深层超深层油气藏高应力下数字岩心构建方法

作     者：姚军 王春起 黄朝琴 杨永飞 孙海 张磊 YAO Jun;WANG Chunqi;HUANG Zhaoqin;YANG Yongfei;SUN Hai;ZHANG Lei

作者机构：中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)油气渗流研究中心山东青岛266580 

出 版 物：《石油钻探技术》 (Petroleum Drilling Techniques)

年 卷 期：2024年第52卷第2期

页      面：38-47页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目“深层超深层油气藏开发基础理论研究”(编号:52034010) 中国石化科技部外协课题“压驱开发流固耦合数值模拟方法研究”(编号:P21072-1)联合资助 

主　　题：油气藏 深层超深层 数字岩心重构 离散元法 孔隙几何拓扑结构 渗透率 

摘      要：深层超深层油气藏由于埋藏深,其地应力达200 MPa,会显著改变储层岩石孔隙的微观结构。数字岩心是孔隙尺度数值模拟的重要载体,但是现有数字岩心重构方法是基于常温常压下岩心的扫描图像重构,不能反映高应力下的孔隙结构。为此,提出了一种基于离散元法考虑高应力影响的数字岩心重构方法。首先,采用分水岭算法分割CT图像,利用球面谐波分析方法建立轮廓数据库,并在PFC^(3D)中建立Clump(团簇)模板库;然后,根据孔隙度和粒径分布使用模板库中的Clump建立离散元模型,并用两点相关和线性路径相关函数曲线评价模型的准确性;随后,标定颗粒间微观力学参数,并加载应力模拟得到不同应力下的数字岩心;最后,分析了不同应力下数字岩心的孔隙几何拓扑结构,计算孔隙度和渗透率。以Bentheim砂岩为例,构建了其不同应力下的数字岩心,研究结果表明,应力增大,导致孔隙和喉道半径缩小、喉道伸长、连通性变差、孔隙度和渗透率减小。研究结果为深层超深层油气藏孔隙尺度模拟提供了技术途径。