样形态的描述没有后续研究㊂Blunt [6]基于孔隙网络模型方法将裂缝描述成大型孔喉相连的球棍结构,但对于裂缝的特征描述不够准确,之前学者对于裂缝研究大多停留在定性或半定量阶段,对裂缝的孔隙度和渗透2013年 第37卷 中国石油大学学报(自然科学版) Vol.37 No.6 第6期 Journal of China University of Petroleum Dec.2013网络出版时间：2013-11-13 16:33网络出版地址：/kcms/detail/37.1441.TE.20131113.1633.001.html性的计算更少㊂Jiang [7]在裂缝型碳酸盐岩微观渗流研究上取得了较大进展㊂数字岩心方法是目前探寻岩石微观渗流机制的重要工具[8⁃10]㊂笔者基于数值重建方法构造初始数字岩心,并在得到的数字岩心上构建裂缝系统,将裂缝描述为平板和曲面模型,在解决曲面的复杂性描述问题上提出一种利用组合式平板模型预测曲面裂缝岩石渗透率的新方法,并进行实例验证㊂1 碳酸盐岩数字岩心裂缝系统的重建为了研究裂缝几何特征对岩心渗流特征的影响,在数字岩心中构建一系列的数学模型来表征裂缝的形态从而模拟裂缝型碳酸盐岩岩心,由这一系列的数学模型所组成的集合称为裂缝系统,为了形象地描述裂缝系统的构建方法,定义4个系统:U a 为初始数字岩心;U b 为便于模拟而选取的小规模的数字岩心;U c 为在选取的小规模数字岩心中加入模拟研究的裂缝系统;U d 为在选取的小规模数字岩心中加入裂缝系统后最终的数字岩心㊂4个系统之间的关系可表示为U b ∈U a ,U d ∈(U b ∪U c ).首先在通过过程法[11]得到的碳酸盐岩数字岩心(U a )中随机选取一个孔隙度为φ的随机系统U b ,在选取过程中通过局部孔隙度分布函数计算所选系统的孔隙度,然后在数字岩心中生成构建系统U c ㊂构建系统的空间展布㊁裂缝形态㊁延伸方向均与预构建数字岩心一致,选取裂缝的表征参数作为控制变量㊂在研究中,通过不断变化其表征参数,得到一系列不同的裂缝形态集合㊂通过与运算将已得到的随机系统U b 与构建系统U c 合并,得到同时具有U b 和U c 特性的最终系统U d ㊂图1为利用上述方法构造出的一个带有曲面裂缝的数字岩心的剖切图,可以看到添加的裂缝贯穿了整个数字岩心㊂图1 利用裂缝系统构建方法构建的曲面裂缝数字岩心Fig.1 Numerical rock embedded curved fracturesconstructed by fracture system2 单平板裂缝模型方法依据裂缝构建方法,在已有的数字岩心(初始系统U a )中通过局部孔隙度分布函数和局部渗流概率函数[12]选取符合条件的随机系统U b ㊂经过筛选得到规模为503㊁系统内不含天然微裂缝㊁孔隙度为32.0584%的随机系统U b ,裂缝开度为1~10个体素,对应物理单位裂缝开度为3×10-8~3×10-7m㊂定义经过数字岩心几何中心且同时垂直于流体出入口端的平面为基准平面㊂另定义裂缝倾角为平面裂缝所在平面与基准面的夹角㊂对平面裂缝倾角选取具有代表性的角度进行模拟并根据流动方向分为连接出入口端和不连接出入口端两类㊂将构建好的数字岩心(U b )与平面裂缝系统(U c )合并,得到可进行模拟研究的含有裂缝系统的碳酸盐岩数字岩心,如图2所示㊂运用LB 方法[13⁃14]并选用D3Q19模型[15]分别对这两类平板裂缝系统进行流动模拟,得到的曲线如图3所示㊂图2 含不同倾角裂缝的碳酸盐岩数字岩心系统Fig.2 Fractures system of carbonate numerical rock with different dips 从图3可以看出,在对数坐标下,两类裂缝开度与岩心绝对渗透率之间呈线性关系,其线性拟合相关度达到0.97,分别拟合出两类平面裂缝系统的岩心绝对渗透率公式㊂第一类平面裂缝:ln k =1.7308cos αβ+0.2397cos α,(1)k =1.2709cos αexp(1.7308cos αβ).(2)第二类平面裂缝:ln k =0.2893cos αβ+0.2942,(3)k =1.3421exp(0.2893cos αβ+0.031B ).