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数字岩心建模与孔隙网络模拟

科学与自然 地质学

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第1章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数字岩心建模技术研究进展
1.2.2 孔隙网络模型研究进展
1.2.3 逾渗网络模型研究现状

第2章 重构数字岩心
2.1 微CT机及工作原理
2.2 岩心CT图像处理
2.2.1 岩心CT图像预处理
2.2.2 岩心CT图像二值化
2.3 利用MCMC法重构数字岩心
2.4 数字岩心的修正
2.4.1 数字岩心修正原则
2.4.2 数字岩心修正方法
2.5 算法测试
2.6 本章小结

第3章 数字岩心的孔隙空间拓扑结构分析
3.1 数字岩心孔隙中轴线的提取
3.1.1 基本定义
3.1.2 孔隙空间连通性描述
3.1.3 中轴线提取方法
3.1.4 算法测试
3.2 数字岩心孔隙中轴线的修正
3.2.1 删除短小枝节
3.2.2 修正边界中轴线
3.2.3 修正中轴线节点
3.2.4 算法测试
3.3 本章小结

第4章 孔隙网络建模及其性质分析
4.1 孔隙空间的分割
4.1.1 图形的几何变换技术
4.1.2 几何变换技术的验证
4.2 孔隙和喉道的识别及其参数的计算方法
4.2.1 孔隙和喉道的参数计算方法
4.2.2 孔隙识别及其参数计算
4.2.3 喉道识别及其参数计算
4.3 孔隙网络模型的参数统计及性质分析
4.3.1 孔隙网络模型的建立
4.3.2 孔隙网络模型的性质分析
4.4 本章小结

第5章 算法的程序实现和模型的三维可视化
5.1 程序结构介绍
5.2 基于Visual Basic语言的算法实现
5.2.1 OTSU法
5.2.2 重构数字岩心
5.2.3 数字岩心的修正
5.2.4 细化算法
5.2.5 孔隙和喉道的识别及参数计算
5.3 基于Visual Basic和OpenGL的可视化编程
5.3.1 OpenGL简介
5.3.2 Visual Basic及OpenGL相结合的便利性
5.3.3 Visual Basic环境下OpenGL的使用
5.3.4 OpenGL中三维模型的显示
5.4 本章小结

第6章 单孔隙介质电性的逾渗网络研究
6.1 逾渗理论基础
6.2 逾渗网络模型的建模与数值模拟方法
6.2.1 逾渗网络模型的构建
6.2.2 网络模型的电传导模拟
6.2.3 网络模型的准静态两相流模拟
6.2.4 网络模拟程序的编制
6.3 网络模拟结果与定量模型推导
6.3.1 模拟结果与实验验证
6.3.2 单孔隙介质电阻率指数
6.4 本章小结

第7章 双重介质电传导性研究
7.1 基质-溶孔型岩石电传导性质研究
7.1.1 基质-溶孔型双重介质网络模型的建模
7.1.2 等效网络模型的电传导模拟
7.1.3 网络模型的准静态两相流模拟
7.1.4 网络模拟结果与分析
7.2 裂缝性岩石电传导性质初步研究
7.2.1 连续逾渗理论简介
7.2.2 裂缝网络模型的构建
7.2.3 裂缝模型电传导模拟
7.2.4 模拟结果分析与验证
7.3 本章小结

参考文献

《数字岩心建模与孔隙网络模拟》阐述数字岩心技术和孔隙网络模型,系统介绍马尔可夫链-蒙特卡洛法建立数字岩心的理论与方法。基于孔隙空间中轴线以及孔隙喉道识别和参数计算方法,建立孔隙网络模型。并根据不同类型岩石的微观孔喉结构的共性与相似性,提出单孔隙介质逾渗网络模型、基质-溶孔型双重介质逾渗网络模型和逾渗裂缝网络模型的建模和模拟方法。
《数字岩心建模与孔隙网络模拟》可供油气田开发工程领域技术人员以及大专院校师生学习参考使用。

油气田开发工程领域技术人员、大专院校师生
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数字岩心技术和孔隙网络模型是预测多孔介质流动特性的有效手段。数字岩心建模方法包括物理实验法和数值重建法两大类,常见的方法有连续切片法、统计方法、过程重构法、微CT扫描。数字岩心可预测孔隙度、渗透率及开展其他流动模拟。但是由于储层岩石的孔隙空间形态极不规则,直接模拟的运算量非常大。因此,更有效的方法是利用合理的算法,将数字岩心所表征的孔隙空间简化为由“孔隙.喉道”单元组成的孔隙网络模型,再基于孔隙网络模型开展模拟研究,这样可极大地简化运算量,提高计算效率。
本书详细阐述数字岩心技术和孔隙网络模型,系统介绍马尔可夫链.蒙特卡洛法建立数字岩心的理论与方法。基于孔隙空间中轴线以及孔隙喉道识别和参数计算方法,建立孔隙网络模型。并根据不同类型岩石的微观孔喉结构的共性与相似性,提出单孔隙介质逾渗网络模型、基质一溶孔型双重介质逾渗网络模型和逾渗裂缝网络模型的建模和模拟方法。本书建立的孔隙网络模型既能保留数字岩心孔隙空间的拓扑结构,又可有效表征孔隙空间的几何特征,为微观渗流理论研究的开展奠定基础。
本书共分七章,第1章为绪论,第2章为重构数字岩心,第3章为数字岩心的孔隙空间拓扑结构分析,第4章为孔隙网络建模及其性质分析,第5章为算法的程序实现和模型的三维可视化,第6章为单孔隙介质电性的逾渗网络研究,第7章为双重介质电传导性研究。
本书研究课题得到“十三五”国家油气重大专项“超高压气藏砂岩储层数字岩心描述及微观渗流机理模拟”(2016ZX05015-002-006)资助;博士后唐雁冰、研究生徐模和陈亚丽等帮助整理部分稿件并参与撰写工作;油气藏地质及开发工程国家重点实验室对本书提出了有益建议,在此表示感谢。
作者希望本书能为油气田开发研究人员、油藏工程师以及油气田开发管理人员提供参考,同时也可作为大专院校相关专业师生的参考书。限于作者的水平,本书难免存在不足和疏漏之处,恳请同行专家和读者批评指正,以便今后不断对其进行完善。

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