一種采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其包括如下步驟：a.掃描巖心樣品，并將掃描圖片采用波爾茲曼網(wǎng)格法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油/水流動(dòng)，以在該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)形成不同油/水分布，并讀取對(duì)應(yīng)的油/水兩相飽和度；b.根據(jù)該讀取的油/水兩相飽和度和該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的油/水分布作為輸入?yún)?shù)，使用有限差分方法計(jì)算該巖石的第一電阻率；c.重復(fù)步驟a和步驟b，分別獲取含水飽和度從0?100%條件下的多個(gè)第一電阻率；d.采用有限差分方法計(jì)算100%飽和鹽水條件下該巖石的第二電阻率；e.根據(jù)該多個(gè)第一電阻率和該第二電阻率計(jì)算電阻率指數(shù)，并依據(jù)該電阻率指數(shù)和該水飽和度，以得到巖電關(guān)系。上述方法不僅提高模擬計(jì)算的準(zhǔn)確性，還縮短了模擬計(jì)算時(shí)間。
【專利說明】
一種采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在石油和天然氣勘探過程中，測(cè)量孔隙度、油/水飽和度、電阻率等巖心特征參數(shù) 以及計(jì)算表征巖石電阻率(巖電）指數(shù)與含水飽和度之間的巖電關(guān)系曲線，在油氣儲(chǔ)量評(píng)估 中至關(guān)重要。其測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會(huì)直接影響到油氣資源的儲(chǔ)量評(píng)估，甚至油氣公司的股 價(jià)與金融借貸能力等。
[0003] 目前，巖心特征參數(shù)的傳統(tǒng)測(cè)試方法是通過實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)量獲得，雖然測(cè)試的結(jié) 果準(zhǔn)確度高，但是存在測(cè)試費(fèi)用高、耗時(shí)長等問題。尤其是對(duì)于低滲透油藏，獲得一條巖電 關(guān)系曲線可能需要半年甚至幾年時(shí)間。
[0004] 數(shù)字巖心模擬是當(dāng)前石油、天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的最新前沿技術(shù)之一。數(shù)字巖心 采用巖石圖像掃描和分辨并結(jié)合高性能流體并行計(jì)算，雖然可提供更加方便、快捷、準(zhǔn)確和 廉價(jià)的分析平臺(tái)，然采用數(shù)字巖心評(píng)估巖電關(guān)系曲線矯正的計(jì)算方法尚不成熟。
[0005] 波爾茲曼網(wǎng)格法(Lattice Boltzmann Method, LBM)或者孔隙網(wǎng)格法/有限差分 法進(jìn)行二相流模擬以研究流動(dòng)，但其一般限于研究觀察二相流動(dòng)的機(jī)理和油/水分布結(jié)果 是否合理。雖然有少量的研究注重在電阻率和巖電關(guān)系曲線，但是這些研究要么使用其他 數(shù)值方法模擬油/水分布作為電阻率模擬的輸入?yún)?shù)（Liu Xuef eng，etc. APPLIED GE0PHYSICS[J]. Numerical simulation of rock electrical properties based on digital cores(6) :1-7, 2009)，要么依然使用LBM方法進(jìn)行電阻率模擬(Yue Wenzheng, etc. 2_D numerical simulation of digital rock experiments with lattice gas automation for electrical properties of reservoir formation!!J] · GEOPHYSICAL JOURNAL INTERNATI0NAL(183): 1316-1323，2010)等。綜上，上述方法存在以下缺點(diǎn)，一是 不能夠準(zhǔn)確描述其飽和度以及油/水分布;二是使用LBM計(jì)算電阻率耗時(shí)長，工作效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種準(zhǔn)確、快速的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的 方法。
