【CN109540765A】一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方法【专利】

附图说明 [0011] 为了更清楚地说明本发明方法的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申 请实施例作进一步说明。 [0012] 图1为本申请方法实施工作流程图。 [0013] 图2为本方法所采用的原始岩心微CT图像。 [0014] 图3为孔隙非结构化网格模型。 [0015] 图4为孔隙非结构化网格模型偏斜度分布图。 [0016] 图5为数值模拟边界条件设定。 [0017] 图6为岩样S2-1单相流模拟结果，(a)为速度场云图，(b)为压力场云图。
2
CN 109540765 A
说 明 书
1/3 页
一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方法
技术领域 [0001] 本发明涉及石油工程领域，尤其涉及一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方 法。
背景技术 [0002] 岩石的孔隙度、渗透率和相对渗透率是决定油藏开发方案及产能的关键物理参 数，而这些参数与岩石的孔隙结构特征密切相关。本发明基于岩石微CT图像，结合Mimics重 构软件和ICEM网格划分软件，提出了一种将岩心三维微CT图像转换为非结构化网格模型的 建模方法 ，并 利 用Fluent软件模拟了模型中的 单 相及油水两 相微观渗流过程 ，获取了孔隙 度、渗透率及相对渗透率曲线等参数，为岩石孔渗参数预测提供了一种新方法。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910017275 .9
(22)申请日 2019 .01 .08
(71)申请人 西南石油大学 地址 610500 四川省成都市新都区新都大 道8号
(72)发明人 宋睿 彭珈筠 刘建军 崔梦梦 汪尧 郑立傅 田均
发明内容 [0003] 本发明的目的在于结合岩心微CT图像、Mimics和ICEM软件构建孔隙非结构化网格 模型 ，并基于重建模型利 用Fluent软件开展微观单 相及油水两 相流的 数值模拟 ，以 获取岩 心孔隙度、渗透率及相对渗透率曲线等参数。 [0004] 为了达到上述目的，本发明是这样实现的： [0005] (一)以 岩心微CT图像为基础 ，采 用滤波、分割等图像处理技术提取孔隙 ，通过 Mimics和ICEM软件生成孔隙非结构化网格模型。 [0006] (二)通过统计孔隙非结构化网格模型体积，求得岩心孔隙度。 [0007] (三)以上述获得的孔隙网格模型为基础，利用Fluent软件开展孔隙中单相及油水 两相渗流过程数值模拟，分别预测模型渗透率及相对渗透率曲线。 [0008] 与现有技术相比，本发明的益处在于： [0009] 1 .基于岩心微CT图像构建了可用于数值计算的非结构化网格模型，该模型较好地 呈现了原始岩心微CT图像的岩石复杂结构特征，满足有限元软件对网格质量的要求。 [0010] 2 .与传统岩心室内实验相比 ，基于重建模型渗流数值模拟实验资金投入少，实验 周期短，且可以在同一模型上开展不同工况下的对比试验。
(51)Int .Cl . G01N 15/08(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109540765 A (43)申请公布日 2019.03.29
( 54 )发明 名称 一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方
法 ( 57 )摘要
本发明公开了一种基于岩心微CT图像的孔 渗 参 数 预 测方 法 。该 方 法以 岩 心 微 C T图 像 为 基 础，通过Mimics和ICEM软件分别生成岩心孔隙结 构的表面网格与体网格，从而建立微米级孔隙非 结构化网格模型，并将其导入Fluent软件进行微 观流动数值模拟，获得了与实验结果吻合较好的 孔隙度、渗透率和相对渗透率曲线数据。该方法 与传统岩心室内试验相比 ，成本低，试验周期短， 且可以 利 用所生成的 网 格模型开展对比 模拟实 验。
权利要求书1页 说明书3页 附图5页
CN 109540765 A
CN 109540765 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方法，其特征在于，该方法包括： (1)以岩心微CT图像为基础重建非结构化网格模型； (2)通过统计孔隙模型的体积获得岩心孔隙度； (3)以 Fluent软件为数值计算平台 ，分别实现单相及油水两相微观渗流模拟 ，获取岩心 渗透率及相对渗透率曲线。 2 .按照权利要求1所述的一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方法，其特征在于：所 述步骤(1)中，以岩心微CT图像为基础，类似可获得岩石微观孔隙结构的图像如扫描电镜和 岩心铸体薄片等也可以作为重建模型的基础数据。 3 .按照权利要求1所述的一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方法，其特征在于：所 述步骤(1)中，通过滤波、分割等图像处理技术，提取岩心骨架和孔隙结构。 4 .按照权利要求1所述的一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方法，其特征在于：所 述步骤(1)中，通过Mimics软件获得孔隙结构的表面网格模型，导入ICEM生成可用于数值计 算的孔隙非结构化网格模型。 5 .按照权利要求1所述的一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方法，其特征在于：所 述步骤(2)中，通过统计计算孔隙非结构化网格模型体积，预测岩心孔隙度。 6 .按照权利要求1所述的一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方法，其特征在于：所 述步骤 (3) 中 ，以 Fluent软件为基础 ，模拟孔隙非结构化网格模型中的单 相流 ，通过达西定 律求解模型渗透率。 7 .按照权利要求1所述的一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方法，其特征在于：所 述步骤 (3) 中 ，以 Fluent软件中的 VOF模型为基础 ，模拟孔隙非结构化网格模型中的 油水两 相流，通过模拟结果求解模型相对渗透率曲线。
3
CN 109540765 ABiblioteka 说 明 书2/3 页
[0018] 图7为岩样S1油水两相流模拟含油饱和度云图，(a)5时间步，(b)22时间步，(c)40 时间步，(d)60时间步。 [0019] 图8为数值模拟求得的相对渗透率曲线与实验结果对比。
具体实施方式 [0020] 为了使本发明实现的技术手段、达成目的和模型功效易于说明，下面结合具体实 施细节和附图 对本发明 作进一步的说明。需要说明的 是 ，所描述的实施例仅是本申 请部分 实施例 ，并不是全部实施例。基于本申 请的 方法 ，本领域的 其他研究人 员、技术人 员在没有 其他创新性劳动的前提下获得的所有其他实施例，都应是本申请保护范围。 [0021] 图1是本申请一种基于岩心微CT图像的孔渗参数预测方法实施例的流程图 ，包括 以下步骤。 [0022] S1：如图2所示为本实施例中采用的原始岩心微CT扫描图像，图中所示岩样为砂岩 (S2-2) ，其余岩样还包括：贝雷砂岩(B1)、砂岩(S1)、砂岩(S2-1)、合成硅(SS)和碳酸盐岩 (C2)。本发明实施例所采用的岩心微CT图像主要通过西南石油大学油气藏地质及开发工程 国家重点实验室的蔡司Xradia MicroXCT-400微观成像系统扫描获得。 [0023] S2：将岩心微CT图像导入Mimics软件，在模型表面生成三角形面网格。 [0024] S3：将生成的面网格模型导入ICEM软件，使面网格向内生长完成体网格的生成。在 体网格的 划分过程中 ，采 用收缩—膨胀算法 ，提高体网格的生成率 ，剔除 (填充) 了模型中的 尖锐凸起(狭缝) ，所生成的孔隙非结构化网格模型如图3所示。 [0025] S4：在ICEM软件中，通过统计孔隙网格模型的体积，利用式(1-1)求得模型孔隙度。