(4)式中,k 为岩心绝对渗透率,10-3μm 2;B 为裂缝开度,μm;α为裂缝倾角㊂㊃2㊃中国石油大学学报(自然科学版) 2013年10月将用拟合式(2)和(4)计算得到的岩心绝对渗透率数据与运用LB 方法模拟得到模拟数据比对,进行误差分析,结果见表1㊂图3 平面裂缝开度与绝对渗透率对数关系曲线Fig.3 Logarithmic relationship curve between plane fracture opening and absolute permeability表1 平面裂缝拟合公式误差分析Table 1 Error analysis on plane cracks fitting formula开度B /体素开度B /μm 第一类平面误差/%α=0°α=15°α=30°α=45°第二类平面误差/%α=60°α=75°α=90°123456789100.30.60.91.21.51.82.12.42.73.071.958226.84393.979618.389322.665119.735911.06733.935126.909959.162097.160553.991913.56882.464610.814511.18843.45999.259328.807858.538233.286136.936516.25672.61694.14867.87704.90533.516617.515438.6503105.7528105.845172.466712.378418.601421.530741.201650.580343.307934.64784.60032.08362.11370.62301.36193.52425.66216.61947.15577.70362.16892.62793.80925.20626.49138.06259.266610.785112.219213.41800.88170.33000.11060.51661.07781.64822.24012.87133.72954.4624 由表1的误差分析可以看出,运用拟合式(2)计算含裂缝的碳酸盐岩岩心的绝对渗透率与通过模拟得到的岩心绝对渗透率除在裂缝开度0.3μm 和裂缝开度3个体系时误差较大外,其余各值的误差都在10%左右,证明拟合得到的式(2)对第一类平面裂缝具有很好的适用性㊂运用拟合出的式(4)计算的绝对渗透率与模拟得到的岩心绝对渗透率误差也较低,均在10%左右㊂证明拟合得到的式(4)对第二类平面裂缝具有很好的适用性㊂3 平板裂缝模型组合法解决曲面裂缝问题 将裂缝开度和倾角作为平面裂缝的控制变量可以构建出平面裂缝模型,而对于曲面裂缝的构建,其控制变量除裂缝开度和倾角外还有曲率㊂3个控制变量间的关系十分复杂,不能系统且全面地构建出预想的曲面裂缝模型㊂于是对曲面裂缝的研究提出平面裂缝组合法㊂使用这种方法处理曲面裂缝可以建立起曲面裂缝与平面裂缝的关系,使曲面裂缝的处理更具现实性㊂3.1 处理方法的说明如图4所示:首先,将曲面进行划分,以有明显图4 曲线划分近似示意图Fig.4 Schematic diagram of curve classificationapproximation变化特征的平面作为划分面,沿着划分面上的曲线走向将其划分成等比例的微小单元;其次,将微小单元内的曲面裂缝近似成平面裂缝,近似得到的平面裂缝在已知裂缝倾角和开度后,通过式(2)和(4)计算得到该裂缝倾角㊁裂缝开度下的碳酸盐岩数字岩㊃3㊃第37卷 第5期 王 鑫,等:基于组合式平板模型预测曲面裂缝数字岩心渗透率的方法心的绝对渗透率;最后,将得到的所有绝对渗透率数值运用调和平均方法进行处理,其结果可近似为含有单一曲面裂缝的碳酸盐岩数字岩心的绝对渗透率㊂3.2 处理方法的适用性流体在不含有裂缝或大孔隙空间的多孔介质中内进行渗流时,通过相连通的孔隙空间进行渗流㊂当有大孔隙空间或连通性极强的孔隙空间(如裂缝)存在时,流体的渗流通道发生改变,不再通过原有的孔隙空间进行渗流,而是通过裂缝流动[16]㊂以15°单一平面裂缝模型为例,在裂缝开度为1体素,对应物理单位为0.3μm时,裂缝开度与岩心规模的尺度比为1∶50(岩心规模为503体素3,对应物理单位为10-6m3)㊂图5为模拟过程中不同开度下碳酸盐岩岩心中间截面的流体渗流速度分布(图中红色区域为渗流高速区域)㊂从图5可以看出,裂缝作为主要的渗流通道,但由于裂缝开度太小,导致少量流体仍通过原有孔隙空间进行渗流㊂当裂缝开度增大,流体几乎完全通过裂缝进行渗流㊂可见模拟得到的岩心绝对渗透率完全由裂缝贡献,孔隙空间对流体渗流过程的贡献可忽略㊂因此,平面裂缝组合法中只沿着曲面裂缝构形进行划分,误差很小㊂同理,之后运用调和平均法得到的绝对渗透率数值也可视为含有单一曲面裂缝的碳酸盐岩数字岩心的绝对渗透率㊂图5 不同裂缝开度下流体渗流速度变化Fig.5 Seepage velocity field with different