[0007] -種采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其包括如下步驟： 掃描巖心樣品，并將掃描圖片采用波爾茲曼網(wǎng)格法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油/水流動(dòng)，以 在該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)形成不同油/水分布，并讀取對(duì)應(yīng)的油/水兩相飽和度； b. 根據(jù)該讀取的油/水兩相飽和度和該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的油/水分布作為輸入?yún)?shù)，使 用有限差分方法計(jì)算該巖石的第一電阻率； c. 重復(fù)步驟a和步驟b，分別獲取含水飽和度從0-100%條件下的多個(gè)第一電阻率； d. 采用有限差分方法計(jì)算100%飽和鹽水條件下該巖石的第二電阻率； e. 根據(jù)該多個(gè)第一電阻率和該第二電阻率計(jì)算電阻率指數(shù)，并依據(jù)該電阻率指數(shù)和該 水飽和度，以得到巖電關(guān)系。
[0008] 該采用波爾茲曼網(wǎng)格法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油水流動(dòng)的步驟包括使用非穩(wěn)態(tài)法 模擬油驅(qū)替水，該非穩(wěn)態(tài)法通過設(shè)置壓力差驅(qū)使油/水流動(dòng)，以形成不同的油/水分布。
[0009] 該壓力差是流入和流出邊界的密度差值，該壓力差取值范圍為0· 2-0.6Kg/m3。
[0010] 在該非穩(wěn)態(tài)法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油驅(qū)替水的條件下，該巖電關(guān)系的曲線方程 為:y=a ，其中，該X表示為水飽和度，該y表示為巖石電阻率指數(shù)，該b表示為膠結(jié)指數(shù)，該 膠結(jié)指數(shù)的范圍為1.5-5。
[0011]該采用波爾茲曼網(wǎng)格法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油水流動(dòng)的步驟包括使用穩(wěn)態(tài)法模 擬油水并流，該穩(wěn)態(tài)法通過設(shè)置質(zhì)量力驅(qū)使油/水流動(dòng)并使用循環(huán)邊界條件，以形成不同的 油/水分布。
[0012] 在該使用穩(wěn)態(tài)法設(shè)置質(zhì)量力驅(qū)使油/水流動(dòng)步驟之前還包括按照不同油/水飽和 度比例完全混合后注入該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)。
[0013] 該質(zhì)量力的范圍為0.001-0.01N。
[0014] 在該穩(wěn)態(tài)法模擬油水并流的條件下，該巖電關(guān)系的曲線方程為:y=a fb，其中，該X 表示為水飽和度，該y表示為巖石電阻率指數(shù)，該b表示為膠結(jié)指數(shù)，該膠結(jié)指數(shù)的范圍為 1.5-5。
[0015] 該油/水流動(dòng)過程將產(chǎn)生不同的油/水分布，不同的油水分布具有不同的油/水兩 相飽和度。
[0016] 當(dāng)該油/水兩相的飽和度不隨時(shí)間變化時(shí)，該油/水流動(dòng)達(dá)到平衡。
[0017] 相較現(xiàn)有技術(shù)，上述采用數(shù)字巖心模擬計(jì)算巖電關(guān)系曲線的方法，通過在格子波 爾茲曼方法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油/水兩相飽和度分布，再使用有限差分方法計(jì)算出巖石 電阻率、飽和鹽水條件下巖石電阻率以及電阻率指數(shù)，由于格子波爾茲曼方法能夠準(zhǔn)確模 擬油水分布及模擬計(jì)算油/水兩相飽和度，而有限差分法能夠快速模擬該油/水飽和度下的 電阻率。因此，本發(fā)明的方法不僅提高了模擬計(jì)算巖電關(guān)系曲線準(zhǔn)確性，還縮短了模擬計(jì)算 的時(shí)間。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法的流程 圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法的流程 圖。
