基于空间特征的孔缝介质多尺度数字岩心构建方法研究

Multi-scale characterization of pore and fractures system are well developed in carbonate rock, and are also the main factor affecting the seepage, so to establish a set of multi-scale characterization methods studying on extraction and identification of fractures and pores is very important. In this project, We starts from geometry and topology characteristics of the fractured space, digital rock imaging, mathematical statistics, micro-nano scale molecular simulation, microcosmic seepage force etc., to establish a set of methods constructing digital rock of multi-scale fractures and pores, including new methods to describe and identify fractured space, methods to extract the skeleton of pore space based on the characteristics of the fractured space, new segmentation method of the pore space. A new scale upgrade scheme based on partial rebound theory is submitted in this project. To characterize feasibility of this project, all schemes are validated and demonstrated primarily in requisition. The research content provides theoretical contribution to exploitation with high efficiency of fracture-vug reservoir.

岩心中孔缝特性的精细表征对于非常规油藏的评价及开发具有重要意义，建立有效的孔缝介质表征方法是孔缝介质精细表征中的难点问题。本项目针对如何基于空间特征表征的孔缝介质多尺度数字岩心这一科学问题，通过“点”化、量化裂缝空间开展裂缝的非平面特性的表征方法研究；通过沿骨架分步切割孔隙空间截面、孔隙空间分割等方法对孔缝截面形态及孔缝网络模型的构建要素开展研究；通过多级岩心图像匹配、差异位置定位“安装”以及部分反弹流场解释方法对孔缝空间多尺度表征方法开展研究，从而获得裂缝识别方法、孔缝网络模型构建以及多尺度表征等一系列方法，最终构建出一种基于空间特征的孔缝介质多尺度数字岩心构建方法，为缝洞型油藏的高效开发提供理论支撑。

岩心中孔缝特性的精细表征对于非常规油藏的评价及开发具有重要意义，建立有效的孔缝介质表征方法是孔缝介质精细表征中的难点问题。本项目针对如何基于空间特征表征孔缝介质多尺度数字岩心这一科学问题，通过“点”化、量化裂缝空间开展裂缝的非平面特性的表征方法研究，获得了其欧拉特征数，得到了实际岩心裂缝面状信息提取的结果并进行了验证，验证结果表明新方法相较于传统方法能够更好的保留裂缝的面状信息和轮廓边缘信息，对于下一步开展虚拟流动网络构建提供了基础；而后基于提取的裂缝拓扑中轴面的工作开展了虚拟流动网络的构建工作，其中使用像素单元拆分法，将每一个中轴线连接（或相邻的中轴线结点）视为带有一定半径和长度的圆柱，以能够在流动模拟过程中对裂缝的虚拟网络分别应用立方定理和杨氏方程，为下一步流动模拟提供了重要的结构建模基础。另外，通过沿骨架分步切割孔隙空间截面、孔隙空间分割等方法对孔缝截面形态及孔缝网络模型的构建要素开展研究；又通过多级岩心图像匹配、差异位置定位“安装”以及部分反弹流场解释和基于能谱成像的单个岩心内部分组、组中取样与整个岩心绝对渗透率计算的迭代升级方法对孔缝空间多尺度表征方法开展研究，从而获得一套完整描述微裂缝拓扑、几何特、孔缝网络模型构建以及多尺度表征等一系列方法，最终构建出一种基于空间特征的孔缝介质多尺度数字岩心构建方法，为裂缝型油藏的高效开发提供理论支撑。