多孔介質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)的分形特征和網(wǎng)絡(luò)模型研究.pdf

1、儲(chǔ)層巖石是非常復(fù)雜的地層多孔介質(zhì)，其微觀孔隙結(jié)構(gòu)和參數(shù)不僅影響油氣儲(chǔ)量，而且直接影響油氣井的產(chǎn)量和最終采收率。因此對儲(chǔ)層巖石微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究具有十分重要的意義，是后續(xù)進(jìn)行采收率理論分析和數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)。
　　多孔介質(zhì)的微觀孔隙結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜和不規(guī)則的，歐式幾何理論和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法給出的宏觀孔隙參數(shù)都已不再適應(yīng)。本文利用分形理論和孔隙網(wǎng)絡(luò)模型對多孔介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，刻畫了巖石的微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征，給出了對微觀孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)

2、雜性和不規(guī)則性進(jìn)行量化描述的特征參數(shù)。
　　在分形維數(shù)算法研究中，分別開發(fā)和改進(jìn)了基于二值圖像的BC算法、基于灰度圖像的DBC算法和基于三維圖像的3D分形維數(shù)算法，并分析了幾個(gè)影響這些算法精度的因素:盒子尺寸序列選取、圖像分辨率和二值化的閾值。
　　針對盒子尺寸序列選取，提出了一種不同于幾何序列（等比數(shù)列）和算術(shù)序列（等差數(shù)列）兩種常規(guī)方法的圖像因數(shù)序列，其不僅能夠提供足夠的擬合數(shù)據(jù)點(diǎn)，還能夠完全整分圖像以消除邊界效應(yīng)的影響

3、。
　　高圖像分辨率能夠探測到更多的孔隙結(jié)構(gòu)，使圖像中孔隙結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的更加復(fù)雜和不規(guī)則，計(jì)算得到的相應(yīng)的分形維數(shù)也將增大。也就是說，高圖像分辨率有利于獲取更加合理和精確的分形維數(shù)，因此在實(shí)驗(yàn)條件允許的情況下，應(yīng)盡可能選取高的成像分辨率。
　　針對MRI孔隙分布圖像，如果閾值選取的過高，孔隙將不能被全部提取，如果閾值選取的過低，一些固體骨架也被提取為孔隙，兩種情況下，計(jì)算的分形維數(shù)都是不準(zhǔn)確的。研究發(fā)現(xiàn)，最小誤差法可以被用來選取

4、合理、適當(dāng)?shù)拈撝怠?br>　　通過對人造巖心的二值圖像和灰度圖像、填砂模型的3D圖像分別進(jìn)行分形特征分析發(fā)現(xiàn)，三種算法計(jì)算出來的分形維數(shù)都能夠用來區(qū)分不同類型巖心的孔隙結(jié)構(gòu)，而且三種分形維數(shù)都能夠與孔隙度和滲透率建立起數(shù)學(xué)關(guān)系，利用這些關(guān)系可以預(yù)測巖心已知孔隙度時(shí)其結(jié)構(gòu)的分形維數(shù)，或者已知分形維數(shù)來預(yù)測這類多孔介質(zhì)的孔隙度。
　　基于數(shù)字巖心，利用最大球體算法提取了四種填砂樣品的孔隙網(wǎng)絡(luò)模型。通過對模型的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和比較