[0020] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例1采用非穩(wěn)態(tài)法給定水飽和度為88%的油/水分布示意圖。
[0021] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例1采用非穩(wěn)態(tài)法給定水飽和度為70%的油/水分布示意圖。
[0022] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例1采用非穩(wěn)態(tài)法給定水飽和度為52%的油/水分布示意圖。
[0023] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的巖石電阻率指數(shù)隨水飽和度變化的曲線圖。
[0024] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例2采用穩(wěn)態(tài)法給定水飽和度為82%的油/水分布示意圖。
[0025]圖8是本發(fā)明實(shí)施例2采用穩(wěn)態(tài)法給定水飽和度為43%的油/水分布示意圖。
[0026] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例2采用穩(wěn)態(tài)法給定水飽和度為11%的油/水分布示意圖。
[0027] 圖10是本發(fā)明實(shí)施例2的巖石電阻率指數(shù)隨水飽和度變化的曲線圖。 【具體實(shí)施方式】
[0029] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法， 其包括如下步驟： S1、掃描巖心樣品，并將掃描圖片采用波爾茲曼網(wǎng)格法進(jìn)行數(shù)字巖心模擬。
[0030] 在本實(shí)施例中，該波爾茲曼網(wǎng)格法進(jìn)行數(shù)字巖心模擬是通過對(duì)巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油 水二相流動(dòng)進(jìn)行模擬。
[0031] 采用波爾茲曼網(wǎng)格法進(jìn)行數(shù)字巖心模擬包括:處理該掃描圖片，以獲取巖石多孔 介質(zhì)的橫截面的二維圖像;將該巖心多孔介質(zhì)的橫截面的二維圖像轉(zhuǎn)換為波爾茲曼網(wǎng)格參 數(shù)，并根據(jù)該波爾茲曼網(wǎng)格參數(shù)建立該巖心多孔介質(zhì)的物理模型。
[0032]進(jìn)一步的，根據(jù)該巖心多孔介質(zhì)的物理模型采用波爾茲曼網(wǎng)格法進(jìn)行該巖石多孔 介質(zhì)內(nèi)油水二相流動(dòng)進(jìn)行模擬。
[0033]在本實(shí)施例中，該掃描采用微計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（micro computed tomography，Micr〇-CT)進(jìn)行掃描，并獲取數(shù)字巖心三維像素立方體網(wǎng)格。該數(shù)字巖心三維 像素為300 X 300 X 720,掃描后的特征巖心樣品的有效物理體積為1毫米X 1毫米X 2.4毫 米。該數(shù)字巖心模擬的孔隙度為27%，滲透率為374毫達(dá)西(mD)。
[0034] 本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的，該巖心樣品的Micro-CT掃描圖像是由該巖心樣品圖 像和黑色背景組成的灰度圖像，由于該巖心樣品圖像的灰度值與背景灰度值有明顯差異。 因此，對(duì)Micro-CT掃描圖像進(jìn)行二值化處理，可以得到相應(yīng)的二值圖像，并且可以進(jìn)一步讀 取該巖心樣品的橫截面的二維圖像。
[0035] 可以理解的，該波爾茲曼網(wǎng)格法模擬該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油水二相流動(dòng)包括使用非 穩(wěn)態(tài)法模擬油驅(qū)替水或使用穩(wěn)態(tài)法模擬油水并流。