fracture opening 3.3 实例验证以图6中所示的曲面裂缝为例进行验证(图中连续的蓝色部分为裂缝,分散的蓝色部分为孔隙空间)㊂以曲面裂缝的构形有明显变化的面作为划分面,沿划分面上的曲线走向对曲面裂缝进行划分,同时保持小单元体内的曲面裂缝通过其中心轴(图7),分成9个小单元体,之后将每个单元体内的曲线近似成穿过中心轴的直线㊂图6 含有曲面裂缝的碳酸盐岩数字岩心Fig.6 Carbonate numerical rock embeddedcurved fracture图7 曲线划分与平面近似示意图Fig.7 Schematic diagram of curve divisionand plane approximation从图7可以看出,曲面裂缝近似成平面裂缝后倾角为0°~90°,对其进行分角度计算,结果见表2㊂表2 含曲面裂缝岩心绝对渗透率Table2 Absolute permeability of rock embeddedcurved fracture平板模型编号角度α/(°)格子绝对渗透率k lattice/10-3μm2绝对渗透率k/10-3μm2 1900.01580.01932750.01640.02013600.01910.02354450.16210.19865360.17160.21026270.24250.29707180.30360.3719890.21370.2618900.25360.3106通过平面裂缝组合法处理上例,组合得到的结果与模拟的结果误差为3.3%㊂如能将曲面进行更细的划分,组合进行计算会得到与真实曲面较小的误差值㊂4 结束语在碳酸盐岩数字岩心基础上构建了可供研究的裂缝系统,并引入裂缝开度㊁倾角等变量来控制裂缝㊃4㊃中国石油大学学报(自然科学版) 2013年10月的形态变化,将裂缝描述成平板和曲面两类模型,并对平板裂缝的各种形态进行了流动模拟和定量分析,得到了两类平板裂缝模型的渗流经验公式㊂基于控制变量的复杂性对裂缝系统进行单元划分,把每个单元内的平面裂缝部分近似成平板裂缝,在已知倾角和开度后计算绝对渗透率,运用调和平均数值处理方法得到近似的含曲面裂缝的碳酸盐岩数字岩心的绝对渗透率㊂通过模拟数据拟合得到的计算岩心绝对渗透率公式,可在识别出裂缝相关参数后直接计算岩心绝对渗透率,提高了计算效率㊂参考文献:[1] PECK L,BARTON C C,GORDON R B.Microstructureand the resistance of rock to tensile fracture[J].Journalof Geophysical Research,1985,90(B13):11533⁃11511,11546.[2] HIRATA T.Fractal dimension of fault systems in Japan:fractal structure in rock fracture geometry at various scales[J].Pure and Applied Geophysics,1989,131(1):157⁃170.[3] CHALMERS J,PULVERTAFT T,CHRISTIANSEN F,et al.The southern West Greenland continental margin:rifting history,basin development,and petroleum poten⁃tial:Geological Society,London,1993[C].London:Pe⁃troleum Geology Conference Ltd,1993:915⁃931. [4] BARTON C C,LA POINTE P R.Fractals in the earthsciences[M].Berlin:Springer,1995.[5] MADADI M,SAHIMI ttice Boltzmann simulationof fluid flow in5fracture networks with rough,self⁃affinesurfaces[J].Physical Review E,2003,67(2):1⁃12.[6] BLUNT M J.Flow in porous media pore⁃networkmodels and multiphase flow[J].Current Opinion inColloid&Interface Science,2001,6(3):197⁃207.