基于三维数字岩心的介观尺度流弹性响应数值模拟

复杂介质油气藏的地震波频散和衰减是地球物理勘探中油气特征反演与解释的重要属性.介观尺度处于微观孔隙尺度与宏观地震波场尺度之间,地震波穿过饱和流体岩石时激励流体发生频散和衰减,导致地震波能量损耗,被称为介观波致流.其形成机理、特征和规律一直是勘探地球物理学和岩石物理学等领域共同关心的科学问题,也是研究的前沿和难点之一.本文首先选取印第安纳灰岩(Indiana)作为研究对象,通过排水方式饱和样品,使用CT方法研究介观流体分布特征和规律;为研究其机理,引入Biot孔弹性理论构建三维(3D)数值模型,模拟部分饱和岩石的纵波速度频散和衰减特征.经对比,数值模拟结果与实验结果匹配,表明Biot孔弹性理论可以用来描述介观波致流的物理机理.本文发展的岩石物理实验结合数值模拟的研究手段为今后研究介观流衰减和频散的特征和规律提供了理论和方法借鉴.

高仿真三维数字岩心建模及数字图像分析方法

高质量的数字岩心模型是微观尺度的油气层研究的基础，运用图像形态学方法模拟砂岩的成岩过程，建立三维数字岩心。通过对数字岩心模型的孔隙度，孔喉结构，粒度分布，比面等油层物理参数进行分析，发现数字岩心的成岩过程，岩心图像效果和各物理统计参数都与真实岩心高度相似，并可以初步模拟剩余油的微观分布形态。利用循环边界法消除了模型的边界效应，且适合建造大规模数字岩心是本方法在数字岩心建模上的重要突破。高仿真数字岩心建模和分析可替代物理实验获取油气储层参数，运用形态学方法分析数字岩心孔喉结构优于现有的其他方法，为进一步的微观渗流模拟打下了坚实的基础。