[0036] 在本實(shí)施例中，該波爾茲曼網(wǎng)格法模擬該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的油/水分布包括使用 非穩(wěn)態(tài)法模擬油驅(qū)替水。
[0037] S3、采用該非穩(wěn)態(tài)法模擬該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的不同油/水分布，并讀取對(duì)應(yīng)的油/ 水兩相飽和度。
[0038]該S3的具體步驟為： 模擬非穩(wěn)態(tài)法油驅(qū)替水的過程中，通過在巖石流入/流出邊界設(shè)定壓力差，從而驅(qū)替 油/水產(chǎn)生流動(dòng)。在油/水驅(qū)替流動(dòng)的不同階段，對(duì)應(yīng)讀取油/水兩相的飽和度。
[0039]可以理解的，該壓力差是恒定的，該壓力差是在流入、流出邊界分別設(shè)定的固定密 度差值。該流入密度設(shè)置為l.〇Kg/m3,該流出密度設(shè)置為0.4 Kg/m3至0.8 Kg/m3。該壓力差 (即密度差）的取值范圍為0.2-0.6 Kg/m3。
[0040] 優(yōu)選的，該壓力差的取值范圍為0.4-0.6 Kg/m3。
[0041] 可以理解的，在該油驅(qū)替水的過程中，將產(chǎn)生的不同油/水分布，不同的油/水分布 具有不同的油/水兩相飽和度。
[0042] 如圖3-圖5所示，展示了采用非穩(wěn)態(tài)法給定水飽和度分別為88%、70%、52%的油/水 分布，其中，透明部分表示為油，陰影部分表示為水。
[0043] S5、根據(jù)該讀取的油/水兩相飽和度和該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的油/水分布作為輸入?yún)?數(shù)，使用有限差分方法計(jì)算該巖石樣品的第一電阻率。
[0044] 在本實(shí)施例中，使用該有限差分方法計(jì)算該巖石樣品的第一電阻率是通過數(shù)值法 解傳質(zhì)方程。該有限差分方法計(jì)算該巖石樣品的第一電阻率的具體步驟包括： 設(shè)置邊界條件，也即在流入方向設(shè)置電場(chǎng)強(qiáng)度為1.0,在流出方向設(shè)置電場(chǎng)強(qiáng)度為 0 · 99 〇
[0045] 可以理解的，由于存在電場(chǎng)差，因此會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電流。
[0046]在該電流環(huán)境下設(shè)定初始條件，該初始條件設(shè)置包括將水的導(dǎo)電率設(shè)定為1，油的 導(dǎo)電率設(shè)定為0。
[0047]依據(jù)該初始條件，模擬計(jì)算不同含油飽和度下，該水的有效導(dǎo)電率，以獲得該巖石 樣品的第一電阻率。
[0048] S6、重復(fù)步驟S1和步驟S3,分別獲取含水飽和度從0-100%條件下的該巖石樣品的 第一電阻率。
[0049] S7、采用有限差分方法計(jì)算100%飽和鹽水條件下的該巖石樣品的第二電阻率。
[0050] 該步驟S7的具體步驟為：將飽和度為100%的鹽水注入該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)，當(dāng)該飽 和鹽水完全浸沒該巖石樣品時(shí)，使用有限差分方法計(jì)算該巖石樣品的第二電阻率。
[0051] 該有限差分方法計(jì)算該巖石樣品的第二電阻率的具體步驟包括： 設(shè)置邊界條件，也即在流入方向設(shè)置電場(chǎng)強(qiáng)度為1.0,在流出方向設(shè)置電場(chǎng)強(qiáng)度為 0 · 99 〇
[0052]可以理解的，由于存在電場(chǎng)差，因此會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電流。
[0053]在該電流環(huán)境下設(shè)定初始條件，該初始條件設(shè)置包括將水的導(dǎo)電率設(shè)定為1。
[0054]依據(jù)該初始條件，模擬計(jì)算該飽和度為100%的鹽水的有效導(dǎo)電率，以獲得該巖石 樣品的第二電阻率。
[0055] S9、根據(jù)該第一電阻率和該第二電阻率計(jì)算電阻率指數(shù)，依據(jù)該電阻率指數(shù)和該 水飽和度，以得到巖電關(guān)系。
