数字岩心三维可视化技术研究发展与应用

数字岩心三维可视化技术研究发展与应用

摘要：近年来，随着石油生产对数字仿真技术需求的不断增长，数字核三维可

视化技术不断拓展，为推动数字核模型的模拟和再现提供了重要的技术支持[1]。

众所周知，岩石的微观结构和孔隙分布决定了油水的分布，岩石中的油气也将是

影响油气产量的主要原因。传统的岩心分析主要基于二维图像分析或使用：构建

虚拟数字的数值重建方法。X射线立体成像法是确定数字核的最精确方法。该方

法利用显微成像设备以纳米级分辨率扫描，直接确定其数字模型，使模型重建简单，精度显著提高，研究了二维岩心图像的三维重建与可视化，建立了用于分析

的数字可视化系统，计算机图形学和数字成像技术使本文对数字中心可视化系统

进行了深入的研究。通过文献阅读和研究，了解了国内外数字核心和数字核心三

维重建的研究现状[2]。在了解数字中央可视化系统功能要求的基础上，确定数字

核心可视化系统的总体设计框架。根据总体设计框架，对各个模块进行了检查和

开发，并对岩心图像分割、岩心图像分割和三维重建进行了研究基于在几何平面

三维模型和三维几何实体模型重建方面，并对三维可视化技术在核数字化领域的

应用进行了研究，以期为数字智能油田的建设做出贡献。

关键词：数字岩心；岩心分析；数字化油田三维模型

随着石油工业数字化和智能化技术的发展，岩心数字化技术已广泛应用于储油评价和油

田开发产能分析[3]。岩心数字核心的基本支撑之一在3D可视化技术中起着重要作用，中心

三维模型设计，模型仿真，骨架可视化分析和流动模拟。掌握一套标准的三维数字可视化技

术和流程具有重要的科学意义，因此，基于三维可视化技术在数字核心中的发展和应用，从

微观模型的角度分析了数字核心可视化的研究，对油田的勘探开发起着重要作用。

1.研究背景

地下水、石油、天然气等液体资源储存在山体的多孔基底中，因此山体的微观结构及其

固体和孔隙分布成为控制地下水、石油、天然气等液体资源渗漏的主要因素。岩石其特征取

决于孔隙的微观结构，为此，要想显著提高原油采收率，不仅要坚持岩石的宏观分析水平，

而且要深入山区的多孔介质，在微观结构的基础上进行研究开发岩石。数字三维技术基于石

油地质的分析是将实际岩心结构转换成三维数字图像，即将实际岩心样品转换成中心数字样品，然后利用计算机技术，如数值模拟、虚拟实验和物理参数计算等对数字岩心样品进行处理，然后加工岩心结果分析应用于油田分析和资源化评价，为油田勘探开发提供了第一手资料，在油田勘探开发中发挥了重要作用。

1.1.数字岩心三维可视化技术的现状

数字岩心三维可视化技术的发展主要受计算机技术和图像分析技术的影响，目前基于计

算机硬件技术的数字核三维可视化技术可以分为两种实现方式方向。一以计算机语言为基础；结合图形功能库，开发自我编程技术，实现以下三维可视化：模型研究。其他的可以通过三

维建模或重建程序可视化。随着数字核技术和计算机技术的发展，有许多语言可以支持软件

开发，包括VC++、VB、C、Java等常用语言，支持的图形库主要使用OpenGL、DirectX等常

用图形文本；数字岩心三维可视化软件主要包括avizo成像和Fei模型软件；深圳能源科技有

限公司的pergeos热物理和DNA viz数字核心程序软件[4]，为数字图像的三维可视化提供了

良好的技术支持。通过自编程来实现数字岩心三维可视化；或者通过现有的软件来实现岩心

的三维可视化，对未来石油生产数字化、智能化建设的发展起着重要作用，对勘探也有重要

的技术支持作用。

2.数字岩心三维可视化的重要性

随着计算机图形学的发展和对三维信息需求的不断增长，三维可视化技术在智能城市、

环境检测与仿真、交通监控等诸多科学领域得到了广泛的应用，目前，数字岩心可视化数据

的来源主要有两种方法：一种是用CT扫描仪扫描真实核，然后利用成像识别算法将二维数

据源构建成三维数据，另一种是利用山体粒度分析、薄片分析、板块组合等方法获取的数据，获取正面可视化视图的数据源，结合前端VDU和计算机三维可视化技术，完成了数字岩心的前端和可视化表示，对岩心模型模拟、数字化管理、地质属性计算、瓷器分布、地质勘探、

地质分析等具有重要意义。

3数字岩心三维可视化技术常见应用

3.1 岩心模型数据仿真再现

3.2孔隙结构模型仿真再现

3.3油水驱替过程仿真再现

结论：

数字岩心三维可视化技术作为岩心物性和微观尺度油藏流动的关键技术之一，在模型可

视化和表达过程中起着重要作用。由于近年来计算机可视化技术的迅速发展，利用微孔信息

可以重建出真实的山体结构的三维数字核技术结构。三维数字岩心技术通常有大量的数据。

采用传统的三维可视化计算，计算量大，运行效率低，增加了研究人员在三维数字岩心研究

中遇到的困难，限制了三维数字技术的发展和应用。随着计算机可视化软硬件技术的提高，

未来将有更广阔的程序空间和实际生产意义，随着各种技术的发展，基于微孔的岩心和宏观

油藏模型的集成过程也更加成熟和实用，为油气行业驱替机理研究、驱替评价、生产动态模

拟和开发生产过程提供技术支持。

参考文献：

[1]林承焰，吴玉其，任丽华等.数字岩心建模方法研究现状及展望[J]. 地球物理学进展，2018（02）.

[2]刘雪峰，张伟伟，孙建孟.三维数字岩心建模方法综述[J].地球物理学进展，2013（06）.

[3]Latief F D E，Biswal B，Fauzi U，et al. Continuum reconstruction of the pore scale microstructure for Fontainebleau sands tone[J]. PhysicaA：Statistical Mechanics and i tsApplications，2010（8）.

[4]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（06）.