[7] DUNSMUIR J H,FERGUSON S,D̍AMICO K,et al.X⁃ray microtomography:a new tool for the characterizationof porous media:SPE annual technical conference andexhibition,Dallas,Texas,1991[C].NYC:Society ofPetroleum Engineers,Inc,1991:1010⁃1018. [8] JIANG Z,van DIJKE M I J,GEIGER S,et al.Extrac⁃tion of fractures from3D rock images and network model⁃ling of multi⁃phase flow in fracture⁃pore systems:SCASymposium,Aberdeen,2012[C].London:SCA Ltd,2012:1053⁃1057.[9] 姚军,赵秀才,衣艳静,等.数字岩心技术现状及展望[J].油气地质与采收率,2005,12(6):52⁃54.YAO Jun,ZHAO Xiu⁃cai,YI Yan⁃jing,et al.The cur⁃rent situation and prospect on digital core technology[J].Petroleum Geology and Recovery Efficiency,2005,12(6):52⁃54.[10] ARNS C,MELEAN Y,BURCAW L,et parisonof experimental NMR measurements with simulated re⁃sponses on digitized images of mono⁃mineralic rocks u⁃sing X ray⁃CT:SCA Symposium,2009,Noordwijk,Netherlands[C].London:SCA Ltd,2009:1⁃6. [11] ØREN P⁃E,BAKKE S.Process based reconstruction ofsandstones and prediction of transport properties[J].Transport in Porous Media,2002,46(2⁃3):311⁃343.[12] 姚军,赵秀才,衣艳静,等.储层岩石微观结构性质的分析方法[J].中国石油大学学报:自然科学版,2007,31(1):80⁃86.YAO Jun,ZHAO Xiu⁃cai,YI Yan⁃jing,et al.Analysismethods for reservoir rock̍s microstructure[J].Journalof China University of Petroleum(Edition of Natural Sci⁃ence),2007,31(1):80⁃86.[13] CHEN S,CHEN H,MARTNEZ D,et ttice Boltz⁃mann model for simulation of magnetohydrodynamics[J].Physical Review Letters,1991,67(27):3776⁃3779.[14] CHEN S,DOOLEN G ttice Boltzmann method forfluid flows[J].Annual Review of Fluid Mechanics,1998,30(1):329⁃364.[15] QIAN Y,D̍HUMIERES D,LALLEMAND tticeBGK models for Navier⁃Stokes equation[J].EPL(Eu⁃rophysics Letters),2007,17(6):479. [16] CACAS M,LEDOUX E,de MARSILY G,et al.Mod⁃eling fracture flow with a stochastic discrete fracture net⁃work:calibration and validation:the transport model[J].Water Resources Research,1990,26(3):491⁃500.(编辑 李志芬)㊃5㊃第37卷 第5期 王 鑫,等:基于组合式平板模型预测曲面裂缝数字岩心渗透率的方法。