[0056] 該巖電關(guān)系的曲線方程為:y=a fb，其中，該X表示為水飽和度，該y表示為巖石電 阻率指數(shù)，該b表示為膠結(jié)指數(shù)。該膠結(jié)指數(shù)的范圍為1.5-5。
[0057] 可以理解的，該膠結(jié)指數(shù)b會(huì)隨不同巖心樣品的選取發(fā)生改變。
[0058] 如圖6所示，展示了實(shí)施例1的數(shù)字巖心模擬巖電關(guān)系的曲線，也即巖石電阻率隨 水飽和度變化的趨勢(shì)關(guān)系曲線。該巖電關(guān)系的曲線方程為:y=l. 0896X-1·8(33，R2=0.9854，其 中，該X表示為水飽和度，該y表示為巖石電阻率指數(shù)，R 2為相關(guān)系數(shù)的平方，該膠結(jié)指數(shù)b為 1.803。
[0059]可以理解的，該巖電關(guān)系的曲線方程還可以用于校正巖電測(cè)井曲線。
[0060] 請(qǐng)參閱圖2,本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法， 其包括如下步驟： S10、掃描巖心樣品，并將掃描圖片采用波爾茲曼網(wǎng)格法進(jìn)行數(shù)字巖心模擬。
[0061] 在本實(shí)施例中，該波爾茲曼網(wǎng)格法進(jìn)行數(shù)字巖心模擬是通過對(duì)巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油 水二相流動(dòng)進(jìn)行模擬。
[0062] 在本實(shí)施例中，該波爾茲曼網(wǎng)格法模擬該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油水流動(dòng)包括使用穩(wěn)態(tài) 法模擬油水并流。
[0063] 可以理解的，該采用波爾茲曼網(wǎng)格法進(jìn)行數(shù)字巖心模擬和第一實(shí)施例所述步驟一 致。
[0064]在本實(shí)施例中，該掃描采用微計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（micro computed tomography，Micr〇-CT)進(jìn)行掃描，并獲取數(shù)字巖心三維像素立方體網(wǎng)格。該數(shù)字巖心三維 像素為300 X 300 X 720,掃描后的特征巖心樣品的有效物理體積為1毫米X 1毫米X 2.4毫 米。該數(shù)字巖心模擬的孔隙度為27%，滲透率為374毫達(dá)西(mD)。
[0065] S20、采用該穩(wěn)態(tài)法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的不同油/水分布，并讀取對(duì)應(yīng)的油/水兩 相飽和度。
[0066] 該S20的具體步驟為： 模擬穩(wěn)態(tài)油驅(qū)替水，按照不同油/水飽和度比例完全混合后注入該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)，使 用循環(huán)邊界條件和質(zhì)量力，驅(qū)動(dòng)油/水并流，當(dāng)油/水流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，獲得對(duì)應(yīng)的油/水飽 和度分布。
[0067] 該質(zhì)量力的大小為0.001-0 ·01Ν。
[0068] 可以理解的，該油/水流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)是指是指油/水兩相的飽和度不隨時(shí)間變化。 此時(shí)，該油/水流動(dòng)達(dá)到平衡。
[0069] S30、根據(jù)該讀取的油/水兩相飽和度和該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的油/水分布作為輸入 參數(shù)，使用有限差分方法計(jì)算該巖石樣品的第一電阻率。
[0070] 可以理解的，在該質(zhì)量力驅(qū)動(dòng)該油水并流的過程中，將產(chǎn)生的不同油/水分布。如 圖7-圖9所示，展示了采用穩(wěn)態(tài)法給定水飽和度分別為82%、43%、11%的油/水分布，其中，透 明部分表示為油，陰影部分表示為水。
[0071] S40、重復(fù)步驟S10和步驟S20,分別獲取含水飽和度從0-100%條件下的巖石樣品的 第一電阻率。
