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原文传递一种基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法

专利名称：	一种基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法
摘要：	本发明涉及一种基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法，包括以下步骤：(1)基于微纳米CT实验结果，建立致密储层岩心的复杂数字岩心，其中包括：岩石骨架、孔隙空间和微纳孔系统；(2)基于所建立的数字岩心，利用灰色格子Boltzmann方法模拟流体的流动；(3)流动方向的边界条件为循环边界，并且外加作用力，其他方向为封闭边界条件；(4)根据计算的流速和压力结果，结合量纲分析，得到岩石的渗透率。本发明利用灰色格子Boltzmann方法，在传统算法的基础上，综合考虑了微纳米孔隙的流动，高效准确地实现了岩石渗透率的求取，方法新颖、可推广性高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油大学(北京)
发明人：	王秀坤;刘峻嵘;盛家平
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910742867.7
公开号：	CN110441209A
代理机构：	北京纪凯知识产权代理有限公司
代理人：	王灏增
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	102249北京市昌平区府学路18号
主权项：	1.一种基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)致密储层复杂数字岩心的建立； 2)利用灰色格子Boltzmann方法模拟流体的流动； 3)流动条件的确定及流速的计算； 4)岩石的渗透率的计算。 2.如权利要求1所述的基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)基于微纳米CT实验结果，建立致密储层岩心的复杂数字岩心； 2)基于步骤1)所建立的数字岩心，利用灰色格子Boltzmann方法模拟流体的流动； 3)以流动方向的边界条件为循环边界，并且外加作用力，其他方向为封闭边界条件，进行迭代计算直至压力场稳定； 4)根据计算的流速和压力结果，结合量纲分析，得到岩石的渗透率。 3.如权利要求2所述的基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法，其特征在于：所述步骤1)中，利用微纳米CT扫描岩样得到由体素点组成的三维数据体，根据三维数字岩心数据体体素灰度值的大小分布，识别出岩石骨架、孔隙空间和微纳米孔隙系统，进行图像分割，得到致密储层的复杂数字岩心。 4.如权利要求2所述的基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法，其特征在于：所述步骤2)中，基于灰色格子Boltzmann方法，其中，体素点为0时，流体存在，体素点为1时采用经典的half-way反弹格式，而体素点为0.5时采用部分反弹格式，即乘以部分反弹率ns，当ns＝0，即为孔隙空间，不存在反弹；当ns＝1，即为岩石骨架，完全反弹；部分反弹介于两者之间。 5.如权利要求4所述的基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法，其特征在于：所述部分反弹率ns依据微纳米孔隙的渗透率获得：首先可通过氮气吸附或高压压汞所得到的孔隙半径进行估算得到微纳米孔隙的渗透率，转化到格子单位可以得到对应的kmicro，继而其中kmicro表示微纳米孔隙的渗透率，ν表示运动粘度。 6.如权利要求2所述的基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法，其特征在于，所述步骤3)中，在流动方向上施加作用力，在LBGK模型中，对应的作用力表达式为：其中pg为流动方向的压力梯度；ei是格子的方向向量，fi为粒子在各个方向上的密度分布函数，Fi表示体积力，τ表示松弛时间，ρ表示流体密度，u表示粒子速度，eq表示平衡态。 7.如权利要求6所述的基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法，其特征在于，所述步骤3)中，时间步长取1ts，格子长度取1lu，密度取1mu/lu3，松弛因子τ取1，对应的动力粘度为保证算法的精度，调节pg的大小，使得任一格子中流体流速不高于0.1lu/ts。以实际体素点尺寸，密度和粘度为基础，即可建立格子单位与SI单位之间的关系，继而实现了两者的转化。 8.如权利要求2所述的基于致密储层数字岩心计算岩石渗透率的方法，其特征在于：所述步骤4)中，经过所述步骤3)中的迭代计算至格子的流速不发生变化时，计算流动方向上所有格子流速的平均值，即则可得到渗透率量纲转化，得到实际岩心的渗透率，其中表示平均速度，ei表示格子的方向向量，fi表示粒子在各个方向上的密度分布函数，ρ表示流体密度，v表示运动粘度，pg表示流动方向的压力梯度。
所属类别：	发明专利