基于数字岩心建模的孔隙介质分形特征与电性谱研究

Complex conductivity spectra of porous media contain abundant petrophysical information, such as pore structure, shale content, permeability, specific surface area, grain size, etc. Therefore, there are many factors that could affect the complex conductivity spectra. At present, the relations among complex conductivity spectra and pore structure, permeability, specific surface area, grain size are still ambiguous..In order to understand the relations among pore structure, permeability, specific surface area, grain size and complex conductivity spectra, we are planning to (1) adopt digital core modeling to generate the two dimensional and three dimensional models of porous media, (2) calculate the fractal dimensions of digital core images, (3) compute the effective conductivity spectra of the digital core models by a three dimensional finite difference method, (4) study the effect of mineral composite, pore structure, pore fluid conductivity, fractal features on the complex conductivity spectra. Based on the relations among these parameters, we probably can find new methods for the evaluation of the permeability and oil saturation of complex oil-bearing reservoirs.

孔隙介质的复电导率谱包含着十分丰富的岩石物理信息（如：粒径分布、孔隙结构、泥质含量、渗透率，比表面积等），但同时复电导率谱的影响因素也比较多。目前，人们对于孔隙介质复电导率频散特性与孔隙结构、渗透率、比表面积、粒径分布等参数之间关系的认识还不太清楚。. 为了更清楚地掌握孔隙介质骨架成分、流体性质、孔渗特性、分形特征与复电导率频散特性之间的相关关系，本课题拟采用数字岩心建模方法构建孔隙介质的数值模型，对数字岩心模型二维、三维图像进行分形计算与研究，然后基于电容模型利用三维有限差分方法计算数字岩心模型的等效复电导率，进而获得数字岩心模型的复电导率频散曲线。最后通过多元统计分析，探索孔隙介质骨架成分、孔隙结构、孔隙流体性质、孔隙分形特征等与复电导率频散特性之间的定量关系，为复杂油气储层孔渗特性和含油性的评价提供新的方法。

岩石微观孔隙结构对岩石的储集能力、导电性和渗透性有极大的影响，随着CT成像技术的发展，人们对微观孔隙结构的认识越来越多。但是在油气藏勘探和开发过程中，如何利用测井资料来准确评价宏观地层的孔隙度和渗透率一直是比较困难的工作。. 本项目主要研究内容包括：（1）沉积岩数字岩心模型的快速建模；（2）基于岩石的二维和三维图像计算孔隙的分形参数；（3）沉积岩微观孔隙结构特征与分形参数之间的关系；（4）三维数字岩石模型复电导率的模拟；（5）孔隙介质分形参数与复电导率频散特性之间的关系。. 本项目获得的重要结果包括：（1）通过大量模型计算，认识了颗粒分选性、压实程度、胶结程度对孔隙度、比表面积和分形维度的影响；（2）通过对三维二元混合体系（大小两种球混合）的模拟，揭示了小颗粒的占比对孔隙度、比表面积和分形维度的影响；（3）数字岩心模型计算表明分形维度与渗透率之间没有明显的相关性，而比表面积和渗透率之间有一定相关性，此外，发现分形参数进相与渗透率之间有较好的相关性。