[0072] S50、采用有限差分方法計(jì)算100%飽和鹽水條件下的該巖石樣品的第二電阻率。 [0073]該步驟S50的具體步驟為:將飽和度為100%的鹽水注入該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)，當(dāng)該飽 和鹽完全浸沒該巖石樣品時(shí)，使用有限差分方法計(jì)算該巖石樣品的第二電阻率。
[0074] S60、根據(jù)該第一電阻率和該第二電阻率計(jì)算電阻率指數(shù)，依據(jù)該電阻率指數(shù)和該 水飽和度，以得到巖電關(guān)系。
[0075]該巖電關(guān)系的曲線方程為:y=a fb，其中，該X表示為水飽和度，該y表示為巖石電 阻率指數(shù)，該b表示為膠結(jié)指數(shù)。該膠結(jié)指數(shù)的范圍為1.5-5。
[0076] 可以理解的，該膠結(jié)指數(shù)b會(huì)隨不同巖心樣品選取的發(fā)生改變。
[0077] 如圖10所示，展示了實(shí)施例2的數(shù)字巖心模擬巖電關(guān)系的曲線，也即巖石電阻率隨 水飽和度變化的趨勢(shì)關(guān)系曲線。該巖電關(guān)系的曲線方程為:y=〇. 9975X-1·96，R2=0.9941，其 中，該X表示為水飽和度，該y表示為巖石電阻率指數(shù)，R 2為相關(guān)系數(shù)的平方，該b表示為膠結(jié) 指數(shù)，該膠結(jié)指數(shù)b為1.96。
[0078]可以理解的，該巖電關(guān)系的曲線方程還可以用于校正巖電測(cè)井曲線。
[0079]在本實(shí)施例中，該使用有限差分方法計(jì)算該巖石樣品的第一電阻率、第二電阻率 的方法步驟與第一實(shí)施例所述的有限差分方法計(jì)算步驟一致。
[0080] 本發(fā)明的采用數(shù)字巖心模擬計(jì)算巖電關(guān)系曲線的方法，通過在格子波爾茲曼方法 模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油/水兩相飽和度分布，再使用有限差分方法計(jì)算出巖石電阻率、飽和 鹽水條件下巖石電阻率以及電阻率指數(shù)，由于格子波爾茲曼方法能夠準(zhǔn)確模擬油水分布及 模擬計(jì)算油/水兩相飽和度，而有限差分法能夠快速模擬油/水飽和度下的導(dǎo)電率。因此，本 發(fā)明的采用數(shù)字巖心模擬計(jì)算巖電關(guān)系曲線的方法同時(shí)發(fā)揮了 LBM方法與有限差分法各自 優(yōu)勢(shì)，從而不僅提高了模擬計(jì)算巖電關(guān)系曲線準(zhǔn)確性，還縮短了模擬計(jì)算的時(shí)間。
[0081] 下面通過具體的實(shí)施例及上述附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以下實(shí)施例可 以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0082] 實(shí)施例1 采用Micro CT掃描巖心樣品，并對(duì)掃描后的數(shù)字巖心300 X 300 X 720三維像素 (voxels)立方體網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)字巖心模擬計(jì)算。
[0083]在本實(shí)施例中，掃描后的特征巖心樣品的有效物理體積為1毫米X 1毫米X 2.4毫 米。該數(shù)字巖心模擬孔隙度為27%，滲透率為374 mD。
[0084] 采用波爾茲曼網(wǎng)格方法模擬非穩(wěn)態(tài)油驅(qū)替水的過程，將巖石流入/流出邊界設(shè)定 壓差為〇 . 5來驅(qū)使該油/水流動(dòng)，在驅(qū)替過程中，將產(chǎn)生不同的油/水分布，并讀取對(duì)應(yīng)形成 含水飽和度為0-100%的油/水分布。
[0085] 根據(jù)該讀取的油/水兩相飽和度和該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的油/水分布作為輸入?yún)?shù)， 使用有限差分方法計(jì)算該巖石的第一電阻率。
[0086]采用有限差分方法計(jì)算飽和度為100%的鹽水條件下，該巖石的第二電阻率。
[0087] 根據(jù)該第一電阻率和該第二電阻率計(jì)算電阻率指數(shù)，依據(jù)該電阻率指數(shù)和該水飽 和度建立巖電關(guān)系，并擬合得到巖電關(guān)系的曲線方程。
