【摘 要】
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岩心能为储层评价提供基础数据,岩心分析可以获得岩石的骨架性质、孔隙结构和渗流性质等。数字岩石物理是一个理解孔隙尺度流动过程和确定岩石物理性质的有力工具。数字岩石物理使用图像处理技术获取岩石的粒度组成、孔隙度和孔隙大小分布等性质,还可应用计算流体动力学方法模拟孔隙尺度上单相和两相流体的流动,并计算绝对渗透率、毛管力和相对渗透率等性质。数字岩石物理相比实验室岩心分析,可以直观地理解孔隙尺度上流动特征。
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岩心能为储层评价提供基础数据,岩心分析可以获得岩石的骨架性质、孔隙结构和渗流性质等。数字岩石物理是一个理解孔隙尺度流动过程和确定岩石物理性质的有力工具。数字岩石物理使用图像处理技术获取岩石的粒度组成、孔隙度和孔隙大小分布等性质,还可应用计算流体动力学方法模拟孔隙尺度上单相和两相流体的流动,并计算绝对渗透率、毛管力和相对渗透率等性质。数字岩石物理相比实验室岩心分析,可以直观地理解孔隙尺度上流动特征。以流体动力学理论和气体动力学理论为基础,推导了格子Boltzmann方程,使用Chapman-Enskog分析恢复了格子Boltzmann方程对应的宏观方程。应用数字图像处理技术离散了体中心立方体和面中心立方体,并且计算了Berea砂岩子样的粒度组成、孔隙度、孔隙大小分布和孔隙连通性等物理性质。给出了单松弛时间模型和双松弛时间模型的基本算法以及程序实现方式,计算了体中心立方体、面中心立方体和Berea砂岩子样的绝对渗透率。选取Berea砂岩切片为研究对象,应用颜色梯度模型计算了不同毛管数、粘度比和润湿性条件下的相对渗透率。格子Boltzmann方法模拟不可压缩Navier-Stokes方程时,Ma数应该尽可能小。Berea砂岩子样粒度组成均匀,颗粒偏小,属于细砂岩。Berea砂岩子样孔隙大小分布比较均匀,孔隙半径主要集中在10-35μm之间,大约占74.40%,平均孔隙半径为25.252μm。绝对渗透率与数字岩石大小有关,数字岩石越大,绝对渗透率越接近实际值。单松弛时间模型的松弛时间明显地影响绝对渗透率,而松弛时间与流体运动粘度相关,因此流体运动粘度会影响绝对渗透率。双松弛时间模型的魔法参数控制了模型的稳定性和精度,流体运动粘度可以单独调整。非润湿相和润湿相渗透率随毛管数的增大而增大,然而非润湿相渗透率相比润湿相渗透率增加的更加明显。当粘度比比较大时,因为吸附在岩石表面上的润湿相流体较多,所以润湿相流体的相对渗透率会下降。岩石表面从强润湿转变到中间润湿时,非润湿相相对渗透率会明显减小,而润湿相相对渗透率有一定增大。
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