储层孔隙介质随机模型及其渗流规律的研究

基于岩心的CT数据，研究储层岩石内孔隙几何特征描述参数及其统计学规律，建立岩石孔隙的随机模型并重建岩心孔隙结构；研究重建结构与CT图像内孔隙特征在统计学意义上的吻合度判据。考虑孔隙流体与固壁之间的相互作用，建立孔隙流体运动的微分方程，在微观水平上模拟流体在孔隙内的运动规律；进而推导与微观模拟对应的宏观渗流参数，并根据岩心驱替试验获得的渗流参数进行检验。基于所获得的宏观渗流参数和所建立的随机孔隙模型，采用随机有限元法模拟岩心在不同应力状态下孔隙流体的随机运移规律，进而建立岩心宏观渗流参数与流体物性参数、岩心力学参数及岩心的应力状态之间的函数关系。课题的开展可实现将宏观渗流参数的获取转化为对微观问题的数值模拟，为获取宏观渗流参数提供一种较为经济的新途径；研究成果可用于油气田开发方案的调整、剩余油分布预测、三采方案的制定等领域。

选取三类典型的砂岩，开展砂岩微观结构CT实验，采用图像处理的方法，提取砂岩的微观孔隙结构，分析了砂岩的微观孔隙结构特征，采用数理统计的方法建立了砂岩微观结构特征的统计学模型，编写了砂岩微观结构图像处理及孔隙特征分析软件；研究了砂岩微观结构重建的随机建模方法，基于砂岩二维孔隙结构特征统计数据，随机生成砂岩的二维孔隙模型和三维孔隙模型，建立了重建结构与原结构在相同层位上孔隙特征参数统计学意义上的吻合度判据；编写了基于N-S方程和Darcy定律的砂岩宏-微观流动模拟软件，基于宏观-微观模拟的结果，建立了基于微观流动模拟的宏观渗流参数计算方法；考虑砂岩内的流固耦合渗流参数的随机性对孔隙流动的影响，建立了流-固耦合作用下砂岩孔隙流动的随机有限元方法，编写了计算程序。课题的研究完成了计划书的各项研究任务，研究成果可实现将宏观渗流参数的获取转化为对微观问题的数值模拟，为获取宏观渗流参数提供一种较为经济的新途径；研究成果可用于油气田开发方案的调整、剩余油分布预测、三采方案的制定等领域。