[0088] 如圖6所示，展示了實(shí)施例2的數(shù)字巖心模擬的巖電關(guān)系曲線，也即巖石電阻率隨 水飽和度變化的趨勢(shì)關(guān)系曲線。該巖電關(guān)系曲線的方程為:7=1.08961+^,1^=0.9854,其 中，該X表示為水飽和度，該y表示為巖石電阻率指數(shù)，R 2為相關(guān)系數(shù)的平方。
[0089]可以理解的，該巖電關(guān)系曲線能夠用于測(cè)井中的電阻率曲線矯正，并能夠計(jì)算出 含油飽和度，因此，可以用于原油儲(chǔ)量的計(jì)算。
[0090] 實(shí)施例2 采用Micro CT掃描巖心樣品，并對(duì)掃描后的數(shù)字巖心300 X 300 X 720三維像素 (voxels)立方體網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)字巖心模擬計(jì)算。
[0091] 在本實(shí)施例中，掃描后的特征巖心樣品的有效物理體積為1毫米X 1毫米X 2.4毫 米。該數(shù)字巖心模擬孔隙度為27%，滲透率為374 mD。
[0092] 采用波爾茲曼網(wǎng)格方法模擬穩(wěn)態(tài)油驅(qū)替水的過程，將巖石流入/流出設(shè)置循環(huán)邊 界并對(duì)油和水設(shè)定質(zhì)量力為0.01來驅(qū)使該油/水流動(dòng)，在驅(qū)替過程中，將產(chǎn)生不同的油/水 分布，并讀取對(duì)應(yīng)形成含水飽和度為0-1 〇〇%的油/水分布。
[0093] 根據(jù)該讀取的油/水兩相飽和度和該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的油/水分布作為輸入?yún)?shù)， 使用有限差分方法計(jì)算該巖石的第一電阻率。
[0094]采用有限差分方法計(jì)算飽和度為100%的鹽水條件下，該巖石的第二電阻率。
[0095]根據(jù)該第一電阻率和該第二電阻率計(jì)算電阻率指數(shù)，依據(jù)該電阻率指數(shù)和該水飽 和度建立巖電關(guān)系，并擬合得到巖電關(guān)系的曲線方程。
[0096]如圖10所示，展示了數(shù)字巖心模擬的巖電關(guān)系曲線，也即巖石電阻率隨水飽和度 變化的趨勢(shì)關(guān)系曲線。該巖電關(guān)系曲線的方程為:y=〇. 9975x4'96，R2=0.9941，其中，該X表示 為水飽和度，該y表示為巖石電阻率指數(shù)，R 2為相關(guān)系數(shù)的平方。
[0097]可以理解的，該巖電關(guān)系曲線能夠用于測(cè)井中的電阻率曲線矯正，并能夠計(jì)算出 含油飽和度。因此，可以用于原油儲(chǔ)量的計(jì)算。
[0098] 本發(fā)明的采用數(shù)字巖心模擬計(jì)算巖電關(guān)系曲線的方法，通過使用LBM及有限差分 方法模擬計(jì)算水飽和度和巖石電阻率指數(shù)的趨勢(shì)關(guān)系圖，同時(shí)發(fā)揮了LBM方法與有限差分 法各自優(yōu)勢(shì)，不僅提高模擬計(jì)算巖電關(guān)系曲線準(zhǔn)確性時(shí)，其模擬計(jì)算時(shí)間也將縮短一半。此 外，本發(fā)明模擬建立的該巖電關(guān)系能夠用于測(cè)井中的電阻率曲線矯正，并能夠計(jì)算出含油 飽和度。因此，可廣泛運(yùn)用于采油過程中對(duì)原油儲(chǔ)量的計(jì)算。
[0099] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，以上實(shí)施方式僅是用于解釋權(quán)利要求書。然本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于說明書。任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換， 都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其包括如下步驟： a. 掃描巖心樣品，并將掃描圖片采用波爾茲曼網(wǎng)格法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油/水流 動(dòng)，以在該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)形成不同油/水分布，并讀取對(duì)應(yīng)的油/水兩相飽和度； b. 根據(jù)該讀取的油/水兩相飽和度和該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)的油/水分布作為參數(shù)，使用有 限差分方法計(jì)算該巖石的第一電阻率； c. 重復(fù)步驟a和步驟b，分別獲取含水飽和度從0-100%條件下的多個(gè)第一電阻率； d. 采用有限差分方法計(jì)算100%飽和鹽水條件下該巖石的第二電阻率； e. 根據(jù)該多個(gè)第一電阻率和該第二電阻率計(jì)算電阻率指數(shù)，并依據(jù)該電阻率指數(shù)和該 水飽和度，以得到巖電關(guān)系。2. 如權(quán)利要求1所述的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其特征在于，該采用波 爾茲曼網(wǎng)格法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油水流動(dòng)的步驟包括使用非穩(wěn)態(tài)法模擬油驅(qū)替水，該非 穩(wěn)態(tài)法通過設(shè)置壓力差驅(qū)使油/水流動(dòng)并使用循環(huán)邊界條件，以形成不同的油/水分布。3. 如權(quán)利要求2所述的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其特征在于，該壓力差 是流入和流出邊界的密度差值，該壓力差取值范圍為0.2-0.6Kg/m 3。4. 如權(quán)利要求2所述的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其特征在于，在該非穩(wěn) 態(tài)法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油驅(qū)替水的條件下，該巖電關(guān)系的曲線方程為:y=a fb，其中，該X 表示為水飽和度，該y表示為巖石電阻率指數(shù)，該b表示為膠結(jié)指數(shù)，該膠結(jié)指數(shù)的范圍為 1.5-5。5. 如權(quán)利要求1所述的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其特征在于，該采用波 爾茲曼網(wǎng)格法模擬巖石多孔介質(zhì)內(nèi)油水流動(dòng)的步驟包括使用穩(wěn)態(tài)法模擬油水并流，該穩(wěn)態(tài) 法通過設(shè)置質(zhì)量力驅(qū)使油/水流動(dòng)，以形成不同的油/水分布。6. 如權(quán)利要求5所述的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其特征在于，在該使用 穩(wěn)態(tài)法設(shè)置質(zhì)量力驅(qū)使油/水流動(dòng)步驟之前還包括按照不同油/水飽和度比例完全混合后 注入該巖石多孔介質(zhì)內(nèi)。7. 如權(quán)利要求5所述的采用數(shù)字巖心模擬計(jì)算巖電關(guān)系曲線的方法，其特征在于，該質(zhì) 量力的范圍為0.001-0 ·〇1Ν。8. 如權(quán)利要求5所述的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其特征在于，在該穩(wěn)態(tài) 法模擬油水并流的條件下，該巖電關(guān)系的曲線方程為:y=a fb，其中，該X表示為水飽和度， 該y表示為巖石電阻率指數(shù)，該b表示為膠結(jié)指數(shù)，該膠結(jié)指數(shù)的范圍為1.5-5。9. 如權(quán)利要求1所述的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其特征在于，該油/水 流動(dòng)過程將產(chǎn)生不同的油/水分布，不同的油水分布具有不同的油/水兩相飽和度。10. 如權(quán)利要求1所述的采用數(shù)字巖心模擬建立巖電關(guān)系的方法，其特征在于，當(dāng)該油/ 水兩相的飽和度不隨時(shí)間變化時(shí)，該油/水流動(dòng)達(dá)到平衡。
【文檔編號(hào)】G01N23/04GK106093083SQ201610511942
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月1日
【發(fā)明人】龍威, 昝成
【申請(qǐng)人】龍威, 昝成